加壓流體萃取氣相色譜法測(cè)定芡實(shí)種植底泥中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留

陳林昌,胡雅琴,王 鑫,王 飛

（1.安徽省滁州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，安徽 滁州 239000；2.安徽省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，安徽 合肥 230071）

0 引言

芡實(shí)生于池澤、湖泊中，又名雞頭米，是一種水生植物的果實(shí)。芡實(shí)有良好的保健功效，不僅可以食用也可以藥用，越來越受到人們的青睞。為獲得較好的收益，種植芡實(shí)過程中需使用大量化肥、農(nóng)藥。有機(jī)氯類農(nóng)藥作為一種高效廣譜殺蟲劑，曾廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、毒性大、脂溶性強(qiáng)、不易分解，能長(zhǎng)期殘留在土壤和沉積物中，并可通過食物鏈進(jìn)行生物富集[1-3]。其中六六六（BHC）和滴滴涕(DDT)雖已禁用多年，但由于其半衰期長(zhǎng)、不易降解，至今在果蔬和土壤中有相當(dāng)高的檢出率[1-4]。為防止BHC 和DDT 在芡實(shí)果實(shí)中的富集，減少有機(jī)氯類農(nóng)藥對(duì)人體健康的影響，有必要對(duì)其種植底泥中的BHC 和DDT 農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)過程主要有提取-凈化-主機(jī)測(cè)試3 個(gè)步驟。主要提取方法有超聲波萃取法、索氏提取、加壓流體萃取法等[3]；主要凈化方法有硫酸萃取分層法和硅酸鎂萃取小柱凈化法等[3]；主要測(cè)試方法有氣相色譜法（ECD 檢測(cè)器）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法等[2]。索氏提取存在溶劑用量大、時(shí)間長(zhǎng)等不足[1-5]，超聲波萃取法存在超聲空白區(qū)，萃取不徹底等問題；硫酸萃取分層法存在腐蝕儀器等風(fēng)險(xiǎn)；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法雖有良好的定性、定量的效果，但檢測(cè)有機(jī)氯農(nóng)藥殘留，其靈敏度低于電子捕獲檢測(cè)器（ECD 檢測(cè)器）。本文采用加壓流體萃取-硅酸鎂小柱凈化-氣相色譜法（ECD 檢測(cè)器）測(cè)定底泥中BHC 和DDT 殘留，該方法操作簡(jiǎn)單，提取時(shí)間短，二次污染小[1],[6-7]，凈化效果好，安全可靠，可滿足底泥樣品中低濃度BHC 和DDT 殘留的分析測(cè)定[4]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

主要儀器：島津GC2010plus 氣相色譜儀帶GCsolution 色譜工作站（電子捕獲檢測(cè)器ECD），配AOC-20i 自動(dòng)進(jìn)樣器，進(jìn)樣小瓶（2 mL，島津）具備分流/不分流進(jìn)樣口（不分流襯管），具有程序升溫功能；美國(guó)戴安公司ASE300 型加壓溶劑萃取儀（34 mL 萃取池、裝樣漏斗）、200 mL 萃取液收集瓶、聚四氟乙烯襯墊、砂芯漏斗；美國(guó)TurboVap Ⅱ氮吹濃縮儀（200 mL 濃縮管帶1 mL 定容刻度）；1 000 mg 每6 mL 硅酸鎂固相萃取凈化小柱（凈化試管架）；scout電子天平（SE-SE602F）；烘箱;馬弗爐；移液管（1～10 mL）、玻璃微量注射器（1～100 μL）[8]。

主要試劑：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為原國(guó)家環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所制定的甲醇中8 種有機(jī)氯農(nóng)藥混合標(biāo)樣（批號(hào)334808，14.5 μg/mL），分別為α-六六六，β-六六六，γ-六六六，δ-六六六，p,p'-DDE，o,p'-DDT，p,p'-DDD，p,p'-DDT；正己烷（色譜純）、丙酮（色譜純）、無水硫酸鈉（優(yōu)級(jí)純，經(jīng)馬弗爐400 ℃烘干4 h）；0.425 mm 硅藻土；高純氮?dú)猓∟2，純度約99.999%）；安徽天長(zhǎng)芡實(shí)生產(chǎn)基地3 處種植底泥[8]。

1.2 加壓溶劑萃取條件

提取溶劑正己烷與丙酮體積比為1 ∶1；載氣壓力為0.7 MPa；萃取溫度為100 ℃；萃取池壓力約13.8 MPa；預(yù)熱平衡時(shí)間為5 min；靜態(tài)萃取時(shí)間為5 min；溶劑淋洗體積為60%萃取池體積；氮?dú)獯祾邏毫? MPa；時(shí)間為60 s；循環(huán)2 次[7-9]。

1.3 凈化步驟

將硅酸鎂固相萃取小柱置于凈化試管架上，用體積約8 mL 正己烷淋洗活化小柱，并保持小柱內(nèi)吸附劑表面浸潤(rùn)。用移液管將濃縮后的1 mL 提取液轉(zhuǎn)移到硅酸鎂固相萃取小柱上停留1 min 后，棄去流出液。為去除丙酮的干擾，且能夠充分洗脫待測(cè)物，先用2 mL 丙酮與正己烷體積比為1 ∶9 的混合溶劑洗脫硅酸鎂固相萃取小柱，并停留1 min，用10 mL 小型濃縮管接收洗脫液，重復(fù)多次，直至接收的洗脫液體積為10 mL[3]。

1.4 色譜操作條件

Rtx-5 毛細(xì)管柱尺寸為:250 μm × 0.25 μm ×30 m；進(jìn)樣口溫度為250 ℃，檢測(cè)器溫度為300 ℃；升溫程序:起始溫度為100 ℃，以20 ℃/min 速率升至210 ℃，保持3 min，再以20 ℃/min 速率升至250 ℃，保持時(shí)間為8 min；載氣柱流速（高純氮?dú)猓?0 mL/min；不分流，進(jìn)樣體積為1.0 μL；尾吹氣流速為3.0 mL/min[10]。

2 測(cè)定與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線繪制

先在5 個(gè)色譜進(jìn)樣瓶中分別加入1.0 mL 正己烷，用微量注射器準(zhǔn)確抽取混標(biāo)（批號(hào)334808，14.5 μg/mL）溶液0，0.5，1.0，2.5 和5.0 μL，對(duì)應(yīng)注入5 個(gè)進(jìn)樣瓶中（微量注射器針頭一定要插入液面以下，迅速注入），得到5 個(gè)質(zhì)量濃度梯度分別為0，7.25，14.5，36.25 和72.5 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)曲線樣品，密封，進(jìn)行色譜分析。按儀器編排的序列從低濃度到高濃度依次進(jìn)樣。根據(jù)混標(biāo)圖譜和保留時(shí)間，判定出峰順序?yàn)棣?六六六，γ-六六六，β-六六六，δ-六六六，p,p'-DDE，o,p'-DDT，p,p'-DDD，p,p'-DDT。8 種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜（14.5 μg/L）見圖1。8 種有機(jī)氯標(biāo)準(zhǔn)曲線見表1。

圖1 8 種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜

表1 8 種有機(jī)氯標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖1 可以看出，保留時(shí)間依次為甲醇（1.912 min），α-六六六（8.093 min），γ-六六六（8.637 min），β-六六六（8.812 min），δ-六六六（9.270 min），p,p'-DDE（13.035 min），o,p'-DDT（14.238 min），p,p'-DDD（14.387 min），p,p'-DDT（15.501 min）。

2.2 樣品測(cè)定

底泥采集后置于溫度為4 ℃的冰箱中保存，分析前去除樣品中雜物，稱取2 份質(zhì)量為10 g 的底泥樣品，1 份用于測(cè)量底泥的含水率，另1 份樣品進(jìn)行風(fēng)干,拌入硅藻土研磨均勻后放入體積為34 mL 的萃取池，通過加壓溶劑萃取儀進(jìn)行萃取。萃取液經(jīng)過鋪有5～10 g 無水硫酸鈉砂芯漏斗除水后過濾到濃縮管中，再用5 mL 丙酮與正己烷（體積比為1 ∶1）混合溶劑充分洗滌萃取液收集瓶，洗滌2 次，洗滌溶液經(jīng)上述漏斗過濾到濃縮管中。通過氮吹儀（溫度為45 ℃的水?。⒚撍蟮奶崛∫簼饪s到1 mL，經(jīng)過硅酸鎂固相萃取小柱凈化，洗脫，再濃縮至1 mL，用移液管移至色譜進(jìn)樣瓶中，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的儀器條件，進(jìn)樣分析。

用硅藻土代替樣品，在與樣品相同的測(cè)定條件下做溶劑空白實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒有檢出上述8 種有機(jī)氯類農(nóng)藥，說明硅藻土和實(shí)驗(yàn)過程均沒有引入待測(cè)成分。

按照8 種物質(zhì)的保留時(shí)間定性，將峰面積帶入曲線中進(jìn)行定量計(jì)算，按下列公式計(jì)算得出底泥中8 種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω。

式中：C為凈化后濃縮液的質(zhì)量濃度，μg/L;V為凈化后濃縮液體積，mL;m為稱取底泥的重量，g;W為底泥樣品的含水率，%。

經(jīng)檢測(cè)，3 處底泥樣品均低于此方法檢出限。

2.3 方法檢出限

抽取少量標(biāo)樣注入硅藻土中，制備7 個(gè)低濃度的有機(jī)氯樣品，按前述方法萃取、濃縮至1 mL，再進(jìn)行色譜測(cè)定，根據(jù)檢出限MLD=t（n-1，0.99）S，S為n次平行測(cè)定的RSD，當(dāng)n= 7 時(shí)，取t= 3.143，計(jì)算8 種有機(jī)氯的檢出限[2-3]，各有機(jī)氯組分的檢出限見表2。

表2 8 種有機(jī)氯組分的檢出限

2.4 方法精密度

稱取質(zhì)量為5.0 g 硅藻土于萃取池中，注入體積為0.5 μL 標(biāo)樣，制作6 份質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1.45 μg/kg的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在上述色譜條件下，編制自動(dòng)進(jìn)樣序列進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)上述有機(jī)氯標(biāo)準(zhǔn)曲線，連續(xù)6 次測(cè)量并計(jì)算出8 種有機(jī)氯組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表3。由表3 可以看出，精密度即相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.8%～1.5%之間。

表3 8 種有機(jī)氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.5 方法準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率

選擇有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按上述方法進(jìn)行質(zhì)控樣測(cè)定，測(cè)定結(jié)果均在合格區(qū)間以內(nèi)，土壤（ERA/ T111-71302/093）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

稱取3 份質(zhì)量為5.0 g 的硅藻土于3 個(gè)萃取池中，并注入體積分別為0.5，1.0 和2.5 μL 標(biāo)樣，制作3 份質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.45，2.90 和7.25 μg/kg 的標(biāo)準(zhǔn)樣品，按上述方法進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。有機(jī)氯加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5 可以看出，加標(biāo)回收率在87.6%～97.1%。

表5 有機(jī)氯加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

采用加壓流體萃取-硅酸鎂小柱凈化-氣相色譜法測(cè)定底泥中BHC 和DDT 殘留，不僅提高了萃取效率，優(yōu)化了凈化條件，而且準(zhǔn)確度、靈敏度也較高。利用標(biāo)準(zhǔn)曲線代替工作曲線，縮短程序升溫時(shí)間的同時(shí)，還有效提高了檢測(cè)效率。實(shí)驗(yàn)證明，該方法的質(zhì)控樣濃度、加標(biāo)回收率均在合格區(qū)間以內(nèi)，精密度和檢出限也符合有機(jī)物檢測(cè)相關(guān)要求，適用于復(fù)雜基質(zhì)中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的測(cè)定。