微波萃取－氣相色譜法測定土壤中9種有機氯農藥

馬健生，王 娜，遲廣成，王 鑫，胡建飛

(中國地質調查局沈陽地質調查中心，遼寧沈陽110032)

有機氯農藥作為一種有效的殺蟲劑，曾長期使用于我國的農業生產中，其中又以六六六和滴滴涕使用最早也最廣泛［1］，我國在20世紀80年代開始逐步禁止使用該類農藥，然而該類農藥具有很強的脂溶性和難降解性［2］，能夠在生物體內富集，最終通過食物鏈進入人體。該類有機污染物已被確認為具有“三致效應”的持久性污染物［3］，對人類健康具有極大的危害。

土壤中有機氯含量的檢測一般選用氣相色譜配ECD檢測［4-5］，然而在前處理過程中所選用的提取方法不同，目前主要應用的有索氏提取法、超聲波提取法、加速溶劑萃取法等［6-9］。索氏提取法是經典方法，優點是操作方便、方法穩定重現性好，缺點是耗時長、效率低，并且需要使用大量有機提取試劑;超聲波法的優點是效率較高，缺點是超聲波產生能量不易控制，溫度會隨著超聲時間的延長而升高，并且該法同樣需要相對較多的提取試劑;加速溶劑萃取法是近些年發展很快的一種對固體樣品進行目標物提取的前處理方法，優點是效率高、整個前處理過程可控、提取所需溶劑量相對較小，缺點是萃取池組裝部件繁多，清洗麻煩。微波提取法是近年來逐漸被人們認可的一種高效前處理方法，該法不僅提取效率高而且使用提取試劑少，并且整個萃取過程溫度可控，完全可根據不同基體選用不同的升溫步驟及時間。鑒于此，筆者選擇微波提取法結合固相萃取凈化法提取了土壤中9種常見有機氯農藥，并利用氣相色譜ECD檢測器進行了檢測，旨在為有機氯含量測定方法研究提供理論依據。

1 材料與方法

1．1 材料 日本島津GC2010氣相色譜儀，配ECD檢測器;CLPⅡ型毛細管柱(30 m ×0．32 mm ×0．25 μm);微波萃取儀MARS6;固相萃取小柱(proelut florisil 1 000 mg/6ml)及凈化裝置(SUPELCO VISIPREPTMDL);旋轉蒸發儀(RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠)。正己烷(JT Baker，農殘級)、丙酮(禹王，色譜純)。8種有機氯標準溶液(美國ChemService公司)100 μg/ml;有機氯替代物:2，4，5，6-四氯間二甲苯，二丁基氯菊酸酯混標溶液(美國RTX公司)2 000μg/ml;六氯苯單標固體(美國ChemService公司)。

1．2 方法

1．2．1 氣相色譜條件。進樣口溫度為220℃，不分流進樣，壓力為 55．8 kPa，柱流速為 1．27 ml/min，線速度為 26．8 cm/s。升溫程序:120℃保持1 min，然后以9℃/min升到300℃保持4 min，ECD檢測器溫度為300℃。

1．2．2 標準曲線的繪制。先將六氯苯單標與8種有機氯混標混合配制成濃度為1．0μg/ml的9種有機氯混標儲備液，然后再將儲備液稀釋成濃度為 1．0、2．0、5．0、10．0、20．0、50．0、100．0 μg/L 的標準工作液，按照“1．2．1”條件上機檢測。以濃度(X)為橫坐標，以峰面積(Y)為縱坐標繪制標準工作曲線。

1．2．3 前處理條件優化試驗。提取方法選擇微波萃取法，首先稱取5．0 g經過灼燒的石英砂，倒入微波儀萃取管中，然后加入9種有機氯混和標準溶液10．0 ng、有機氯替代物20．0 ng，倒入配制好的提取溶劑進行提取，將微波萃取后的樣品溶液經過旋轉蒸發儀濃縮至小體積(約2 ml左右)后加入到預先淋洗好的固相萃取小柱上，經固相萃取洗脫收集在10 ml玻璃離心試管中，然后用氮吹儀將樣品溶液濃縮定容至1 ml，移取至樣品小瓶中待上機檢測。選擇4因素3水平進行正交試驗，正交試驗因素及水平見表1。

1．2．4 實際樣品分析。選取實際土壤樣品3個，自然風干后，研磨過60 目篩，稱取 5．0 g，按照“1．2．3”所確定的前處理條件進行提取及凈化，供GC分析。

2 結果與分析

2．1 線性關系 由表2可知，9種有機氯農藥的線性關系良好。

表1 前處理條件正交試驗設計

表2 線性回歸方程及相關系數

2．2 前處理方法的選擇 通過正交試驗，根據有機氯各物質總平均回收率得出影響因子由高到低依次為時間、溫度、提取劑、功率(表1)。綜合考慮，選擇提取溫度為70℃，提取時間為30 min，提取劑丙酮-正己烷比例為1∶1，功率為1 300 W。在上述條件下，9種有機氯農藥的平均回收率為89．3%。

2．3 色譜行為 將濃縮凈化后的樣品利用氣相色譜ECD檢測器檢測有機氯類污染物，9種有機氯農藥和2種替代物的色譜峰分離良好(圖1)。

圖1 9種有機氯色譜峰分離圖譜

2．4 方法學考察

2．4．1 方法檢出限。按照“1．2．3”所確定的前處理方法同時做樣7個，每個樣品添加標準量為10．0 ng，測得9種有機氯農藥檢出限(3S/N)在0．27 ～0．56 μg/kg。

2．4．2 精密度。對有機氯空白加標樣品平行測定10次，測得相對標準偏差在2．48% ～4．75%。

2．4．3 回收率。以樣品為本底添加有機氯混合標準物質10．0 ng，替代物 20．0 ng，各物質平均回收率在 78．9% ～114．1%。

2．5 實際樣品分析 由表3可知，樣品1中檢出P，P’-DDE 5．84 μg/kg、O，P’-DDT 11．98 μg/kg、P，P’-DDT 22．53 μg/kg，樣品2 中檢出P，P’-DDE 7．32 μg/kg、P，P’-DDT 4．96 μg/kg，樣品3中僅檢出 β-BHC 3．90 μg/kg。1號樣品的有機氯色譜峰分離圖譜見圖2。

表3 實際樣品檢測結果 μg/kg

圖2 1號樣品有機氯色譜峰分離圖譜

3 結論與討論

采用氣相色譜法測定試驗土壤中9種有機氯農藥，結果表明方法的平均回收率為78．9% ～114．1%，表明該方法提取效率較高，適用于提取及凈化土壤中有機氯類污染物。

相比于其他方法如索氏提取法、超聲波法、加速溶劑萃取法，采用微波法大大減少了有機提取試劑的使用，不僅節省成本，而且減少了對環境的污染，同時采用微波提取法還能大幅度縮短提取時間，提高效率。目前，利用微波法消解生物樣品的研究較多，使用也較普遍，利用微波法萃取固體或液體中有機污染物是近年來研究較多的一種前處理方法，微波萃取法可根據不同目標提取物采用不同的提取試劑，設定不同的升溫程序將目標物提取出來，因此，采用微波法提取目標物應用前景廣闊。

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