氣相色譜法測定水中六六六及滴滴涕

孫 博

（吉林省白山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，吉林 白山 134300）

有機氯農(nóng)藥（OCPs）是人工合成的一類性質(zhì)穩(wěn)定、降解率低、殘留量高的有毒物質(zhì)，曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要包括六六六、滴滴涕、七氯化茚、六氯苯、艾試劑等。該類物質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)循環(huán)后，在土壤、地下水、地表水中均有大量殘留，由于性質(zhì)穩(wěn)定，自分解困難，經(jīng)水生生物富集、食物鏈傳導(dǎo)作用后，最終對動植物及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響[1-2]。1970 年開始，歐盟、美國、加拿大等發(fā)達國家陸續(xù)禁止使用相關(guān)有機氯農(nóng)藥。研究表明，OCPs 具有親脂性，易于積聚在參與代謝作用的脂肪組織中，引起人體急性中毒或呼吸障礙，部分有機氯農(nóng)藥如滴滴涕等在人體內(nèi)可殘留50 年，對人體肝臟、心臟、內(nèi)分泌、神經(jīng)系統(tǒng)等造成不同程度的損傷[3-4]。目前，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）已將林丹（γ-666）和滴滴涕總量納入集中式生活飲用水地表水源地特定監(jiān)測項目范圍內(nèi)，因此，對水體中六六六及滴滴涕的監(jiān)測非常必要。

目前，測定OCPs 的方法主要包括氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法、液質(zhì)聯(lián)用法等。其中，氣質(zhì)聯(lián)用和液質(zhì)聯(lián)用法可同時對多種有機污染物進行定性定量監(jiān)測，應(yīng)用廣泛，但儀器昂貴且操作復(fù)雜；氣相色譜儀配有ECD 檢測器，大大提高了對OCPs 的測定靈敏度，操作簡單，分析時間短[5-7]。仇秀梅等[8]使用氣相色譜法測定了地下水中包含滴滴涕、七氯化茚、異狄氏劑在內(nèi)的16 種有機氯農(nóng)藥，通過優(yōu)化襯管、進樣口溫度、柱溫箱溫度等條件，大大提高了分析速度及分離效果。劉綱勇等[9]使用氣相色譜法測定了橄欖油中22 種有機氯農(nóng)藥殘留，并優(yōu)化了色譜柱、提取劑、程序升溫等多項影響分析結(jié)果的因素。本實驗通過調(diào)整色譜柱類型及程序升溫過程，對《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法 農(nóng)藥指標(biāo)》（GB/T 5750.9—2006）中測定六六六及滴滴涕的標(biāo)準(zhǔn)進行實驗室內(nèi)方法驗證及優(yōu)化。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑及耗材

儀器：氣相色譜儀（型號：TRACE1300，美國賽默飛，ECD 檢測器）；全自動平行濃縮儀（型號：EVA-60，Reeko）；電子天平；電子移液槍（量程10～200 μL）。

試劑：環(huán)己烷，分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鈉，優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；正己烷中8 種有機氯農(nóng)藥混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（批號：J523），100 mg/L，北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司；甲醇中8 種有機氯農(nóng)藥混合（I）（批號：334811），生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

耗材：DB-5 毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm），高純氮氣（≥99.999%），2 mL 進樣瓶，250 mL 分液漏斗，干燥管，脫脂棉，25 mL 具塞比色管，100 mL 容量瓶，20 mL 移液管，膠頭滴管。

1.2 色譜條件

進樣口：260 ℃，分流比：10：1，ECD 檢測器：300 ℃，尾吹流量：40 mL/min，優(yōu)化后的柱溫箱溫度：160 ℃保持2 min，以3 ℃/min 升溫至210 ℃，維持2 min。在上述儀器條件下，使用DB-5 毛細管柱分析水中8 種有機氯農(nóng)藥。

1.3 采樣及前處理

有機氯農(nóng)藥在水中較為穩(wěn)定不易揮發(fā)，采樣時不需添加固定劑，使用磨口玻璃瓶盛裝水樣，并置于4 ℃環(huán)境下保存。王佳等[10]通過實驗證實，樣品與萃取劑的體積比為5：1 時，使用環(huán)己烷萃取可得到更優(yōu)的回收率，且單次萃取與多次萃取效果接近，故本實驗中量取100 mL 采集的水樣置于分液漏斗中，以20 mL 環(huán)己烷對水樣進行單次萃取，萃取液用無水硫酸鈉進行干燥，脫水后轉(zhuǎn)移至氮吹儀中，在60 ℃水浴條件下氮吹濃縮至2 mL，裝樣后上機分析。

1.4 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

本實驗中所用環(huán)己烷為分析純，經(jīng)試劑空白實驗證實，環(huán)己烷中無干擾分析監(jiān)測六六六及滴滴涕的雜質(zhì)，滿足試劑空白要求，可用于后續(xù)分析實驗。

使用環(huán)己烷將100 mg/L 有機氯農(nóng)藥混標(biāo)逐級稀釋至1 mg/L（標(biāo)準(zhǔn)中間溶液），分別取50 μL、100 μL、200 μL、300 μL、400 μL、500 μL 標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，以環(huán)己烷作稀釋劑，配置濃度梯度為0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.30 mg/L、0.40 mg/L、0.50 mg/L 的有機氯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液。進樣量為1 μL，以氣相色譜峰面積為縱坐標(biāo)，每種有機氯農(nóng)藥組分的濃度為橫坐標(biāo)，分別繪制各組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱選擇

在GB/T 5750.9—2006[11]中，檢測六六六和滴滴涕時使用的色譜柱為DM-1701，該色譜柱是分析有機氯農(nóng)藥的專用色譜柱?？紤]到實驗室檢測項目種類較多，頻繁更換色譜柱影響工作效率且對機器穩(wěn)定性有一定影響，常淼等[12]、張彥飛等[13]、蔡先達等[14]均使用DB-5 類色譜柱測定過多種有機氯農(nóng)藥，故本實驗選擇DB-5 色譜柱分析8 種有機氯農(nóng)藥。DB-5 色譜柱對六六六和滴滴涕的分離效果見圖1。從圖1 中可知，8 種組分分離效果較好，其中p,p’-DDD 和o,p’-DDT 分離效果稍差，但不影響氣相色譜軟件積分運算。

2.2 柱溫箱溫度優(yōu)化

綜合考慮8 種有機氯農(nóng)藥出峰時間、氣化溫度、分離效果，為縮短日常監(jiān)測分析時間，提高工作效率，經(jīng)多次調(diào)整，最終確定的程序升溫過程為：160 ℃保持2 min，以3 ℃/min 升溫至210 ℃，維持2 min，實驗中使用DB-5 色譜柱，分析總時長為25 min，8 種待測組分全部出峰，實驗結(jié)果見圖1。優(yōu)化柱溫箱升溫程序后，縮短了分析時間，起到了降低能耗、節(jié)約實驗成本的作用。

圖1 優(yōu)化程序升溫后8 種有機氯農(nóng)藥在DB-5 色譜柱上的氣相色譜圖（0.20 mg/L）

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及準(zhǔn)確度

使用DB-5 色譜柱，根據(jù)1.2 設(shè)置儀器工作條件，使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置不同濃度的有機氯農(nóng)藥混標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。通過氣相色譜軟件擬合得到各組分的線性方程和相關(guān)系數(shù)。計算結(jié)果見表1，六六六及滴滴涕的相關(guān)系數(shù)均大于0.999，滿足HJ 168—2020[15]對相關(guān)系數(shù)的要求。

使用甲醇中8 種有機氯農(nóng)藥質(zhì)控樣（批號334811）對回歸方程準(zhǔn)確度進行驗證。將質(zhì)控樣品稀釋一定倍數(shù)，確保稀釋后8 種待測物的濃度均在標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍內(nèi)，按照1.2 實驗條件進行分析，實驗結(jié)果見表1，8 種有機氯農(nóng)藥質(zhì)控樣濃度均受控，結(jié)果準(zhǔn)確。

表1 線性方程及準(zhǔn)確度

2.4 8 種有機氯農(nóng)藥的檢出限

根據(jù)HJ 168—2020[15]相關(guān)規(guī)定，當(dāng)空白實驗中未檢出有機氯組分時，應(yīng)向樣品中添加3～5 倍預(yù)估檢出限含量（本實驗添加量為0.03 μg/L）的有機氯農(nóng)藥，按照樣品分析的全過程，對加標(biāo)后的樣品進行7 次平行實驗，根據(jù)公式（1）計算出檢出限（MDL）。

式（1）中：MDL 為方法檢出限；n 為樣品平行測定次數(shù)；t 為自由度為（n-1）、置信度為99%時的t 分布值（單側(cè)）；S 為n 次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

實驗結(jié)果見表2，8 種組分的濃度均在計算出的方法檢出限的3～5 倍。其中，六六六檢出限為0.006 μg/L，滴滴涕檢出限為0.008 μg/L，均低于規(guī)定的方法檢出限。

表2 8 種有機氯農(nóng)藥的檢出限

2.5 精密度和加標(biāo)回收率

經(jīng)檢測，白山市曲家營水庫飲用水源中未發(fā)現(xiàn)有機氯農(nóng)藥殘留，使用該水源作為空白基體，分別向其中添加低濃度（1.0 μg/L）和高濃度（10.0 μg/L）8 種有機氯農(nóng)藥混標(biāo)，每組配置6 個平行水樣，按照樣品處理全過程進行分析。分別計算兩組水樣中各目標(biāo)化合物的濃度平均值、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等參數(shù)，實驗結(jié)果見表3。當(dāng)加標(biāo)量為1 μg/L時，8 種組分的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～2.6%，加標(biāo)回收率為93.8%～96.8%；當(dāng)加標(biāo)量為10 μg/L 時，8種組分的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%～1.4%，加標(biāo)回收率為94.5%～96.3%。實驗結(jié)果滿足GB/T 5750.9—2006 中的相關(guān)要求，證明本試驗方法精密度較高，可應(yīng)用于水和廢水中有機氯農(nóng)藥的監(jiān)測。

表3 精密度及加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

選用DB-5 色譜柱，優(yōu)化升溫程序后，分析時間縮短，工作效率提升，8 種有機氯農(nóng)藥在25 min內(nèi)可完成分離。稀釋有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置標(biāo)準(zhǔn)曲線，8 種有機氯農(nóng)藥對應(yīng)的線性方程相關(guān)系數(shù)均大于0.999，線性關(guān)系良好；使用8 種有機氯農(nóng)藥質(zhì)控樣驗證實驗方法準(zhǔn)確性，結(jié)果表明8 種待測物均在受控范圍內(nèi)，方法可靠；通過分析計算結(jié)果可知：六六六檢出限為0.006 μg/L，滴滴涕檢出限為0.008 μg/L，對比GB/T 5750.9—2006 中六六六檢出限為0.01 μg/L、滴滴涕檢出限為0.02 μg/L，本方法檢出限達標(biāo)且靈敏度更高；向?qū)嶋H采得的空白水樣中分別加標(biāo)1 μg/L 時，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～2.6%，加標(biāo)回收率為93.8%～96.8%；向空白水樣中加標(biāo)10 μg/L 時，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%～1.4%，加標(biāo)回收率為94.5%～96.3%；經(jīng)優(yōu)化后結(jié)果準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)可靠，重復(fù)性好，降低試劑消耗，完全滿足水體中六六六和滴滴涕的測定要求。