含13種有機氯農藥土壤標準樣品的研制

劉海萍，魯炳聞，房麗萍，楊 剛，田 衎，封躍鵬

（1. 環境保護部 標準樣品研究所，北京 100029；2. 國家環境保護污染物計量和標準樣品研究重點實驗室（籌），北京 100029）

分析監測

含13種有機氯農藥土壤標準樣品的研制

劉海萍1，2，魯炳聞1，2，房麗萍1，2，楊 剛1，2，田 衎1，2，封躍鵬1，2

（1. 環境保護部 標準樣品研究所，北京 100029；2. 國家環境保護污染物計量和標準樣品研究重點實驗室（籌），北京 100029）

采用分級稀釋混合法將來自不同采樣點的含不同種類和濃度的有機氯農藥（OCPs）的樣品進行混合制得含13種OCPs的土壤標準樣品。根據GB/T 15000《標準樣品工作導則》系列標準對土壤標準樣品進行均勻性檢驗、穩定性檢驗，并和16家實驗室協作定值。實驗結果表明：土壤標準樣品中13種OCPs指標均勻性良好，保證土壤標準樣品足夠均勻的最小取樣量為0.50 g；在室溫（不超過30 ℃）避光貯存條件下，在為期12個月的穩定性檢驗期間，該土壤標準樣品中13種OCPs穩定性良好。該土壤標準樣品中13種OCPs指標的含量范圍為0.08～5.23 μg/g，擴展不確定度為0.014～0.82 μg/g，基本滿足我國土壤、沉積物等環境樣品中OCPs的質量控制檢測需求。

有機氯農藥；土壤標準樣品；均勻性；穩定性；擴展不確定度

由于有機氯農藥（OCPs）的殺蟲效力強，我國曾生產使用了大量的六六六、滴滴涕［1］和少量的氯丹［2］、滅蟻靈［2］、六氯苯［3］等，這些OCPs具有環境持久性、生物累積性、長距離遷移能力和高毒性等，早已被列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》的受控名單而被禁用，但在土壤、沉積物、水體等［4-5］環境介質中仍可檢測到，甚至在化工區生產車間的土壤中滴滴涕濃度高達104mg/ kg［6］。為獲得準確、可比性強的OCPs環境監測數據，在分析檢測過程中需要使用標準樣品，尤其是基體標準樣品。土壤基體標準樣品采集于天然環境，與實際監測污染物存在的基質性質、濃度水平基本一致，有利于減小基質效應，獲得準確的結果，但由于土壤基體包含的污染物種類多、濃度水平差異大，所以對OCPs土壤環境標準樣品的研究較少。目前，日本國家計量院、國家地質實驗測試中心等［7］研制了土壤中OCPs標準樣品，但檢測組分主要集中在六六六異構體和滴滴涕異構體，尚未包含六氯苯和五氯苯，不能覆蓋我國生產的全部OCPs，難以滿足實際監測工作的需要，因此研制涵蓋種類齊全的OCPs標準樣品意義重大。

本工作原料樣品取自曾經生產過六六六、滴滴涕、氯丹、滅蟻靈，或以六氯苯為原料生產五氯苯和五氯酚鈉的浙江杭州、江蘇溧陽和天津塘沽的3個廢棄農藥廠，基本覆蓋了在我國有生產歷史的OCPs全部種類，成為我國第一個OCPs種類齊全的土壤標準樣品。采用分級稀釋混合法將含不同種類和濃度的OCPs的采樣點的樣品進行混合制得土壤標準樣品，同時按照GB/T 15000.3—2008《標準樣品工作導則（3） 標準樣品定值的一般原則和統計方法》［8］和HJ/T 173—2005《環境標準樣品研復制技術規范》［9］的要求進行均勻性檢驗、穩定性檢驗和定值研究工作。

1 實驗部分

1.1 土壤標準樣品的制備

在3個廢棄農藥廠分別采集土壤樣品138，533，51 kg，于60 ℃干燥箱內烘至半干狀態，用木槌等工具壓碎結塊樣品，清除樣品中的異物，繼續低溫烘干，直至樣品的濕含量趨于穩定。將烘干的樣品依次通過0.850 mm和0.180 mm的土壤標準篩，將篩分后的樣品在混勻機中混勻。采用分級稀釋混合的方法將篩分后的樣品按一定比例混合，混合樣經均勻性初檢，初檢合格的樣品分裝于帶有密封內蓋、潔凈的棕色樣品瓶中。每瓶不少于50 g，共計分裝1 650瓶。為了保證土壤標準樣品能長期有效保存，對分裝完成的標準樣品采用放射性同位素60Co輻照進行滅菌處理，滅菌后按照GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》［10］、GB 4789.15—2010《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》［11］、GB 4789.3—2010《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》［12］進行菌落總數、霉菌、酵母菌和大腸桿菌的檢測，結果表明各項檢測指標均符合標準樣品的要求。同時，按照HJ 613—2011《土壤 干物質和水分的測定 重量法》［13］測定標準樣品的水分，結果為1.6%（w）。

1.2 均勻性檢驗

隨機同步抽取3組樣品，每組20瓶，將每組樣品分發給3個不同的檢測實驗室，每瓶樣品各抽取3個子樣，將每個子樣單獨進行樣品前處理和儀器分析，分析過程中采用隨機順序重復測量的方法以盡量減少儀器漂移的影響，獲得的檢測結果采用單因素方差分析法進行均勻性評價［8，14-15］：在一定的自由度及顯著性水平條件下，當統計計算的F分布變量小于F表查得的臨界值，說明樣品均勻性良好；否則，樣品不均勻。

1.3 穩定性檢驗

在樣品滅菌后的1個月、3個月、6個月、9個月、12個月時分別進行穩定性檢驗，每個時間點隨機抽取3瓶樣品，每瓶作2個平行檢測，以3瓶樣品檢測結果的總均值作為該時間點穩定性檢驗結果，將檢驗結果按照GB/T 15000.3—2008《標準樣品工作導則（3） 標準樣品定值的一般原則和統計方法》［8］推薦的一元線性擬合模型進行穩定性評價［14-15］。

1.4 協作定值

采用多家實驗室協作測定的方式對土壤標準樣品進行定值。定值方法推薦參考國際標準化組織、美國環保署和我國關于六六六、滴滴涕等OCPs檢測的標準方法；每個實驗室對隨機抽取的6瓶樣品進行定值，并報告6個數據。

2 結果與討論

2.1 樣品粒度和候選物混合方法的確定

2.1.1 樣品粒度的確定

粒度是土壤、沉積物和固體廢棄物等固體樣品分析的一個重要參數，粒度的大小對樣品取樣量的多少、取樣檢測是否具有代表性等具有一定的影響。粒度較大的樣品因重力分異作用導致均勻性不佳，但過小的粒度又會給樣品分析的前處理帶來困難［16］。土壤樣品中OCPs分析的研究表明：土壤樣品的粒度一般要求大于0.180 mm［17-18］，為了滿足土壤中OCPs分析的需求，同時保證樣品中OCPs具有良好的均勻性，本研究按照0.180 mm的粒度進行土壤標準樣品的制備。

2.1.2 候選物混合方法的確定

在原料樣品采集之前，先在浙江杭州、江蘇溧陽和天津塘沽的廢棄農藥廠進行了OCPs預采樣調研，結果發現，不同采樣點殘留OCPs的種類和濃度差異明顯：浙江杭州農藥廠的主要污染物為六六六異構體和滴滴涕異構體，江蘇溧陽農藥廠的主要污染物為氯丹和滅蟻靈，天津塘沽農藥廠的主要污染物為五氯苯和六氯苯。故本研究采用不同采樣點分級稀釋的方法進行混合，即：按照混合質量從小到大的順序依次混合，混合樣品需一個一個加入，且每加入一個新的樣品預先混合若干時間，直至所有樣品全部混合完畢。混勻的樣品經均勻性初檢，結果為合格，且含量達到預期目標，說明采用分級稀釋法制備樣品是可行的。

2.2 均勻性檢驗結果

標準樣品的均勻性與樣品取樣量有關，尤其快速發展的儀器技術，對取樣量的要求越來越高?！白钚∪恿俊笔?“保證樣品足夠均勻的最小取樣量”的簡稱，是標準樣品的一個重要特性指標。本研究中檢測OCPs的方法為氣相色譜法（GCECD）和氣質聯用法（GC-MSD）?？紤]到儀器的靈敏度和有機氯組分的分離度等因素，設定取樣量分別為0.50，1.00，4.00 g進行20瓶土壤樣品的均勻性檢驗，每瓶樣品各抽取3份子樣。結果按照GB/T 15000.3—2008《標準樣品工作導則（3） 標準樣品定值的一般原則和統計方法》推薦的單因素方差分析法進行均勻性評價和不確定度計算，結果見表1。由表1可見，各組分的F分布變量均小于F表查得的臨界值F0.95（19，40）=1.84［19］，說明土壤標準樣品中13種OCPs指標均勻性良好，且保證土壤樣品足夠均勻的最小取樣量為0.50 g。

表1 不同取樣量時土壤樣品OCPs均勻性檢測結果

2.3 穩定性檢驗結果

根據美國國家標準物質技術研究院以往對半揮發性有機污染固體標準樣品穩定性的研究結果，OCPs土壤標準樣品在不超過30 ℃室溫避光條件下貯存時具有足夠的穩定性，因此，本研究主要考察土壤標準樣品在室溫（不超過30 ℃）避光貯存條件下的長期穩定性。在樣品滅菌后的1個月、3個月、6個月、9個月、12個月時分別進行穩定性檢驗，檢驗結果按照GB/T 15000.3—2008《標準樣品工作導則（3） 標準樣品定值的一般原則和統計方法》推薦的一元線性擬合模型進行穩定性評價和不確定度計算，結果見表2。由表2可見，所有組分的│b1│均小于t0.95，3×s（b1），說明在95%置信水平，斜率b1是不顯著的，即在12個月的研制期間，該樣品中13 種OCPs指標穩定性良好。

2.4 協作定值與不確定度評定

2.4.1 定值單位

選擇16家實驗室進行協作定值，分別是天津市環境監測中心、哈爾濱市環境監測中心站、南京市環境監測中心站、江蘇省環境監測中心、安徽省環境監測中心、廣東省環境監測中心、深圳市環境監測中心站、云南省環境監測中心站、國家環境分析測試中心、中國科學院生態環境研究中心、中國檢驗檢疫科學研究院、青島理工大學、湖北省環境監測中心站、重慶市環境科學院、浙江省環境監測中心和環境保護部標準樣品研究所。

表2 穩定性檢驗結果 μg/g

2.4.2 數據處理方法

數據匯總后首先進行技術審查，去除明顯的不合理數據后采用以下程序進行數據處理：1）采用Grubbs檢驗法對每組測定數據的一致性進行檢驗；2）采用Dixon準則和Cochran準則對各組測定數據之間平均值和方差的一致性進行檢驗；3）將剔除離群值后的全部定值數據采用偏態系數和峰態系數法進行正態分布檢驗。

原則上經Grubbs檢驗查得的離群值一般只標注但不舍去；經Dixon準則查得的離群值全部予以剔除；經Cochran準則查得的離群值，如其相對標準偏差小于等于15%，原則上將不予剔除，參與統計計算，最終要求有效數據組數不少于8組（總數據組數為16）；以剔除離群值的總均值為標準值。

樣品的不確定度（ucrm）采用GB/T 15000.3—2008《標準樣品工作導則（3） 標準樣品定值的一般原則和統計方法》推薦的不確定度基本模型進行計算，主要考慮標準樣品協作定值引起的不確定度（uchar）、均勻性引起的不確定度（ubb）和穩定性引起的不確定度（ults），即：。取95%置信水平，包含因子k=2，計算擴展不確定度（UCRM），即：UCRM＝2×ucrm。

2.4.3 定值結果

根據2.4.2節數據處理方法進行土壤中13種OCPs指標的標準值和不確定度的評定，結果見表3。由表3可見，該土壤標準樣品中13種OCPs指標的含量范圍為0.08～5.23 μg/g，UCRM為0.014～0.82 μg/ g，基本滿足我國土壤、沉積物等環境樣品中OCPs的質量控制檢測需求。

表3 土壤標準樣品定值結果 μg/g

3 結論

a）分別從3家典型廢棄農藥廠采集土壤樣品，采用分級稀釋混合法將含不同種類和濃度的OCPs的采樣點的樣品進行混合制得含五氯苯、α-六六六、六氯苯、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、反-氯丹、順-氯丹、4，4’-滴滴伊、4，4’-滴滴滴、2，4’-滴滴涕、4，4’-滴滴涕和滅蟻靈13種OCPs的土壤環境基體標準樣品，基本涵蓋了在我國有生產歷史的OCPs，成為我國第一個OCPs種類齊全的土壤標準樣品。

b）對含13種OCPs的土壤標準樣品進行的均勻性檢驗和穩定性檢驗結果表明，土壤標準樣品中13 種OCPs指標均勻性良好，且保證土壤標準樣品足夠均勻的最小取樣量為0.50 g；在室溫（不超過30℃）避光貯存條件下，在為期12個月的穩定性檢驗期間，該土壤標準樣品中13種OCPs穩定性良好。

c）采用16家實驗室協作定值的方法對土壤標準樣品中13種OCPs進行定值，經統計分析評定出13種OCPs的標準值和不確定度，該土壤標準樣品中13種OCPs指標的含量范圍為0.08～5.23 μg/g，UCRM為0.014～0.82 μg/g，基本滿足我國土壤、沉積物等環境樣品中OCPs的質量控制檢測需求。

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（編輯 祖國紅）

Preparation of soil reference material containing 13 organochlorine pesticides

Liu Haiping1，2，Lu Bingwen1，2，Fang Liping1，2，Yang Gang1，2，Tian Kan1，2，Feng Yuepeng1，2

（1. Institute for Environmental Reference Material，Beijing 100029，China；2. State Key Laboratory of Measurement and Reference Material for Environmental Protection，Beijing 100029，China）

The soil reference material containing 13 organochlorine pesticides（OCPs）was prepared by diluting and mixing the samples with different kinds concentrations of OCPs from different sampling points. According to the national standard of GB/T 15000，the homogeneity，stability of the soil reference material were tested and the certified values of it were determined by 16 laboratories. The experimental results indicated that：The homogeneities of the 13 OCPs in the soil reference material are good when the minimum sampling mass is 0.50 g；Under the storage conditions of room temperature（less than 30 ℃）and in dark，the stabilities of 13 OCPs in the soil reference material are good during 12 months of testing period. The content of 13 OCPs in the soil reference material are 0.08-5.23 μg/g，their expanded uncertainty are 0.014-0.82 μg/g，which basically meet the requirements for control and determination of OCPs in soil or sediments in China.

organochlorine pesticides（OCPs）；soil reference material；homogeneity；stability；expanded uncertainty

X833；S482.32

A

1006-1878（2016）01-0110-05

10.3969/j.issn.1006-1878.2016.01.022

2015 - 08 - 07；

2015 - 10 - 15。

劉海萍（1981—），女，山西省汾陽市人，碩士，高級工程師，電話 010 - 84665740，電郵 liu.haiping@ierm.com.cn。聯系人：封躍鵬，電話 010 - 84636335，電郵 feng.yuepeng@ierm.com.cn。

環保公益性行業科研專項（201209017）。