张会强,王 斐,张秦铭,和 莹,白 昭,李柯臻

(陕西省环境监测中心站，陕西 西安 710054)

1 引言

有机氯农药是一种广谱杀虫剂，按照分子结构的不同分为氯苯类和氯化脂环类，氯苯类包括六六六和滴滴涕等。由于有机氯农药具有高效、低成本、广谱杀虫等优点，在农业病虫害防治方面被大范围使用。但是，有机氯农药难于降解，是典型的持久性有机污染物，在土壤中可以残留10 a甚至更长时间[1]；有机氯农药容易在脂肪中富集，对农作物食用安全和人类健康构成威胁[2]。因此，从1970年到1989期间，世界各国相继禁用和停产了有机氯农药[3]。据统计，有机氯农药从诞生到被禁用全球大约生产了970万t六六六和150万t滴滴涕[4]。

1993年国家环保总局首次发布了土壤中的六六六和滴滴涕标准分析方法GB/T 14550-93[5]，2017年环境保护部又相继发布了HJ 921-2017[6]和HJ 835-2017[7]。分别为气相色谱法(GC-ECD)和气相色谱-质谱法(GC-MS)测定土壤和沉积物中的有机氯农药。由于土壤基质复杂，样品经有机溶剂提取后，提取液中含有大量的硫等杂质，直接上机检测会污染色谱系统，异狄氏剂和p,p'-滴滴涕会在受污染的进样口发生降解，影响定性定量结果的准确性，因此，提取液样品须进行净化。常见的净化方法有凝胶色谱、硅酸镁小柱、硅胶小柱和石墨碳柱等方法。凝胶色谱在原理上属于体积排阻色谱，利用多孔凝胶固定相的独特特性，而产生的一种主要依据分子尺寸大小的差异来进行分离的方法。硅酸镁小柱和硅胶小柱属于极性固相萃取柱，对土壤提取液中极性成分进行吸附。实验中比较了凝胶色谱、硅酸镁小柱和硅胶小柱3种净化方法，测定了异狄氏剂和p,p'-滴滴涕在3种不同净化条件下的降解率，同时测定了8种有机氯混标在3种净化方法下的回收率。

2 实验部分

2.1 仪器

7890B型气相色谱仪，美国Agilent公司；ASE350型压力溶剂萃取仪，美国Dionex公司；NVC-2200型旋转蒸发仪，日本EYELA公司；TurboVapLV型氮吹仪，瑞典Biotage公司；J2型全自动凝胶渗透色谱仪，带规格为400 mm×25 mm色谱柱内装BioBeads S-X3填料，美国J2公司；HP-5型毛细色谱柱，30 m×320 m×0.25 m，美国Agilent公司；Visiprep DL型真空固相萃取装置，美国SUPELCO公司；BSA224S-CW型分析天平，德国Sartorius公司；Milli-Q型纯水机，德国Millipore公司。

2.2 试剂与耗材

异狄氏剂和p,p'-滴滴涕混合标准溶液，ρ=1.0 m·L-1，美国Accustandard公司；8种有机氯混标(α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六和p,p’-滴滴伊，p,p’-滴滴滴、o,p’-滴滴涕、p,p’-滴滴涕)，ρ=100 mg·L-1，美国Accustandard公司；正己烷、丙酮，色谱纯，均为Fisher品牌；乙酸乙酯、环己烷，色谱纯，均为德国merck品牌；无水硫酸钠、硅藻土(400～100目)、石英砂(50～20目)，使用前在450℃烘烤4h，冷却后于磨口玻璃瓶并放在干燥器内保存；Mega BE-FI硅酸镁小柱、Mega BE-SI硅胶小柱和2 mL进样小瓶均为美国Agilent公司；高纯氮气，99.999%；土壤样品由生态环境部西北地区土壤流转中心提供；其它玻璃器皿为实验室常用规格。

2.3 色谱条件

载气流量：1 mL·min-1；进样量：1 μL；进样方式：分流进样；分流比：10∶1；检测器：ECD，检测器温度：300℃；尾吹气流量：30 mL·min-1；进口温度：280℃；柱温箱：195℃，升温程序：195℃以6℃·min-1升温至270℃，保持3 min。

2.4 样品制备和提取

为保证样品具有代表性，取多种类型风干土壤样品(包括土娄土、绵土、褐土、棕壤、水稻土、黄棕壤)充分混合后，称取10 g(精确到0.01 g)土壤样品(空白样及空白加标样用石英砂代替)，用正己烷-丙酮(1∶1)混合溶剂进行压力溶剂萃取(以下简称ASE)，仪器条件：提取压力1 500 psi，提取温度120℃，动态提取6 min，静态提取7 min，循环3次，淋洗体积70%，吹扫时间200 s。提取液经无水硫酸钠干燥后，旋转蒸发浓缩至约1 mL。

2.5 样品净化

凝胶色谱仪器条件：泵流速：5 mL·min-1；进样体积：5 mL；丢弃体积：100 mL；收集体积：50 mL；冲洗体积：7.5 mL。硅酸镁小柱和硅胶小柱净化方法参见HJ 921-2017[10]。

2.6 计算

异狄氏剂发生分解生成异狄氏剂醛和异狄氏剂酮，p,p'-滴滴涕会分解成p,p'-滴滴伊和p,p'-滴滴滴。按照HJ 921-2017[6]中公式(3)、(4)和(5)计算异狄氏剂和p,p'-滴滴涕的降解率及总降解率。按照2.0μg·kg-1进行8种有机氯空白加标测试，用外标法(峰面积)计算8种有机氯农药的回收率。

3 结果和讨论

3.1 加标回收率

由表1看出，2.0μg·kg-18种有机氯农药石英砂空白加标回收率数据显示，凝胶色谱(88.3%～103%)、硅酸镁小柱(92.4%～105%)和硅胶小柱(85.7%～104%)三种方法均能满足HJ 921-2017[6]中75%～105%的测试要求。

表1 三种净化方法对浓度为2.0μg·kg-1的8种有机氯农药的空白加标回收率

3.2 降解率

将多类型混合土壤样品的ASE提取液和三种净化方法的净化液分别进样到气相色谱中，每进样10针，进一针20μg·L-1的异狄氏剂和p,p'-滴滴涕混合溶液，按照2.3色谱条件进行。

通过图1中①和表2看出：未经净化的ASE提取液对色谱系统污染最为严重，进样10次后，p,p'-滴滴涕和异狄氏剂降解率分别为20%和38%，总降解率58%。当进样次数达到50次时，p,p'-滴滴涕和异狄氏剂降解率分别为41%和44%，总降解率高达85%。依据HJ 921-2017：单组分的降解率均≥15%，且二者的降解率之和≥30%，需要维护进样口或更换衬管等[6]；通过图1中②和表2看出：凝胶色谱净化液可以连续进样40次后，单组分降解率(12%和15%)和总降解率(27%)均能满足测试要求；而表3中的硅酸镁小柱和硅胶小柱净化液在10次进样后，已无法满足测试要求；因此，凝胶色谱相比硅酸镁小柱和硅胶小柱是一种更适合于土壤中有机氯农药的净化方法。

表2 ASE提取液和凝胶色谱净化液对异狄氏剂和p,p'-滴滴涕的降解率

表3 硅酸镁小柱和硅胶小柱净化液对异狄氏剂和p,p'-滴滴涕的降解率

4 结论

综上所述，净化方法的选择对土壤中有机氯农药的分析非常重要，净化不完全会导致目标色谱峰受干扰，严重影响定性定量的准确性。实验数据表明，相比硅酸镁小柱和硅胶小柱，凝胶色谱是一种更适合于土壤中有机氯农药的净化方法。致谢：感谢生态环境部西北地区土壤流转中心提供土壤样品。