测定土壤中六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷的方法研究

林剑伟

（莆田市环境监测站，福建 莆田 351100）

土壤类型多样且成分复杂，我国大多数地区土壤中的六氯环己烷（别名六六六）和双对氯苯基三氯乙烷（别名滴滴涕）含量处于中低水平，无法直接测定。因此，要对土壤进行有效的前处理才能进行后续的测定分析。常用的净化方法主要有浓硫酸净化（液液分配）和柱层析净化（液液分配），然而，当前国内测定土壤中有机氯农药时，大部分使用的是浓硫酸净化法。该方法利用浓硫酸的磺化作用来达到净化效果，只适用于浓硫酸中保持稳定的有机氯。运用过程中还要根据萃取情况确定淋洗次数，淋洗次数太多，容易使目标物的量减少，造成回收率偏低，而太少又会影响后续的精确定量。同时，浓硫酸具有危险性，易造成人身伤害。相较于浓硫酸净化法，《植物性食品中有机氯和拟除虫菊酯类农药多种残留量的测定》（GB/T 5009.146—2008）提到的层析柱净化法具有同样的净化效率，而且安全系数高，适用于大批量的测定。

本文以福建省莆田市的部分农田土壤作为研究材料，采用快速溶剂萃取法提取有机氯农药，重点研究如何优化净化条件，提高净化效率，确定气相色谱法分析条件，研发一种安全便捷、操作简便、结果准确可靠、适合大批量测定的试验方法。

1 供试材料

取福建省莆田市境内的部分农田的表层土壤为测试样本，经研磨过筛后备用。（共12 个，样品编号为1001～1012）

2 分析方法

2.1 土壤样品快速溶剂萃取

称取10 g 土壤样品于萃取池中，加5 g 硅藻土，搅拌均匀，置于34 mL 的萃取池中在加压萃取装置上提取。萃取方法参照《土壤和沉积物 有机物的提取加压流体萃取法》（HJ 783—2016）以及秦明友研究确定的最佳萃取条件。用石英砂替代试样做空白试验。萃取后将提取液移入氮吹管中，用10 mL 左右的正己烷分2 次淋洗收集瓶，淋洗液一并转移至氮吹管中，置于45 ℃水浴中吹至10 mL 左右，待净化。

2.2 萃取液层析柱净化

层析柱临用前装填，现装现用。装填方法如下：层析柱中先加入2 cm 高的无水硫酸钠，然后加入4 cm 高的弗罗里硅土，再加入2 cm 高的无水硫酸钠，填充完毕后轻轻敲实柱子，用60 mL 正己烷分两次淋洗柱子，当前30 mL 正己烷溶剂通过柱子开始流出时关闭柱阀，浸泡10 min 后，打开柱阀直至正己烷液面高于填料面1 cm 左右，继续加入剩下的30 mL 正己烷并打开柱阀，至液面高于填料面1 cm 左右时再次关闭柱阀。

将浓缩后的提取液（约10 mL）缓慢倒入层析柱上，用10 mL 的正己烷分2 次淋洗氮吹管，并全部转移至层析柱上，浸泡5 min，然后开启柱阀收集样品流出液。当样品流出液快流干时，分别用50 mL 正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）进行两次洗脱，并将样品流出液和洗脱液收集于同一氮吹管中，置于45 ℃水浴中吹至0.5 mL，最后用正己烷定容至1.0 mL，待分析。

2.3 样品的测定

经过净化后的样品用气相色谱仪（GC-ECD）进行分析，先用单标定性来确定出峰时的目标化合物，同时采用双柱来定性，以避免检测时因为土壤样品成分复杂而出现假阳性，提高检测的准确率。

3 结果分析与讨论

3.1 气相色谱分析条件的确定

气化室温度为250 ℃；检测器温度为300 ℃，尾吹气流量为30 mL/min；色谱柱采取程序升温，初始温度为120 ℃，保持2 min，以12 ℃/min 的速率升至180 ℃，保持5 min，以7 ℃/min 的速率升至240 ℃，保持1 min，以1 ℃/min 的速率升至250 ℃，保持5 min；载气为氮气，纯度为99.999%，流速为13.2 mL/min；采用恒定压力模式。进样方式如下：分流进样，分流比为10∶1，进样量为1 µL，柱流量为1.0 mL/min，外标法定量。

六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷的气相色谱如图1所示。图1 中，α-666 的保留（出峰）时间为16.581 min，林丹的保留时间为18.261 min，β-666的保留时间为21.053 min，δ-666 的保留时间为21.969 min，p,p'-DDE 的保留时间为24.724 min，o,p'-DDT 的保留时间为27.113 min，p,p'-DDD 的保留时间为28.060 min，p,p'-DDT 的保留时间为30.108 min。其中，666 即六六六，是指六氯环己烷，DDE 是指2，2-双(4-氯苯基)-1，1-二氯乙烯，DDD 是指双(6-羟基-2-萘)二硫。

从图1 可以看出，两种目标物的八种同分异构体都能得到有效的分离，而且基线平稳，峰形尖锐对称，定性定量方便准确，结果表明，该气相条件符合分析方法要求。

图1 0.5 µg/mL 的六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷标样的气相色谱

3.2 净化条件的优化

3.2.1 填充材料及用量的确定

层析柱净化的最大影响因素是填充材料与填充的最佳用量，选择合适的填充材料并调整填充的最佳用量可以有效提高净化效率。本研究采用中性氧化铝填充好的固相萃取小柱和弗罗里圭土进行对比试验，结果发现，使用固相萃取小柱有两个问题：小柱因为体积受限，萃取液停留时间太短，造成收集液的量偏多，影响后续定容，应用中不切实际；从土壤中萃取出的萃取液太脏，净化效率不高，回收率一直不能大于50%。而弗罗里圭土对土壤样品有理想的净化效果，回收率能大于60%。最终选用弗罗里硅土作为层析柱的填充材料，并研究其填充不同高度对回收率的影响。

在硅藻土中加入20 µg/g 的六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷标准物质，以弗罗里圭土作为填充材料，通过不同填充高度的层析柱进行净化，将提取液浓缩定量至1 mL，用气相色谱仪进行测定分析，从而选出填充的最佳用量。对比结果如图2所示。

图2 不同填充高度对萃取效率的影响

从图2 可以发现，随着弗罗里硅土填充高度的增加，样品的回收率不断提高，当高度超过4 cm 时，回收率提高不明显。考虑经济成本和操作方便性，最终确定4 cm 作为弗罗里硅土的最佳填充高度。

3.2.2 淋洗液的选择

影响净化效率的另一个重要因素是淋洗液。本研究在硅藻土中加入20 µg/g 的六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷标准物质，用快速溶剂萃取仪萃取并完成前期净化后，分别用石油醚∶乙酸乙酯（95∶5）、正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）、石油醚∶丙酮（95∶5）、正己烷∶丙酮（95∶5）进行淋洗，将提取液浓缩定量至1 mL，用色谱仪进行测定。不同淋洗液的平均净化率如表1所示。

表1 不同淋洗液的平均净化率

从表1 可以看出，石油醚∶乙酸乙酯（95∶5）和正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）的净化效率比较高，适合用来做淋洗液。但是，石油醚的毒性太大且易挥发，容易产生误差。正己烷与石油醚都是非极性化合物，极性十分相近，鉴于石油醚的缺陷以及正己烷的环境友好性远远优于石油醚，本研究最终选择正己烷∶乙酸乙酯（95∶5）作为淋洗液。

3.3 标准曲线和检出限

用正己烷配制体积为1 mL，浓度分别为0.05 µg/mL、0.10 µg/mL、0.20 µg/mL、0.50 µg/mL、1.00 µg/mL 和2.00 µg/mL 的六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷标准溶液，绘制标准曲线。同时，配制浓度为0.03 µg/mL的标准溶液，连续测定7 次，计算其方法检出限。标准曲线和检出限结果如表2所示，由此可以看出，方法检出限保持在0.000 31～0.000 41 µg/g，符合分析方法要求。

表2 标准曲线及检出限

3.4 样品的测定结果

取福建省莆田市境内的12 个土壤样品，按上述方法进行测定分析，结果如表3所示。对比分析结果，可以看出土壤中双对氯苯基三氯乙烷的降解率比六氯环己烷低，土壤中残留的化合物以双对氯苯基三氯乙烷为主。

表3 土壤样品分析结果

3.5 精密度与加标回收率

选择编号为1001 和1008 的样品进行精密度与加标回收试验，每个样品各测定7 次，由结果可得，精密度介于1.28%～3.72%，加标回收率介于77.7%～103.0%。结果表明，该方法准确可靠，可用于实际样品的测定。

4 结论

本文建立了一种快速溶剂萃取-层析柱净化-气相色谱法测定土壤中六氯环己烷和双对氯苯基三氯乙烷的方法。以正己烷∶丙酮（V/V=1∶1）为萃取剂，用快速溶剂萃取仪进行萃取，优化了层析柱的净化条件，气相色谱分析方法检出限为0.000 31～0.000 41 µg/g，精密度为1.28%～3.72%， 加标回收率为77.7%～103.0%。该方法萃取效率高，净化方便，分析快速精确，适用于土壤中有机氯农药类的测定。