氣相色譜法測定土壤中六六六、滴滴涕的探索研究

林 強(qiáng)

（福建省三明環(huán)境監(jiān)測中心站，福建 三明 365000）

引 言

近年來，新型污染物的管控逐漸受到國家和社會的重視。在2023年由生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、商務(wù)部、海關(guān)總署、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布的重點(diǎn)管控新污染物清單中，六六六（林丹）、滴滴涕赫然在列，被列為禁止生產(chǎn)、加工使用、進(jìn)出口物質(zhì)。作為持久性有機(jī)污染物（POPs）的一類，六六六（林丹）、滴滴涕的危害在于能夠持久存在于環(huán)境中，通過食物鏈累積，對人類健康和環(huán)境帶來不利影響，有可能造成人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，生殖和免疫系統(tǒng)受到破壞，并誘發(fā)癌癥和神經(jīng)性疾病。

在我國，六六六和滴滴涕都曾被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域，雖然在2004年《斯德哥爾摩公約》簽署前，中國就已主動(dòng)淘汰、削減六六六和滴滴涕的應(yīng)用，并開發(fā)替代技術(shù)，但由于我國30多年來長期使用這兩種農(nóng)藥，基于持久性有機(jī)污染物的特性，不僅農(nóng)、林、畜產(chǎn)品受到嚴(yán)重的殘留污染，而且在土壤、水等環(huán)境中都有較高的殘留，因此對于土壤中六六六、滴滴涕的監(jiān)測十分有必要。

相較于水中六六六、滴滴涕測定，土壤中該項(xiàng)目的測定存在土壤基質(zhì)復(fù)雜、前處理較為繁瑣、上機(jī)測定時(shí)干擾因素較多、滴滴涕易降解等難點(diǎn)。目前，土壤中六六六、滴滴涕含量的檢測方法主要有氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法等，氣質(zhì)聯(lián)用法的優(yōu)點(diǎn)是基質(zhì)干擾小、檢測準(zhǔn)確度高，但其檢出限較高，且儀器設(shè)備價(jià)格比較貴，維護(hù)成本較高，限制了其應(yīng)用。氣相色譜法的優(yōu)點(diǎn)在于檢測靈敏度高、檢出限低，且儀器價(jià)格低廉，維護(hù)簡易方便，因此在測定土壤中六六六、滴滴涕中得到了廣泛的應(yīng)用。基于氣相色譜法測定土壤中六六六、滴滴涕，目前在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域主要依據(jù)《土壤中六六六和滴滴涕測定的氣相色譜法》（GB/T 14550-2003）[1]和《土壤和沉積物 有機(jī)氯農(nóng)藥的測定 氣相色譜法》（HJ 921-2017）這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[2]。在實(shí)際測試中，我們發(fā)現(xiàn)兩種方法都存在一定的局限性：前者由于修訂的時(shí)間較早，目前新的前處理方法沒有收錄其中（如加壓流體萃取、微波萃取等）；后者方法中采用和推薦采用的凈化方式有一定局限性，尤其是在處理基質(zhì)復(fù)雜樣品時(shí)，常常會造成較大的干擾，影響測定結(jié)果。基于此，本文參考現(xiàn)行的土壤中六六六、滴滴涕測定的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用正己烷和丙酮作為溶劑，采用加壓流體萃取技術(shù)，對土壤中的六六六、滴滴涕進(jìn)行提取，經(jīng)脫水、轉(zhuǎn)溶、濃縮定容后，采用微量硫酸磺化的凈化方式，有效節(jié)約了前處理時(shí)間，減少了基質(zhì)干擾，從而達(dá)到快速、準(zhǔn)確地對土壤中六六六、滴滴涕進(jìn)行檢測的目的。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

土壤中六六六和滴滴涕以正己烷和丙酮為溶劑，經(jīng)過加壓流體萃取、脫水、濃縮定容、硫酸凈化后，用具電子捕獲檢測器的氣相色譜檢測。根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。

1.2 主要儀器和試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

安捷倫6890N氣相色譜儀（具有電子捕獲檢測器ECD）：美國安捷倫公司；快速溶劑萃取儀HPSE Gemini-EV：中國萊伯泰科儀器股份有限公司；平行濃縮儀：中國萊伯泰科儀器股份有限公司；微型旋渦混合儀WH-3：上海滬西分析儀器廠有限公司；色譜柱1：HP-5（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；色譜柱2：DB-17（30 m×0.32 mm×0.25 μm）。

1.2.2 試劑

正己烷：色譜純 廠家默克；丙酮：色譜純 廠家TEDIA；無水硫酸鈉、硫酸：優(yōu)級純 廠家 西隴化工。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將100 mg/L 8種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)貯備液用正己烷稀釋成為2 mg/L 8種有機(jī)氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)使用液，再用該使用液為母液，正己烷稀釋，配制標(biāo)準(zhǔn)系列，六六六、滴滴涕的質(zhì)量濃度分別為 5.0 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100 μg/L、200 μg/L和500 μg/L。

1.4 樣品來源

以450 ℃烘烤4 h的石英砂和硅藻土作為本底樣品（空白樣品），以2022年某省土壤風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控點(diǎn)的部分樣品做實(shí)際樣品測定。

1.5 樣品前處理

用電子天平準(zhǔn)確稱取10.00 g的土壤樣品，加入適量硅藻土，混合均勻，裝填入規(guī)格為34 mL的快速溶劑萃取樣品管中，上樣提取。將提取液經(jīng)過無水硫酸鈉脫水后，用平行濃縮儀濃縮至0.5 mL，加入5 mL正己烷進(jìn)行溶劑置換，濃縮定容至1 mL，待凈化。

往上述待凈化溶液中加入1滴硫酸，觀察提取液，若反應(yīng)劇烈，則該樣品作廢重新進(jìn)行加壓流體萃取。若正常則繼續(xù)分次加入5滴左右的硫酸，利用旋渦混合儀振蕩混勻，靜置分層或利用離心機(jī)進(jìn)行離心分層，取上層正己烷至樣品瓶中，密封待測。快速溶劑萃取儀參數(shù)設(shè)置：

溶劑：丙酮：正己烷=1∶1（體積比）；

萃取溫度：100 ℃；加熱平衡：5 min；

萃取時(shí)間：5 min；萃取壓力：10 Mpa；沖洗體積20%；氮?dú)獯祾撸?5 s；萃取次數(shù)：2次

1.6 樣品的測定

將前處理好的樣品上機(jī)測試，儀器條件如下所示：

進(jìn)樣口溫度：220 ℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣至0.75 min 后打開分流，分流出口流量為60 mL/min；載氣：高純氮?dú)猓?.0 mL/min，恒壓；尾吹氣：高純氮?dú)猓?0 mL/min；

柱溫升溫程序：初始溫度100 ℃，以15 ℃/min升溫至250 ℃，保持2 min，以20 ℃/min升溫至 290 ℃，保持4 min；檢測器溫度：300 ℃；進(jìn)樣量：1.0 μL。

采用2.3繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行外標(biāo)法定量（HP-5色譜柱用于定量分析，DB-17色譜柱輔助定性分析）。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法的線性測試

在1.6的儀器條件下，取六六六、滴滴涕混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)樣1.0 μL，以峰面積為縱坐標(biāo)，以目標(biāo)化合物的濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程，各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)≥0.999，線性良好，如圖1所示。在推薦的儀器參考條件下，目標(biāo)物在色譜柱 1（HP-5）的出峰順序依次為：a-666、β-666、γ-666、δ-666、p,p,-DDE、o,p,-DDT、p,p,-DDD、p,p,-DDT。各組分有良好的效果。六六六、滴滴涕校正曲線的詳細(xì)測試結(jié)果，見表1。

圖1 正己烷中100 μg/L六六六、滴滴涕的測試譜圖

2.2 方法的檢出限測試

以450 ℃烘烤4 h的石英砂作為本底樣品，用正己烷中8種有機(jī)氯混標(biāo)中間液加標(biāo)含量為接近測定下限濃度的樣品，編碼為A，按照1.5樣品前處理步驟進(jìn)行處理，并按1.6儀器條件上機(jī)測試（以下正確度、精密度及實(shí)際樣品測試均是依照此條件步驟進(jìn)行）。連續(xù)分析7個(gè)實(shí)驗(yàn)室空白加標(biāo)樣品，根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差 S，再根據(jù)以下公式（1）計(jì)算方法檢出限：

式中：S為平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差；t(n-1,0.99）為置信度為99%、自由度為n-1時(shí)的t值，如果連續(xù)分析7個(gè)樣品，在99%的置信區(qū)間,t(6,0.99）=3.143；n為重復(fù)分析的樣品數(shù)。

具體的測試結(jié)果見表2。本次測試的結(jié)果顯示，當(dāng)取樣量為10.0 g時(shí)（如無特殊說明，以下實(shí)驗(yàn)樣品取樣量均為10.0 g），各化合物檢出限及測定下限均低于《土壤中六六六和滴滴涕測定的氣相色譜法》（GB/T 14550-2003），符合方法要求。

表2 六六六、滴滴涕檢出限測試數(shù)據(jù)表

2.3 方法的正確度測試

采用市售有證土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行6次測定，目標(biāo)化合物的濃度值均在控制濃度范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.9%～5.1%，符合方法要求。具體測試結(jié)果見表3。

表3 六六六、滴滴涕正確度測試數(shù)據(jù)表

2.4 方法的精密度測試

以450 ℃烘烤4 h的石英砂作為本底樣品，用正己烷中8種有機(jī)氯混標(biāo)中間液加標(biāo)10.0 μg/kg的樣品，按照1.5樣品前處理步驟處理后，上機(jī)測定，編碼為C，各平行測定7次，計(jì)算方法精密度。對于加標(biāo)樣品測試計(jì)算后得到相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：1.3%～3.1%，總體而言，精密度較好，能夠滿足分析測試的要求。具體測試結(jié)果見表4。

表4 六六六、滴滴涕精密度測試數(shù)據(jù)表

表5 六六六、滴滴涕實(shí)樣測試數(shù)據(jù)表

2.5 實(shí)際樣品的測定

以某省2022年土壤國控風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控點(diǎn)三個(gè)地市區(qū)域樣品做實(shí)際樣品測定，并對樣品進(jìn)行加標(biāo)測試，樣品加標(biāo)含量分別為5.00 μg/kg、20.0 μg/kg。經(jīng)過三個(gè)地市20余個(gè)樣品的測試后，對色譜系統(tǒng)進(jìn)行降解率檢查，p,p,-DDT降解率為7.8%，低于15%，符合分析測試要求。實(shí)樣測試的平行樣相對偏差：0.0%～3.3%，加標(biāo)回收率：62.0%～110.4%，具有良好的重現(xiàn)性和可靠的精密度，均符合分析測試要求。部分測試結(jié)果見表5。

3 結(jié)論

采用加壓流體萃取技術(shù)，經(jīng)過脫水、轉(zhuǎn)溶、濃縮定容后，采用微量硫酸磺化凈化，用具電子捕獲檢測器的氣相色譜檢測土壤中六六六、滴滴涕的方法，在實(shí)際測試中其校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均大于等于0.999，各化合物檢出限及測定下限均低于《土壤中六六六和滴滴涕測定的氣相色譜法》（GB/T 14550-2003）的方法要求，實(shí)際測定中精密度較高。實(shí)際樣品加標(biāo)回收率62.0%～110.4%，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定值均在控制濃度范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度可靠，并且具有操作較為簡便，能夠有效排除土壤中復(fù)雜基質(zhì)干擾等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，該測試方法能夠滿足（GB/T 14550-2003）的方法要求以及國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)中《土壤環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)定》（GJW-03-TR-004）要求，適用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中土壤中六六六、滴滴涕的測定。