夏龍飛,楊 珂
(陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司,自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室,陜西西安 710075)
有機氯類農(nóng)藥(Organochlorine pesticides,OCPs)作為一種高效廣譜殺蟲劑,曾廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殺蟲劑中。有機氯農(nóng)藥化學性質(zhì)穩(wěn)定,毒性大,脂溶性強,不易分解,能長期殘留在土壤中,并且可通過食物鏈進行生物富集[1-3]。自20世紀初合成以來,曾大量用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),因其具有強毒性和生物累積性,相繼被各國禁用,中國自1986年全面禁用,但時至今日仍可從各種環(huán)境介質(zhì)中檢出該類物質(zhì)[4-6]。
最常用的OCPs儀器分析手段是氣相色譜法,OCPs適合用電子捕獲檢測器進行分析[7-9],檢出限可達0.04~0.09 μg/kg[9]。氣相色譜法是對易于揮發(fā)而不易分解的化合物進行分離與分析的技術(shù)。待測物經(jīng)進樣口由載氣帶入色譜柱,在色譜柱中,由于物質(zhì)不同的物理化學性質(zhì)而與色譜柱中的固定相發(fā)生不同的作用,而被載氣或流動相以不同的時間帶出色譜柱,經(jīng)檢測器檢測后以電信號的形式輸出[10]。
本文結(jié)合自身實驗室和參與該項工作的實際情況,按照“人、機、料、環(huán)、法和測”的要素,依據(jù)《土壤和沉積物有機氯農(nóng)藥的測定氣相色譜法》(HJ 921-2017)[9]開展了方法驗證工作,方法驗證內(nèi)容包括檢出限、精密度、準確度和實際樣品測定。
本研究適用于土壤中α-六六六、六氯苯、γ-六六六、β-六六六、δ-六六六、硫丹I、艾氏劑、硫丹Ⅱ、環(huán)氧七氯、外環(huán)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、狄氏劑、異狄氏劑、o,p'-滴滴涕、p,p'-滴滴滴、順式-九氯、p,p'-滴滴涕、滅蟻靈23種有機氯農(nóng)藥的測定。
土壤中的有機氯農(nóng)藥經(jīng)提取、凈化、濃縮、定容后,用具電子捕獲檢測器的氣相色譜檢測。根據(jù)保留時間定性,外標法定量。
2.1.1 試劑與耗材
(1)23種有機氯農(nóng)藥標準貯備液:α-六六六、六氯苯、γ-六六六、β-六六六、δ-六六六、硫丹I、艾氏劑、硫丹Ⅱ、環(huán)氧七氯、外環(huán)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、狄氏劑、異狄氏劑、o,p'-滴滴涕、p,p'-滴滴滴、順式-九氯、p,p'-滴滴涕、滅蟻靈混合標準儲備液,質(zhì)量濃度為100 mg/L;介質(zhì)為正己烷:甲苯(9∶1),基準試劑,為壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司生產(chǎn)。
(2)色譜柱:HP-5毛細管柱,柱長30 m,內(nèi)徑0.32 mm,膜厚0.25 μm,為美國安捷倫公司生產(chǎn)。
(3)硅酸鎂固相萃取柱:1 000 mg/6 mL,為艾杰爾飛諾美公司生產(chǎn)。
(4)色譜純試劑:正己烷(C6H14);丙酮(CH3COCH3);二氯甲烷(CH2Cl2),國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)。
(5)優(yōu)級純試劑:無水硫酸鈉(Na2SO4),二氧化硅(SiO2),國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)。
(6)氮氣純度≥99.999%。
(7)實驗用水:超純水,經(jīng)Milli-Q系統(tǒng)純化,電阻率不小于18.2 MΩ·cm。
2.1.2 儀器及工作條件
(1)氣相色譜儀(GC):Agilent 7890B,美國安捷倫公司,包含自動液體進樣器、分流/不分流進樣口和電子捕獲檢測器(ECD)。主要工作條件見表1。
表1 儀器主要工作條件
(2)索氏提取器(BSXT-06-500型,上海比朗儀器制造有限公司生產(chǎn))、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE52CS-1型,上海亞榮生化儀器廠生產(chǎn))、氮吹儀(NK200-1B型,杭州米歐儀器有限公司生產(chǎn))。
2.2.1 標準曲線
取適量有機氯農(nóng)藥標準貯備液,用正己烷稀釋至1.0 mg/L的有機氯農(nóng)藥標準使用液。在4 ℃下避光密閉冷藏,保存期為半年。再量取適量的有機氯農(nóng)藥標準使用液,用正己烷稀釋,配制為5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0和500.0 μg/L的標準系列。
2.2.2 試樣制備
稱?。喝コ龢悠分挟愇铮Q取兩份10.00 g樣品,一份測定干物質(zhì)含量,另一份加入適量無水硫酸鈉,研磨均化成流砂狀。
提?。簩悠啡哭D(zhuǎn)移至索氏提取紙質(zhì)套筒中,加入100 mL丙酮-正己烷(1:1)混合溶劑,提取16~18 h,回流速度為每小時3~4次,過濾后收集提取液。
脫水:在玻璃漏斗上墊一層玻璃棉,輔加約5 g無水硫酸鈉,然后將提取液經(jīng)漏斗直接過濾到濃縮裝置中,再用5~10 mL丙酮-正己烷(1∶1)混合溶劑充分洗滌盛裝提取液的容器,經(jīng)漏斗過濾到濃縮裝置中。
濃縮:在45 ℃以下將脫水后的提取液濃縮到1 mL,待凈化。
凈化:用約8 mL正己烷洗滌硅酸鎂固相萃取柱,保持硅酸鎂固相萃取柱內(nèi)吸附劑表面浸潤。用吸管將濃縮后的提取液轉(zhuǎn)移到硅酸鎂固相萃取柱上停留1 min后,棄去流出液。加入2 mL丙酮-正己烷(1∶9)混合溶劑并停留1 min,用10 mL小型濃縮管接收洗脫液,繼續(xù)用丙酮-正己烷(1∶9)混合溶劑洗滌小柱,至接收的洗脫液體積到10 mL為止。
濃縮定容:將凈化后的洗脫液濃縮并定容至1.0 mL,再轉(zhuǎn)移至2 mL樣品瓶中,待分析。
2.2.3 空白試樣
用石英砂代替實際樣品,其他步驟與常規(guī)樣品試樣制備步驟相同。
2.2.4 儀器測定
按儀器條件(表2)由低濃度到高濃度依次對標準系列溶液進行進樣、檢測,建立標準曲線。待測試樣與空白試樣通過相同的儀器分析條件進行測定。其中,進樣方式為不分流進樣至0.75 min后打開分流,柱溫升溫程序為初始溫度100 ℃,升溫至220 ℃并保持5 min,升溫至260 ℃并保持20 min。
根據(jù)樣品各種目標物的含量范圍繪制標準曲線,待測目標物在0~500 μg/L濃度范圍內(nèi)線性良好,相關(guān)系數(shù)均在0.995以上,見表3。
表2 儀器分析條件
表3 各待測目標物與內(nèi)標標準曲線
由于空白樣品無法檢出目標物質(zhì),故選取含量為檢出限2~5倍的樣品進行檢測,即進行空白加標(0.2 μg/kg)實驗,按照樣品分析的全部步驟重復7次實驗,將各測定結(jié)果換算為樣品中的濃度或含量,計算n次平行測定的標準偏差,按公式1計算方法檢出限(MDL),并判斷其合理性[11]。
各目標物方法檢出限見表4。從表4可知,23種目標物檢出限為0.01~0.06 μg/kg,定量限為0.04~0.24 μg/kg,檢出限均低于方法中要求的檢出限,滿足測量要求。
表4 各目標物標準曲線參數(shù)及方法檢出限
選取實際樣品進行加標(20 μg/kg)實驗,對同一試樣進行6次平行測定。計算其相對偏差以判斷其精密度,計算加標回收率以判斷其準確度。方法要求,樣品中平行樣品各目標物測定結(jié)果的相對偏差應(yīng)在20%以內(nèi),實際加標樣品的回收率應(yīng)在60%~120%。表5所示各目標物可知符合測定值的精密度與準確度方法中的允許范圍,滿足測量要求。
本實驗室根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導則》(HJ 168-2010)[11]中的相關(guān)要求,對氣相色譜法測定土壤中有機氯農(nóng)藥含量進行了方法驗證,包含方法檢出限、精密度、準確度等方面。結(jié)果表明,相關(guān)結(jié)果均符合標準要求。
表5 精密度測試結(jié)果