土壤中六六六和滴滴涕定量檢測的一種快捷方法

武春媛 朱文龍 ，鄧曉 李勤奮

1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所，海南海口 571101

2.南京農業大學，江蘇南京 570228

3.農業部儋州農業環境科學觀測實驗站，海南儋州 571737

六六六（六氯環己烷，HCHs）和滴滴涕（雙對氯苯基三氯乙烷，DDTs），具有“三致”毒性、生物蓄積性和半揮發性，半衰期長，對人類健康和環境危害嚴重，是我國20世紀60年代～70年代廣泛使用的有機氯殺蟲劑，1983年國內禁止生產，但因難降解性，近年在土壤、農產品、動物和母乳中仍被廣泛檢出[1，2]。HCHs和DDTs被列為我國土壤環境質量、無公害水果/蔬菜土壤質量的重要監測指標[3，4]。利用氣相色譜（GC-ECD）實現土壤中HCHs和DDTs的定量檢測，但土壤樣品的前處理（提取與凈化）技術有所差異。目前最常用的前處理技術為索氏提取（提取溶劑不同），結合濃硫酸（或柱層析）凈化[5-7]。如，國標法GB/T 14550-2003利用索氏提取（石油醚： 丙酮=1：1，v/v）、濃硫酸凈化、GC-ECD法分析土壤中HCHs和DDTs殘留[5]，此類方法需配備索氏提取器，一次處理樣品數量有限。另一類前處理技術是“超聲波提取，加固相萃取柱或濃硫酸凈化[8-11]”，其中，固相萃取柱費用較高，一些實驗室無條件采用，而目前已報道方法的超聲提取時間過長（60min～120min），操作費時，且有機溶劑正己烷或二氯甲烷具有毒性[10-12]。

本文利用常規實驗條件，提出“石油醚/丙酮（1/1，v/v）混合溶劑萃取，20min超聲波提取結合濃硫酸凈化”的土壤殘留HCHs和DDTs前處理方法，更容易實施，在有GC-ECD、旋轉蒸發儀和超聲波清洗儀的硬件條件下即可進行，且此方法溶劑無毒、用量少、提取用時短、可批量處理、易于操作和掌握。

1 材料與方法

1.1 材料

儀器：Aglient 6890氣相色譜儀，配有ECD檢測器；Aligent 1909/J-413色 譜 柱（30m×320μm×0.25μm）；SK2200H超聲波清洗儀；RE-3000旋轉蒸發儀。

藥品：石油醚和丙酮（色譜純），購自百靈威；γ-六六六、o，p'-DDT 和 p，p'-DDT（純度 98%～99%），購自百靈威 ；濃硫酸（優級純）和無水硫酸鈉（分析純），購自廣州化學試劑廠。

標準溶液制備：準確稱取γ-六六六、o，p'-DDT和p，p'-DDT藥品各10mg（精確到0.0001g），分別溶于100mL石油醚，制成100mg/L儲備液。準確量取上述3種藥品的儲備液10mL，移至100mL容量瓶中，用石油醚定容至刻度，制成10mg/L中間溶液。根據檢測器的靈敏度和線性要求，將中間溶解配制成5個濃度梯度（0.002mg/L、0.02mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L）的標準工作溶液。標準溶液均貯存于4℃冰箱。

供試土壤：土壤樣品于2011年6月分別采集于海南省樂東尖峰鎮、東方天安鄉、儋州石馬嶺和新盈農場，屬于四種不同土壤類型：礫質壤土、砂壤土、壤土、黏土，分別編號為S1、S2、S3、S4。

1.2 方法

提取：準確稱取10g過60目篩的風干土樣，置于100mL離心管中，加入10mg/L的混合標準溶液1mL，充分混勻，配成γ-HCH、o，p'-DDT、p，p'-DDT終濃度為1mg/kg的含藥土樣。避光靜置過夜，依次加入1g硅藻土，1mL蒸餾水，80mL石油醚-丙酮（1：1，v/v），搖勻。浸泡土樣12h后，超聲提取20min，離心，上清液轉入250mL分液漏斗中，用20mL石油醚分2次洗滌離心管及濾渣，并入濾液中，將濾液轉入250mL分液漏斗中。用20g/LNa2SO4水溶液洗滌石油醚相濾液3次，每次100mL，振搖1min，靜止分層后，棄去下層水相，石油醚提取液待凈化。

凈化：加入有機相十分之一體積的濃H2SO4，對提取液進行磺化，振搖1 min，靜置分層后，棄去下層硫酸層。按上述步驟重復3次～4次，使二相界面清晰且均呈無色透明時止。然后向棄去硫酸層的石油醚提取液中加入有機相體積一半的20g/LNa2SO4溶液，振搖十余次。待其靜置分層后棄去水層，如此重復至提取液呈中性時止（一般2次～4次）；將石油醚提取液移入旋轉蒸發瓶中，濃縮至近干，用石油醚定容至10mL，待GC檢測。

氣相色譜檢測條件：進樣口溫度：250℃；檢測器溫度：300℃；載氣：高純氮氣，流速60mL/min，不分流進樣；吹掃時間0.75min；柱溫升溫程序為：100℃（保持1min）→160℃（20℃/min，保持1min）→270℃（10℃/min，保持1min）；進樣量為1μL。單一標準溶液定性，繪制峰面積-濃度標準曲線定量。

每個樣品均設置3個重復，每個實驗均重復3次。

2 結果與分析

2.1 線性方程

按照氣相色譜設定的檢測條件，3種藥品能被有效分離，色譜圖見圖1。色譜峰順序為：γ-HCH、o，p'-DDT、p，p'-DDT。測定濃度為0.002mg/L、0.02mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L的混合標準工作溶液的吸收峰面積（Y），以Y對混合標準工作溶液濃度（X）繪制標準曲線，得到3種藥品的線性方程和相關系數，結果見表1，相關系數R2均大于0.999，表明此檢測條件適用于HCHs和DDTs的定量分析，最小檢出限為0.01μg/kg～0.04μg/kg。

圖1 γ-HCH、o，p'-DDT 和 p，p'-DDT混合標準樣品的氣相色譜圖

表1 目標農藥的線性回歸方程

2.2 土壤中HCHs/DDTs提取凈化條件的確定

為了減少前處理時間，減少溶劑用量，在國標法（GB/T 14550-2003）[5]和現有超聲波處理方法[10-14]基礎上，結合現有實驗條件，本文提出了“石油醚/丙酮（1/1，v/v）混合溶劑萃取+20min超聲波提取+濃硫酸凈化”前處理方法，設置3個處理：（A）石油醚/丙酮（1：1，v/v）+超聲波提取15min+ 濃硫酸凈化；（B）石油醚/丙酮（1：1，v/v）+超聲波提取20min+濃硫酸凈化；（C）石油醚/丙酮（1：1，v/v）+超聲波提取1h + 濃硫酸凈化。分析土壤樣品S1中添加1mg/kg的γ-HCH/o，p'-DDT /p，p'-DDT的回收率，設置3次重復，結果見圖2。

圖2顯示，處理A，3種目標物的回收率均低于72%，p，p'-DDT的回收率僅為54%；而處理B中γ-HCH、o，p'-DDT和p，p'-DDT的回收率較好，分別為80.96%、99.4%和82.29%，處理C中3種目標物的回收率比B中略高，分別為83.516%、101.2%和84.26%。表明，超聲時間越長，回收率越高；超聲20min和1h的回收率相近，考慮到節約處理時間，超聲波處理20min為宜。

圖2 處理A、B、C的回收率比較

2.3 4種磚紅壤樣品分析

以海南4種磚紅壤土樣為研究對象，采用2.2的前處理方法B（石油醚/丙酮（1：1，v/v）+ 超聲波提取20min+濃硫酸凈化)，利用GC-ECD，分析了樣品中添加1mg/kg的γ-HCH/o，p'-DDT /p，p'-DDT的平均回收率和精密度，驗證方法的可靠性，設置3次重復，結果如表2所示。從檢測結果看，相對標準偏差（RSD）分別為0.42%～1.62%（γ-HCH）、1.95%～3.5%（p，p'-DDT）和1.57%～3.36%（o，p'-DDT），平均回收率分別為 81.24%～84.85%（γ-HCH）、82.84%～86.15%（p，p'-DDT）和98.91%～102.36%（o，p'-DDT），滿足分析測試要求。

表2 加標回收率試驗結果

2.4 方法的優點

與國標GB/T 14550-2003方法相比，超聲波提取方法的有機溶劑用量少，提取時間短，可同時處理多個樣品；與已報道超聲波提取方法比較，本方法有機溶劑無毒，超聲提取時間短，易于操作，最低檢出限低，回收率高（表3）。在暫無索氏提取器和固相萃取裝置的實驗條件下推薦使用。

表3 與現有方法比較

3 結論

本研究建立了石油醚/丙酮（1/1，v/v）混合溶劑萃取12h，超聲波提取20min，濃硫酸凈化，毛細管GC-ECD定量檢測土壤中γ-六六六、o，p'-DDT、p，p'-DDT的方法。方法對目標物的檢出限為0.01μg/kg～0.04μg/kg，對四種供試磚紅壤土樣的加標回收率達到81.24%～102.36%，相對標準偏差為0.42%～3.5%，符合有機氯的檢測要求。可在無索氏提取器和固相萃取裝置實驗條件下使用，并具有同時處理多個樣品，溶劑無毒且用量少，提取用時短和易操作優點。

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