測定土壤中六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷的方法研究

林劍偉

（莆田市環境監測站，福建 莆田 351100）

土壤類型多樣且成分復雜，我國大多數地區土壤中的六氯環己烷（別名六六六）和雙對氯苯基三氯乙烷（別名滴滴涕）含量處于中低水平，無法直接測定。因此，要對土壤進行有效的前處理才能進行后續的測定分析。常用的凈化方法主要有濃硫酸凈化（液液分配）和柱層析凈化（液液分配），然而，當前國內測定土壤中有機氯農藥時，大部分使用的是濃硫酸凈化法。該方法利用濃硫酸的磺化作用來達到凈化效果，只適用于濃硫酸中保持穩定的有機氯。運用過程中還要根據萃取情況確定淋洗次數，淋洗次數太多，容易使目標物的量減少，造成回收率偏低，而太少又會影響后續的精確定量。同時，濃硫酸具有危險性，易造成人身傷害。相較于濃硫酸凈化法，《植物性食品中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多種殘留量的測定》（GB/T 5009.146—2008）提到的層析柱凈化法具有同樣的凈化效率，而且安全系數高，適用于大批量的測定。

本文以福建省莆田市的部分農田土壤作為研究材料，采用快速溶劑萃取法提取有機氯農藥，重點研究如何優化凈化條件，提高凈化效率，確定氣相色譜法分析條件，研發一種安全便捷、操作簡便、結果準確可靠、適合大批量測定的試驗方法。

1 供試材料

取福建省莆田市境內的部分農田的表層土壤為測試樣本，經研磨過篩后備用。（共12 個，樣品編號為1001～1012）

2 分析方法

2.1 土壤樣品快速溶劑萃取

稱取10 g 土壤樣品于萃取池中，加5 g 硅藻土，攪拌均勻，置于34 mL 的萃取池中在加壓萃取裝置上提取。萃取方法參照《土壤和沉積物 有機物的提取加壓流體萃取法》（HJ 783—2016）以及秦明友研究確定的最佳萃取條件。用石英砂替代試樣做空白試驗。萃取后將提取液移入氮吹管中，用10 mL 左右的正己烷分2 次淋洗收集瓶，淋洗液一并轉移至氮吹管中，置于45 ℃水浴中吹至10 mL 左右，待凈化。

2.2 萃取液層析柱凈化

層析柱臨用前裝填，現裝現用。裝填方法如下：層析柱中先加入2 cm 高的無水硫酸鈉，然后加入4 cm 高的弗羅里硅土，再加入2 cm 高的無水硫酸鈉，填充完畢后輕輕敲實柱子，用60 mL 正己烷分兩次淋洗柱子，當前30 mL 正己烷溶劑通過柱子開始流出時關閉柱閥，浸泡10 min 后，打開柱閥直至正己烷液面高于填料面1 cm 左右，繼續加入剩下的30 mL 正己烷并打開柱閥，至液面高于填料面1 cm 左右時再次關閉柱閥。

將濃縮后的提取液（約10 mL）緩慢倒入層析柱上，用10 mL 的正己烷分2 次淋洗氮吹管，并全部轉移至層析柱上，浸泡5 min，然后開啟柱閥收集樣品流出液。當樣品流出液快流干時，分別用50 mL 正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）進行兩次洗脫，并將樣品流出液和洗脫液收集于同一氮吹管中，置于45 ℃水浴中吹至0.5 mL，最后用正己烷定容至1.0 mL，待分析。

2.3 樣品的測定

經過凈化后的樣品用氣相色譜儀（GC-ECD）進行分析，先用單標定性來確定出峰時的目標化合物，同時采用雙柱來定性，以避免檢測時因為土壤樣品成分復雜而出現假陽性，提高檢測的準確率。

3 結果分析與討論

3.1 氣相色譜分析條件的確定

氣化室溫度為250 ℃；檢測器溫度為300 ℃，尾吹氣流量為30 mL/min；色譜柱采取程序升溫，初始溫度為120 ℃，保持2 min，以12 ℃/min 的速率升至180 ℃，保持5 min，以7 ℃/min 的速率升至240 ℃，保持1 min，以1 ℃/min 的速率升至250 ℃，保持5 min；載氣為氮氣，純度為99.999%，流速為13.2 mL/min；采用恒定壓力模式。進樣方式如下：分流進樣，分流比為10∶1，進樣量為1 μL，柱流量為1.0 mL/min，外標法定量。

六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷的氣相色譜如圖1所示。圖1 中，α-666 的保留（出峰）時間為16.581 min，林丹的保留時間為18.261 min，β-666的保留時間為21.053 min，δ-666 的保留時間為21.969 min，p,p'-DDE 的保留時間為24.724 min，o,p'-DDT 的保留時間為27.113 min，p,p'-DDD 的保留時間為28.060 min，p,p'-DDT 的保留時間為30.108 min。其中，666 即六六六，是指六氯環己烷，DDE 是指2，2-雙(4-氯苯基)-1，1-二氯乙烯，DDD 是指雙(6-羥基-2-萘)二硫。

從圖1 可以看出，兩種目標物的八種同分異構體都能得到有效的分離，而且基線平穩，峰形尖銳對稱，定性定量方便準確，結果表明，該氣相條件符合分析方法要求。

圖1 0.5 μg/mL 的六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷標樣的氣相色譜

3.2 凈化條件的優化

3.2.1 填充材料及用量的確定

層析柱凈化的最大影響因素是填充材料與填充的最佳用量，選擇合適的填充材料并調整填充的最佳用量可以有效提高凈化效率。本研究采用中性氧化鋁填充好的固相萃取小柱和弗羅里圭土進行對比試驗，結果發現，使用固相萃取小柱有兩個問題：小柱因為體積受限，萃取液停留時間太短，造成收集液的量偏多，影響后續定容，應用中不切實際；從土壤中萃取出的萃取液太臟，凈化效率不高，回收率一直不能大于50%。而弗羅里圭土對土壤樣品有理想的凈化效果，回收率能大于60%。最終選用弗羅里硅土作為層析柱的填充材料，并研究其填充不同高度對回收率的影響。

在硅藻土中加入20 μg/g 的六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷標準物質，以弗羅里圭土作為填充材料，通過不同填充高度的層析柱進行凈化，將提取液濃縮定量至1 mL，用氣相色譜儀進行測定分析，從而選出填充的最佳用量。對比結果如圖2所示。

圖2 不同填充高度對萃取效率的影響

從圖2 可以發現，隨著弗羅里硅土填充高度的增加，樣品的回收率不斷提高，當高度超過4 cm 時，回收率提高不明顯。考慮經濟成本和操作方便性，最終確定4 cm 作為弗羅里硅土的最佳填充高度。

3.2.2 淋洗液的選擇

影響凈化效率的另一個重要因素是淋洗液。本研究在硅藻土中加入20 μg/g 的六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷標準物質，用快速溶劑萃取儀萃取并完成前期凈化后，分別用石油醚∶乙酸乙酯（95∶5）、正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）、石油醚∶丙酮（95∶5）、正己烷∶丙酮（95∶5）進行淋洗，將提取液濃縮定量至1 mL，用色譜儀進行測定。不同淋洗液的平均凈化率如表1所示。

表1 不同淋洗液的平均凈化率

從表1 可以看出，石油醚∶乙酸乙酯（95∶5）和正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）的凈化效率比較高，適合用來做淋洗液。但是，石油醚的毒性太大且易揮發，容易產生誤差。正己烷與石油醚都是非極性化合物，極性十分相近，鑒于石油醚的缺陷以及正己烷的環境友好性遠遠優于石油醚，本研究最終選擇正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）作為淋洗液。

3.3 標準曲線和檢出限

用正己烷配制體積為1 mL，濃度分別為0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL 和2.00 μg/mL 的六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷標準溶液，繪制標準曲線。同時，配制濃度為0.03 μg/mL的標準溶液，連續測定7 次，計算其方法檢出限。標準曲線和檢出限結果如表2所示，由此可以看出，方法檢出限保持在0.000 31～0.000 41 μg/g，符合分析方法要求。

表2 標準曲線及檢出限

3.4 樣品的測定結果

取福建省莆田市境內的12 個土壤樣品，按上述方法進行測定分析，結果如表3所示。對比分析結果，可以看出土壤中雙對氯苯基三氯乙烷的降解率比六氯環己烷低，土壤中殘留的化合物以雙對氯苯基三氯乙烷為主。

表3 土壤樣品分析結果

3.5 精密度與加標回收率

選擇編號為1001 和1008 的樣品進行精密度與加標回收試驗，每個樣品各測定7 次，由結果可得，精密度介于1.28%～3.72%，加標回收率介于77.7%～103.0%。結果表明，該方法準確可靠，可用于實際樣品的測定。

4 結論

本文建立了一種快速溶劑萃取-層析柱凈化-氣相色譜法測定土壤中六氯環己烷和雙對氯苯基三氯乙烷的方法。以正己烷∶丙酮（V/V=1∶1）為萃取劑，用快速溶劑萃取儀進行萃取，優化了層析柱的凈化條件，氣相色譜分析方法檢出限為0.000 31～0.000 41 μg/g，精密度為1.28%～3.72%， 加標回收率為77.7%～103.0%。該方法萃取效率高，凈化方便，分析快速精確，適用于土壤中有機氯農藥類的測定。