气相色谱法测定土壤中有机氯农药含量的测定

2020-01-06夏龙飞

生物化工 2019年6期

夏龙飞，杨珂

（陕西省土地工程建设集团有限责任公司，自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075）

有机氯类农药（Organochlorine pesticides，OCPs）作为一种高效广谱杀虫剂，曾广泛地应用于农业生产杀虫剂中。有机氯农药化学性质稳定，毒性大，脂溶性强，不易分解，能长期残留在土壤中，并且可通过食物链进行生物富集[1-3]。自20世纪初合成以来，曾大量用于农业生产，因其具有强毒性和生物累积性，相继被各国禁用，中国自1986年全面禁用，但时至今日仍可从各种环境介质中检出该类物质[4-6]。

最常用的OCPs仪器分析手段是气相色谱法，OCPs适合用电子捕获检测器进行分析[7-9]，检出限可达0.04～0.09 μg/kg[9]。气相色谱法是对易于挥发而不易分解的化合物进行分离与分析的技术。待测物经进样口由载气带入色谱柱，在色谱柱中，由于物质不同的物理化学性质而与色谱柱中的固定相发生不同的作用，而被载气或流动相以不同的时间带出色谱柱，经检测器检测后以电信号的形式输出[10]。

本文结合自身实验室和参与该项工作的实际情况，按照“人、机、料、环、法和测”的要素，依据《土壤和沉积物有机氯农药的测定气相色谱法》（HJ 921-2017）[9]开展了方法验证工作，方法验证内容包括检出限、精密度、准确度和实际样品测定。

1 概述

1.1 适用范围

本研究适用于土壤中α-六六六、六氯苯、γ-六六六、β-六六六、δ-六六六、硫丹I、艾氏剂、硫丹Ⅱ、环氧七氯、外环氧七氯、o,p'-滴滴伊、γ-氯丹、α-氯丹、反式-九氯、p,p'-滴滴伊、o,p'-滴滴滴、狄氏剂、异狄氏剂、o,p'-滴滴涕、p,p'-滴滴滴、顺式-九氯、p,p'-滴滴涕、灭蚁灵23种有机氯农药的测定。

1.2 原理

土壤中的有机氯农药经提取、净化、浓缩、定容后，用具电子捕获检测器的气相色谱检测。根据保留时间定性，外标法定量。

2 材料与方法

2.1 试剂、耗材及仪器

2.1.1 试剂与耗材

（1）23种有机氯农药标准贮备液：α-六六六、六氯苯、γ-六六六、β-六六六、δ-六六六、硫丹I、艾氏剂、硫丹Ⅱ、环氧七氯、外环氧七氯、o,p'-滴滴伊、γ-氯丹、α-氯丹、反式-九氯、p,p'-滴滴伊、o,p'-滴滴滴、狄氏剂、异狄氏剂、o,p'-滴滴涕、p,p'-滴滴滴、顺式-九氯、p,p'-滴滴涕、灭蚁灵混合标准储备液，质量浓度为100 mg/L；介质为正己烷：甲苯（9∶1），基准试剂，为坛墨质检科技股份有限公司生产。

（2）色谱柱：HP-5毛细管柱，柱长30 m，内径0.32 mm，膜厚0.25 μm，为美国安捷伦公司生产。

（3）硅酸镁固相萃取柱：1 000 mg/6 mL，为艾杰尔飞诺美公司生产。

（4）色谱纯试剂：正己烷（C6H14）；丙酮（CH3COCH3）；二氯甲烷（CH2Cl2），国药集团化学试剂有限公司生产。

（5）优级纯试剂：无水硫酸钠（Na2SO4），二氧化硅（SiO2），国药集团化学试剂有限公司生产。

（6）氮气纯度≥99.999%。

（7）实验用水：超纯水，经Milli-Q系统纯化，电阻率不小于18.2 MΩ·cm。

2.1.2 仪器及工作条件

（1）气相色谱仪（GC）：Agilent 7890B，美国安捷伦公司，包含自动液体进样器、分流/不分流进样口和电子捕获检测器（ECD）。主要工作条件见表1。

表1 仪器主要工作条件

（2）索氏提取器（BSXT-06-500型，上海比朗仪器制造有限公司生产）、旋转蒸发仪（RE52CS-1型，上海亚荣生化仪器厂生产）、氮吹仪（NK200-1B型，杭州米欧仪器有限公司生产）。

2.2 实验方法

2.2.1 标准曲线

取适量有机氯农药标准贮备液，用正己烷稀释至1.0 mg/L的有机氯农药标准使用液。在4 ℃下避光密闭冷藏，保存期为半年。再量取适量的有机氯农药标准使用液，用正己烷稀释，配制为5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0和500.0 μg/L的标准系列。

2.2.2 试样制备

称取：去除样品中异物，称取两份10.00 g样品，一份测定干物质含量，另一份加入适量无水硫酸钠，研磨均化成流砂状。

提取：将样品全部转移至索氏提取纸质套筒中，加入100 mL丙酮-正己烷（1:1）混合溶剂，提取16～18 h，回流速度为每小时3～4次，过滤后收集提取液。

脱水：在玻璃漏斗上垫一层玻璃棉，辅加约5 g无水硫酸钠，然后将提取液经漏斗直接过滤到浓缩装置中，再用5～10 mL丙酮-正己烷（1∶1）混合溶剂充分洗涤盛装提取液的容器，经漏斗过滤到浓缩装置中。

浓缩：在45 ℃以下将脱水后的提取液浓缩到1 mL，待净化。

净化：用约8 mL正己烷洗涤硅酸镁固相萃取柱，保持硅酸镁固相萃取柱内吸附剂表面浸润。用吸管将浓缩后的提取液转移到硅酸镁固相萃取柱上停留1 min后，弃去流出液。加入2 mL丙酮-正己烷（1∶9）混合溶剂并停留1 min，用10 mL小型浓缩管接收洗脱液，继续用丙酮-正己烷（1∶9）混合溶剂洗涤小柱，至接收的洗脱液体积到10 mL为止。

浓缩定容：将净化后的洗脱液浓缩并定容至1.0 mL，再转移至2 mL样品瓶中，待分析。

2.2.3 空白试样

用石英砂代替实际样品，其他步骤与常规样品试样制备步骤相同。

2.2.4 仪器测定

按仪器条件（表2）由低浓度到高浓度依次对标准系列溶液进行进样、检测，建立标准曲线。待测试样与空白试样通过相同的仪器分析条件进行测定。其中，进样方式为不分流进样至0.75 min后打开分流，柱温升温程序为初始温度100 ℃，升温至220 ℃并保持5 min，升温至260 ℃并保持20 min。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线与线性回归方程

根据样品各种目标物的含量范围绘制标准曲线，待测目标物在0～500 μg/L浓度范围内线性良好，相关系数均在0.995以上，见表3。

表2 仪器分析条件

表3 各待测目标物与内标标准曲线

3.2 方法检出限

由于空白样品无法检出目标物质，故选取含量为检出限2～5倍的样品进行检测，即进行空白加标（0.2 μg/kg）实验，按照样品分析的全部步骤重复7次实验，将各测定结果换算为样品中的浓度或含量，计算n次平行测定的标准偏差，按公式1计算方法检出限（MDL），并判断其合理性[11]。

各目标物方法检出限见表4。从表4可知，23种目标物检出限为0.01～0.06 μg/kg，定量限为0.04～0.24 μg/kg，检出限均低于方法中要求的检出限，满足测量要求。

表4 各目标物标准曲线参数及方法检出限

3.3 方法精密度与准确度

选取实际样品进行加标（20 μg/kg）实验，对同一试样进行6次平行测定。计算其相对偏差以判断其精密度，计算加标回收率以判断其准确度。方法要求，样品中平行样品各目标物测定结果的相对偏差应在20%以内，实际加标样品的回收率应在60%～120%。表5所示各目标物可知符合测定值的精密度与准确度方法中的允许范围，满足测量要求。