加速溶劑萃取—氣相色譜質譜法同時測定環境土壤中的21種有機氯農藥

李鐘瑜+周曉穎

摘要：建立了土壤中21種有機氯農藥的測定方法。使用加速溶劑萃取儀在80℃下，以正己烷—丙酮（V/V=5：1）混合溶劑靜態提取土壤樣品8min； 提取液經Florisil小柱凈化后以正己烷—丙酮（V/V=19：1）洗脫；氣相色譜質譜法選擇離子模式（SIM）測定。實驗結果表明，三種濃度水平的加標回收率在82.6%～114%之間，RSD在0.70%～9.76%之間；方法檢出限為0.1～0.5μg/kg。方法簡便、快速、準確，重現性好，符合土壤中有機氯農藥分析要求。

關鍵詞：加速溶劑萃取；氣相色譜質譜；有機氯

中圖分類號： S151.9+3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）04-0159-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.076

Abstract： A method for determination of 21 organochlorine pesticides in soil was established by combination with accelerated solvent extraction， florisil SPE purication and gas chromatography-mass spectrometry. Soil samples were statically extracted at 80℃ for 8 min by accelerated solvent extraction with mixed solvent of n-hexane and acetone （V/V=5：1）； The extracts were cleaned up on a Florisil solid phase extraction cartridge， eluted with mixed solvent of n-hexane and acetone （V/V=19：1）， and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry in SIM mode. The recoveries at three concentration levels of 82.6%～114%， relative standard deviation （RSD） of 0.70%～9.76% and detection limits of 0.1～0.5μg/kg were obtained. The established method had good reproducibility， and was simple， fast， accurate， and sufficient for the determination of organochlorine pesticides in soil.

Key words： Accelerated solvent extraction； Gas chromatography mass spectrometry； Organic chlorine

有機氯農藥（OCLs）具有毒性、親脂性、半揮發性和生物富集性等特點，艾氏劑、氯丹、DDT、狄氏劑、異狄氏劑、七氯等是典型的持久性有機污染物（POPs）[1]。盡管已停止使用多年，但由于其理化性質穩定、持久、難降解，在土壤中仍然經常被檢測到[2～3]。

土壤中的復雜基質成分可以沉積在進樣口，導致樣品難以氣化并影響分析準確性[4]，因此樣品的提取和凈化過程非常重要。傳統凈化方法為濃硫酸磺化凈化，效果很好，但操作繁瑣，同時會導致狄氏劑、異狄氏劑等目標組分的損失，回收率僅45%～80%[5，6]。弗洛里硅土（Florisil）小柱凈化可以去除大部分土壤中的脂肪和油類，但當樣品基質過于復雜時，還需要結合石墨化炭黑扥其他填料[7]或凝膠色譜凈化（GPC）等 [8]共同使用。

氣相色譜—電子捕獲檢測器（GC-ECD）同時測定較多OCLs組分時可能存在分離困難，氣相色譜質譜法（GC-MS）可以通過特征離子對分離不完全的組分分別進行準確定量，Pedro[9]等用GC-MS法檢測河口沉積物中的11種有機氯農藥殘留時，檢出限與GC-ECD相比降低了一半，線性范圍可達5～6個數量級，克服了氣相色譜定性和定量的局限性[10～12]。

本文通過優化加速溶劑萃取條件，改進萃取溶劑，避免了繁瑣的凈化過程，結合氣相色譜質譜聯用檢測，對土壤中的21種有機氯農藥進行了測定。

1 實驗部分

1.1 儀器

GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜質譜聯用儀，日本島津公司；ASE350型加速溶劑萃取儀，美國Thermofisher公司；Caliper Turbo Vap型自動吹氮濃縮儀，美國Caliper公司生產；色譜柱：Rtx-5Sil MS，30 m，0.25 mm id，0.25 ?mdf；Florisil固相萃取小柱：1g，6mL。

1.2 標準溶液及試劑

20種有機氯的混合標準溶液（1000mg/L）：α-666（α-BHC）、β-666（β-BHC）、γ-666（γ-BHC）、δ-666（δ-BHC）、硫丹-I（Endosufan I）、硫丹II（Endosufan II）、反-氯丹（trans-Chlordane）、順-氯丹（cis-Chlordane）、p，p-DDT、p，p-DDE、p，p-DDD、艾氏劑（Aldrin）、狄氏劑（Dieldrin）、異狄氏劑（Endrin）、異狄氏劑醛（Endrin aldehyde）、異狄氏劑酮（Endrin ketone）、硫丹硫酸酯（Endosulfan sulfate）、七氯（Heptachlor）、環氧七氯（Heptachlor epoxide）、甲氧基氯（Methoxychlor），購自美國SUPELCO公司；o，p-DDT 單標溶液（100mg/L）：購自Sigma-Aldrich公司。將兩種標準溶液混合，用丙酮稀釋成濃度為0.5mg/L、0.2mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L、0.02mg/L、0.01mg/L的混合標準溶液。

丙酮、正己烷：農殘級，美國TEDIA公司；二氯甲烷：農殘級，美國DikmaPure公司。

1.3 土壤樣品的前處理

（1）提取：稱取土壤樣品20g與適量硅藻土混合均勻后裝入萃取池中。萃取方法：溫度80℃，溶劑為正己烷—丙酮（體積比V/V=5：1，下同）混合溶劑，靜態時間8min，循環兩次，沖洗體積100%，收集萃取液約80mL，向收集瓶中加入無水硫酸鈉至結晶析出，用三角漏斗過濾。

（2）凈化和濃縮：用Florisil固相萃取小柱凈化。首先用5mL正己烷活化小柱5min。萃取液用氮吹濃縮儀在35℃水浴中濃縮至1mL，上樣轉移至SPE小柱上，正己烷—丙酮（19：1）混合溶劑洗脫，收集提取液和洗脫液并再次濃縮至1mL。

1.4 分析條件和定性、定量

進樣口溫度：280℃，進樣量2μl，不分流進樣；

升溫程序：80℃（保持1min）-100℃/min-300℃（保持15min）；

離子源溫度：230℃；接口溫度：300℃，離子化法：EI，溶劑延遲時間5min；

氦氣流量： 柱流量1.0mL/min，吹掃流量3.0 mL/min；

采集方式：選擇離子（SIM）模式。21種OCL目標組分的保留時間和選擇離子見表1，總離子流圖見圖1。

2 結果與討論

2.1 萃取和凈化條件的優化

2.1.1 萃取溶劑的選擇

由于ASE萃取為高溫加壓萃取，強大的提取壓力經常使得提取液中包含有各種脂肪、色素等干擾物質[13]，得到的提取液往往呈深黃或棕黃色[14]，即使SPE小柱凈化也不能完全去除雜質。根據溶劑的極性大小不同，分別選擇二氯甲烷—丙酮（1：1）、二氯甲烷、正己烷—丙酮（1：1）、正己烷—丙酮（5：1）、正己烷作為萃取溶劑進行實驗，當加標樣品濃度在5μg/kg時，樣品經萃取、濃縮、Florisil硅土小柱凈化后的回收率如表2所示。

使用前三種萃取溶劑時，譜圖中雜質峰普遍增多，目標組分的加標回收率均超過了130%；而單純使用正己烷作為溶劑時，不能完全提取所有的目標化合物，無法滿足分析要求。因此本文選擇以正己烷—丙酮（5：1）作為萃取溶劑，最大程度滿足測定準確性要求，并盡可能減少基質干擾影響。

2.1.2 小柱凈化洗脫溶劑的選擇

分別選擇正己烷—丙酮（9：1）、正己烷—丙酮（19：1）和純正己烷作為洗脫溶劑，結果發現純正己烷洗脫時狄氏劑、異狄氏劑等組分回收率不足50%，而正己烷—丙酮（19：1）、正己烷—丙酮（9：1）洗脫后的回收率均能夠滿足分析要求。從減低雜質干擾的角度考慮，選擇正己烷—丙酮（19：1）作為Florisl硅土SPE小柱凈化時的洗脫溶劑。

2.2 校準曲線和線性關系

繪制21種有機氯農藥的標準曲線（濃度為0.5mg/L、0.2mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L、0.02mg/L、0.01mg/L）回歸方程和相關系數見表3。在0.01～0.5mg/L范圍內，各目標組分的線性關系良好，相關系數R2>0.9986。

2.3 方法準確度、精密度與檢出限

方法準確度、精密度與檢出限的測定采用標準加入法。重復分析7個空白土壤加標樣品（濃度為0.5μg/kg），以5S/N計算方法檢出限。用不含目標組分的空白土壤樣品進行標準添加，配制濃度為1μg/kg、5μg/kg、20μg/kg的加標樣品，根據2.1中確定的優化實驗方法進行萃取和凈化，得到的平均加標回收率和RSD如表4所示。在低、中、高三種加標水平下，21種有機氯農藥的回收率保持在82.6%～114%之間，RSD在0.70%～9.76%之間。

3 結論

本實驗以正己烷—丙酮（5：1）作為萃取溶劑進行ASE萃取，結合SPE小柱凈化技術處理土壤樣品，通過優化萃取條件，簡化了凈化操作，有效降低了土壤基質對樣品分析的干擾；方法操作簡便，檢出限較低，靈敏度較高，線性關系良好，加標回收率準確，適用于土壤中殘留有機氯農藥的測定。

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作者簡介：李鐘瑜（1985-），女，碩士，中級工程師，研究方向為有機污染物監測。