高效液相色谱法同时测定农药制剂厂废水中的异噁草酮、敌草隆和环嗪酮

《Water and Environment Journal》：Simultaneous Determination of Clomazone, Diuron and Hexazinone in Wastewater From Agrochemical Formulators by High-Performance Liquid Chromatography

　　

农业化工企业在设备清洗方面面临重大挑战，因为高水平的残留农药污染。本研究旨在开发和验证一种高效液相色谱-紫外/二极管阵列检测器（HPLC-UV/DAD）方法，用于同时测定生产含有这些活性成分的农药制剂后，在清洗制剂设备过程中产生的废水中的异噁草酮、敌草隆和环嗪酮。分析物被成功分离和定量，检测限分别为异噁草酮2.7×10^-2 μg mL^-1、敌草隆3.5×10^-5 μg mL^-1和环嗪酮6.0×10^-5 μg mL^-1。该方法表现出优异的线性，决定系数（R²）在0.9980至0.9998之间，令人满意的精密度（相对标准偏差RSD ≤ 8.53%）和回收率范围在85.67%至116.76%之间。总体而言，经验证的方法被证明是快速、稳健和可靠的，能够同时测定这些农药，证明了其适用于监测农药制剂行业产生的废水中的农药残留。

农药的广泛使用导致水体污染，其中异噁草酮（clomazone）、敌草隆（diuron）和环嗪酮（hexazinone）作为常用除草剂，因高水溶性和环境持久性，对生态系统和人体健康构成威胁。国际法规（如欧盟水框架指令、美国EPA）对部分农药设有限值，但巴西缺乏对异噁草酮的饮用水标准，且现有分析方法多针对单一化合物，缺乏同时测定这三种农药的快速方法。农药制剂厂在设备清洗过程中产生高浓度残留废水，亟需可靠的分析手段用于监测和去污评估。为此，研究人员开发了一种高效液相色谱-紫外/二极管阵列检测器（HPLC-UV/DAD）方法，用于同时测定此类废水中的异噁草酮、敌草隆和环嗪酮。该方法基于反相C₁₈色谱柱（4.6 mm×150 mm，5 μm粒径），采用等度洗脱（甲醇:水=60:40，v/v），流速1.0 mL min^-1，柱温25°C，检测波长分别选定为210 nm（异噁草酮）、250 nm（敌草隆）和246 nm（环嗪酮）。方法依据巴西技术标准协会ABNT NBR 14029:2016进行验证，包括选择性、检测限（LOD）、定量限（LOQ）、线性、回收率和精密度。实际样品来源于巴西某农药制造公司中试工厂的清洗废水（去污罐采集），无需样品前处理直接进样分析。研究结果表明，该方法选择性良好，空白基质无干扰；LOD分别为异噁草酮2.7×10^-2 μg mL^-1、敌草隆3.5×10^-5 μg mL^-1、环嗪酮6.0×10^-5 μg mL^-1，对应的LOQ为8.2×10^-2、1.1×10^-1、1.8×10^-1 μg mL^-1，且LOD水平的RSD均低于Horwitz方程预测值，精密度良好。校准曲线线性关系优异，R²范围为0.9980~0.9998。加标回收率在85.67%~116.76%之间，符合ABNT标准（75%~125%）。重复性和中间精密度RSD均低于Horwitz值，方法可靠。实际样品分析显示，中试工厂5次独立清洗废水样品中，样品1中异噁草酮、敌草隆和环嗪酮浓度分别为3.8×10^-1、4.92和1.95 μg mL^-1；样品2浓度降低；样品4和5中部分化合物低于LOD，表明清洗工艺有效。色谱图显示三种目标物在4 min（环嗪酮）、6.4 min（敌草隆）和8.4 min（异噁草酮）处实现良好分离。讨论部分指出，该方法能够检测到低于巴西饮用水标准（敌草隆20 μg L^-1）和美国EPA对异噁草酮的限值（1 μg L^-1），并可用于评估吸附、高级氧化等修复技术的去除效率，为环境监测和工业过程控制提供了实用工具。研究结论翻译如下：本研究首次报道了一种能够同时定量工业废水中异噁草酮、敌草隆和环嗪酮的HPLC-DAD方法。该方法依据ABNT NBR 14029:2016进行了验证，并显示出适用于环境监测的准确度、精密度、线性度和灵敏度。其对实际废水的适用性证实了其作为评估去污和修复过程的可靠分析工具的潜力。该方法被证明对废水中目标除草剂的同时分析具有特异性和高效性，能够在一次色谱运行中准确定量这些低浓度化合物。该论文发表在《Water and Environment Journal》。