专利名称：用于土壤和水体中双氰胺的测定方法
技术领域：
本发明属于一种检测方法(涉及一种应用高效液相色谱法检测双氰胺含量的方法)，特别是涉及一种用于土壤和水体中双氰胺的测定方法(高效液相色谱检测法)。
背景技术：
双氰胺(DCD)，也称为二氰二胺，为白色结晶粉末，因具有抑制土壤硝化细菌活性， 延缓土壤中铵态氮向硝态氮转化的硝化抑制特性，常被用作化肥硝化抑制剂用于生产长效新型肥料、稳定性肥料、肥料增效剂等产品。也可与多种氮肥一起施用，包括尿素、铵盐、 氮肥水溶液、动物厩肥等。国内外有关研究报道表明，尿素和硝酸铵分别配施双氰胺，能显著降低土壤硝态氮含量，并显著提高土壤铵态氮含量，可分别使空心菜菜体硝酸盐降低 63. 6 %和2. 0 %，硝化细菌数量分别减少31 %和25 %。秋天将双氰胺加入牛粪肥中，可抑制肥料的硝化反应，减少冬天硝态氮的淋失。双氰胺和氮肥配施于柑橘果园，经过三次灌溉以后，配施双氰胺的土壤仅有20%的氮肥被淋溶。双氰胺和尿素一起施用于大麦地，21天后 N2O的释放量降低了 71% 82%。氢醌和双氰胺组合处理可减少稻田CH4排放总量的1/2。 双氰胺在施肥条件下3年CO2释放平均减少了 %。因此，双氰胺在农业上的应用，可减缓氮素转化，提高作物氮素利用率；可降低土壤硝态氮淋失，减少农田面源污染；可减少蔬菜硝酸盐吸收，提高蔬菜食用安全性；可减少农田N20、CH4、(X)2排放，符合低碳农业发展需求。 在农业生产上，双氰胺常被用作氮肥伴侣施用于农田，在肥料生产上，双氰胺是当前和今后新型肥料开发不可缺少的一种肥料添加剂。应用双氰胺开发的系列产品已受到世界各国的关注，尤其是在中国、美国和欧洲的市场上。虽然目前国内外将双氰胺作为硝化抑制剂应用于农业生产上已相当广泛，是一种已被公认价廉质优的硝化抑制剂，大多的研究结果也都支持适量的双氰胺对环境和作物无毒害作用的结论，但也有研究表明，双氰胺易随水淋失，施用不当或过量时，容易对作物造成毒害甚至在农产品中残留，而对长期施用双氰胺对农田环境安全的影响目前尚不清楚。 过量双氰胺导致的农残为人体食用，以及双氰胺淋失进入水体为人体吸入是否会影响人类健康目前尚无确切报道。双氰胺微毒或基本无毒，急性毒性很小。在药品生产上，双氰胺作为药物加工中间体，是国内外药物成品中必要的检测项。双氰胺作为单氰胺的二聚体，其对小鼠毒害症状与单氰胺三聚体三聚氰胺类似，13000mg/kg剂量的双氰胺和三聚氰胺给药后的小鼠出现一致毒害症状，均出现不安，跳跃，呼吸急促，随后在几十分钟内便死亡。农田双氰胺长期或过量施用，使得双氰胺是否会像三聚氰胺成为一种潜在的危险试剂目前不得而知。因此，虽然目前尚未发现农业生产上出现的高量双氰胺引起的淋失和农残，以及长期施用双氰胺或含双氰胺的肥料受到双氰胺的污染现象。尽管如此，鉴于双氰胺具有与三聚氰胺相似的小鼠毒害症状，作为药物的必要检测项，以及当前双氰胺在农业上的应用情况及未来发展趋势看，科研人员和生产应用者很有必要对广泛应用于农业生产中的双氰胺进行监测，以了解实际用量，防患于未然。当前，国内外对土壤和水体中双氰胺的环境影响评价报道较少，国内应用高效液相色谱法对双氰胺的测定，都集中在对药物如盐酸二甲双胍片、盐酸苯乙双胍等中杂质双氰胺的检测，其中双氰胺主要是作为药物加工中间体使用。这些方法的不足之处在于，色谱柱价格较高、寿命短，色谱分离时双氰胺峰值保留时间较短，难于与溶剂峰基线分离，专属性不够强，色谱条件重现性欠佳等等。此外，更为关键的是应用其中某些方法的色谱条件来检测土壤中的双氰胺含量，未能很好的将双氰胺色谱峰与其它杂峰分开。总之，我国目前针对长期施用双氰胺后在农田和水体中降解的监测尚缺乏，因此，很有必要结合我国的实际情况，探索一种适合于土壤和水体中双氰胺的检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，使得成为一种检测限低、检测灵敏度高、回收率高和快速的高效液相色谱检测法。本发明的创新思路是采用高效液相色谱法对土壤和水体中双氰胺含量进行检测时，都需要摸索和寻找合适的色谱条件，包括色谱柱、流动相、流速、进样体积、柱温、柱压、 检测波长等。此外，还需要确定一套与提取方法相匹配的检测方法，这些都直接关系到提取和检测方法的回收率、准确性和灵敏度。所以，为了实现上述目的，本发明需要探索建立一种适用于土壤和水体中双氰胺的提取条件和新的色谱条件。鉴于以上创新思路，本发明所提供的一种用于土壤和水体中双氰胺的测定方法， 其特征在于该测定方法包括如下步骤①.备好双氰胺标准溶液，及样品前处理其中样品前处理是指称取定量的土壤样品和/或水体样品，对于定量的土壤样品是加入2倍体积的超纯水，超声提取离心后，上清液经过滤器过滤后得到样品滤液，加水定容，对于定量的水体样品则是直接过滤加水定容；②.样品测定将样品滤液和备好的双氰胺标准溶液分别注入高效液相色谱中，按照色谱条件测定标准溶液和样品中双氰胺吸收峰面积；③.结果计算通过双氰胺标准溶液的浓度与对应吸收峰面积的线性关系曲线，查得样品滤液中双
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氰胺的浓度，按照# = ~JLJ~ (为固体样品时)或W =—-"一 (为液体样品时)公式计
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算样品中双氰胺的含量。式中W-试样中双氰胺的质量分数，mg/kg(固体样品)，mg/L (液体样品)；C-由标准曲线上查出的样液中双氰胺的浓度，ug/mL ；V, V1-样液最终定容体积，mL ；ts_分取倍数；m-试样质量(土壤为烘干土样质量，所含水体不计质量)，g ；V2-试样体积，mL。上述土壤样品处理为准确称取10. 000-20. OOOg的土壤样品，加入40mL的超纯水， 超声提取30min，提取液4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL。上述水体样品处理为准确吸取20—40mL的水体样品，在4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL。上述双氰胺标准溶液制备为准确称取0. OOlg双氰胺分析纯试剂，用超纯水定容至100ml，得Cfe= 100ug/mL，置于4°C冰箱中保存。上述使用仪器为Waters Alliance沈95 二极管阵列检测器，色谱条件为色谱柱采用Waters XTerra RP-18 (4. 6mmX 150mm, 5um)；流动相A为乙腈，流动相B为四丁基硫酸氢铵((C4H9)4NHSO4)和磷酸二氢钠(NaH2PO4)混合液，动流相A与流动相B的体积比(流动相A 流动相B)为5 95，流速为0. 7000mL/min,进样体积为IOuL ；柱温为30°C，柱压为 14Mpa,紫外检测波长为220nm。上述高效液相色谱法在2. 60-3. 30min有一专一的色谱峰，该峰与标准溶液中的色谱峰一致，为双氰胺的特征吸收峰。由于目前国内应用高效液相色谱法测定双氰胺主要是针对药品中杂质双氰胺的测定，若应用已有技术的样品制备、色谱条件及检测波长来测定土壤和水体中双氰胺含量， 其它物质可能与双氰胺色谱峰有重叠，不能准确检测双氰胺含量。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明适用于土壤和水体中双氰胺含量的测定，且不受其它杂峰的干扰，该方法快速(方法简单、易行)、灵敏度高(检测的精度高)、检测限低、回收率高。使用本发明的高效液相色谱法测定土壤和水体中双氰胺含量，提取过滤后的固体样品检测限为0. lmg/kg，液体样品检出限为0. Oaiig/L，回收率为 93. 13% 99. 42%。
四
图1为双氰胺标准品色谱图；图2为施用配方肥的土壤样品色谱图；图3为配方肥配施双氰胺的土壤样品色谱图；图4为含双氰胺的水体样品色谱图。
具体实施例方式利用高效液相色谱法对土壤和水体中双氰胺的含量进行检测1、仪器设备Waters Alliance洸95高效液相色谱仪，配有Waters四96 二极管阵列检测器。2、选用试剂乙腈(色谱纯)；四丁基硫酸氢铵Qmmol/L)准确称取0. 679g四丁基硫酸氢铵分析纯试剂，用超纯水定容至1000ml ；磷酸二氢钠05mmol/L)准确称取3. OOOg磷酸二氢钠分析纯试剂，用超纯水定容至 1000ml ；双氰胺标准液准确称取0. OOlg双氰胺分析纯试剂，用超纯水定容至100ml，得C 标=100ug/mL，置于4°C冰箱保存。3、操作步骤①.样品处理准确称取10. 000-20. OOOg的土壤样品，加入一定量的超纯水，超声提取30min，提取液4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL，供高效液相色谱测定。水体样品直接吸取20-40mL，在4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL。②.样品测定将双氰胺标准溶液，样品滤液注入高效液相色谱中，按照色谱条件测定标准溶液和样品中双氰胺吸收峰面积。色谱条件为色谱柱采用Waters XTerra RP-18 (4. 6mmX 150mm, 5um)；流动相A为乙腈，流动相B为四丁基硫酸氢铵((C4H9) 4NHS04) 和磷酸二氢钠(NaH2PO4)混合液，动流相A与流动相B的体积比(流动相A 流动相B)为 5 95，流速为0. 7000mL/min,进样体积为IOuL ；柱温为30°C，柱压为14Mpa，紫外检测波长为 220nm。③.标准曲线绘制用流动相将双氰胺标准储备液逐级稀释得到浓度为1、10、25、 50、75、100ug/mL的标准工业液，浓度由低到高进样检测，以峰面积-浓度作图，得到标准曲线回归方程。双氰胺浓度在1 lOOug/mL范围内，浓度与其对应的峰面积值呈良好线性关系， 相关系数为0. 999。所得线性方程为:y = 134445x-102557(x为浓度，ug/mL ；y为峰面积，
UV * S)4、结果计算
权利要求
1.一种用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于该测定方法包括如下步骤①.备好双氰胺标准溶液，及样品前处理其中样品前处理是指称取定量的土壤样品和/或水体样品，对于定量的土壤样品是加入2倍体积的超纯水，超声提取离心后，上清液经过滤器过滤后得到样品滤液，加水定容，对于定量的水体样品则是直接过滤加水定容；②.样品测定将样品滤液和备好的双氰胺标准溶液分别注入高效液相色谱中，按照色谱条件测定标准溶液和样品中双氰胺吸收峰面积；③.结果计算通过双氰胺标准溶液的浓度与对应吸收峰面积的线性关系曲线，查得样品滤液中双氰胺的浓度，按照W = C(为固体样品时)或W=‘(为液体样品时)公式计算样品中双氰胺的含量； 式中W-试样中双氰胺的质量分数，mg/kg(固体样品)，mg/L (液体样品)； C-由标准曲线上查出的样液中双氰胺的浓度，ug/mL ； V, V1-样液最终定容体积，mL ； ts-分取倍数；m-试样质量(土壤为烘干土样质量，所含水体不计质量)，g ； V2-试样体积，mL。
2.根据权利要求1所述的用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于所述土壤样品处理为准确称取10. 000-20. OOOg的土壤样品，加入40mL的超纯水，超声提取30min， 提取液4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL。
3.根据权利要求1所述的用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于所述水体样品处理为准确吸取20-40mL的水体样品，在4000r/min离心lOmin，上清液用0. 45um的针头式过滤器过滤，过滤后定容至50mL。
4.根据权利要求1所述的用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于所述双氰胺标准溶液制备为准确称取0. OOlg双氰胺分析纯试剂，用超纯水定容至100ml，得Cfe = 100ug/mL,于4°C冰箱中保存。
5.根据权利要求1所述的用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于上述使用仪器为Waters Alliance沈95 二极管阵列检测器，色谱条件为色谱柱采用 Waters XTerra RP-18 (4. 6mmX 150mm, 5um)；流动相A为乙腈，流动相B为四丁基硫酸氢铵 ((C4H9)4NHSO4)和磷酸二氢钠(NaH2PO4)混合液，动流相A与流动相B的体积比(流动相A 流动相B)为5 95，流速为0. 7000mL/min，进样体积为IOuL ；柱温为30°C，柱压为14Mpa， 紫外检测波长为220nm。
6.根据权利要求1所述的用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于所述高效液相色谱法在2. 60-3. 30min有一专一的色谱峰，该峰与标准溶液中的色谱峰一致，为双氰胺的特征吸收峰。
全文摘要
一种用于土壤和水体中双氰胺的测定方法，其特征在于该测定方法包括如下步骤备好双氰胺标准溶液，及样品前处理其中样品前处理是指称取定量的土壤样品和/或水体样品，对于定量的土壤样品是加入2倍体积的超纯水，超声提取离心后，上清液经过滤器过滤后得到样品滤液，加水定容，对于定量的水体样品则是直接过滤加水定容；样品测定将样品滤液和备好的双氰胺标准溶液分别注入高效液相色谱中，按照色谱条件测定标准溶液和样品中双氰胺吸收峰面积；结果计算通过双氰胺标准溶液的浓度与对应吸收峰面积的线性关系曲线，查得样品滤液中双氰胺的浓度，按照(为固体样品时)或(为液体样品时)公式计算样品中双氰胺的含量。本发明的优点是方法先进快速、易行；检测限低(固体样品检测限为0.1mg/kg，液体样品检出限为0.02mg/L)；回收率高(93.13％～99.42％)。
文档编号G01N30/02GK102323347SQ201110220090
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者倪沁颜, 廖要要, 张潘丹, 张青, 江枝和, 王煌平, 程广强, 罗涛, 翁伯琦 申请人:福建省农业科学院土壤肥料研究所