加速溶剂萃取-固相萃取-气相色谱法同时测定土壤中阿特拉津和乙草胺

曲亚辉*， 石勇丽， 张兆鑫， 李和平， 卢婷婷， 曹 翠

(河南省煤炭地质勘察研究总院，自然资源部黄河流域中下游水土资源保护与修复重点实验室，河南郑州 450052)

阿特拉津又名莠去津，它是一种高效、广泛的三嗪类内吸传导型除草剂[1,2]，主要是通过植物根部吸收进入植物体内，再经过木质部传导至地上部而发挥活性[3]。乙草胺是一种选择性酰胺类除草剂，其除草机理是通过杂草的幼芽及幼根吸收，抑制杂草蛋白质的合成，使杂草死亡[4]，主要用于玉米、甘蔗、高粱等旱田作物[5 - 7]。阿特拉津被世界卫生组织(WTO)列为Ⅲ类致癌物清单[8]，乙草胺被美国环保署定为B-2类致癌物[9]。阿特拉津和乙草胺长期大量使用会使土壤中有一定的残留，而随着地表径流、淋溶等作用导致地表水及地下水污染[10]。在国家标准(GB 36600-2018)《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中规定阿特拉津在第一类及第二类用地筛选值分别为2.6 mg/kg与7.4 mg/kg。目前国内外对土壤中的乙草胺无明确标准限量值，2021年7月国家卫生健康标准委员会新修订的(GB 5749)《生活饮用水卫生标准(意见稿)》中新增乙草胺限量值为0.02 mg/L。

阿特拉津和乙草胺一般采用加速溶剂萃取-固相萃取净化前处理技术[11]，高效液相色谱法[12,13]、气相色谱-质谱法[14 - 16]、高效液相色谱-质谱法[17,18]等检测方法。本研究采用气相色谱法同时测定土壤中的阿特拉津与乙草胺，该方法简便快速、灵敏度高、稳定性和重复性好，对仪器配置要求低。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

GC-2030气相色谱仪，附电子俘获检测器(ECD)(日本，岛津公司)；CENTRA R 120型超纯水系统(英国，埃尔格实验室纯水公司)；ASE-350快速溶剂萃取仪(美国，赛默飞公司)；MFV-24氮吹仪(广州得泰仪器公司)；ASE-24固相萃取仪(天津奥特赛恩斯公司)；弗罗里硅土小柱(500 mg/6mL上海安普实验科技公司)。

阿特拉津标准样品(1 000 mg/L，上海安普实验科技公司)；乙草胺标准样品(100 mg/L，农业部环境保护科研监测所)；正己烷、丙酮、乙酸乙酯(农残级，天津科密欧试剂公司)；无水Na2SO4(优级纯，天津科密欧试剂公司)；硅藻土(美国赛默飞公司)。

1.2 气相色谱条件

DB-1701毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm,美国安捷伦公司);进样口温度：280 ℃；检测器温度：300 ℃。柱箱升温程序为120 ℃保持1 min，以20 ℃/min升至220 ℃保持10 min，再以10 ℃/min升至260 ℃保持2 min。进样方式：不分流进样；载气：氮气(纯度≥99.999%)；进样量：1 μL；柱流量：1.5 mL/min。

1.3 样品前处理

1.3.1 空白样品制备土壤样品在风干室经自然风干后，研磨过40～60目样品筛。将样品在马弗炉内于450 ℃焙烧4 h，以去除土壤背景杂质，冷却后装入玻璃瓶中，待用。

1.3.2加速溶剂萃取(ASE)将适量的硅藻土与10 g土壤样品混匀后，放入22 mL萃取池中，选用适当的提取溶剂静态萃取5 min，溶剂淋洗体积为60%池体积，氮气吹扫时间60 s，静态萃取2次。萃取结束后，将收集瓶中的溶液转移至氮吹管中，浓缩，净化。

1.3.3 固相萃取净化(SPE)活化：在固相萃取装置上固定好硅酸镁净化小柱，5 mL乙酸乙酯和5 mL的正己烷依次淋洗净化小柱，在净化小柱暴露于空气之前，迅速关闭控制阀，弃去滤除液。上样：将浓缩液转移至小柱中，用淋洗液将杯壁充分润洗后也全部转移至小柱中。淋洗：用10 mL正己烷-乙酸乙酯混合溶液(体积比1∶1)洗脱，缓慢打开控制阀，使洗脱液浸没填料层，关闭控制阀约1 min，再打开收集全部洗脱液，待浓缩。

1.3.4 浓缩氮吹浓缩：在室温条件下，开启氮气至溶剂表面有气流波动(避免形成气涡)，用乙酸乙酯多次洗涤氮吹过程中已露出的浓缩器管壁，浓缩至约1 mL，待上机检测。

2 结果与讨论

2.1 萃取溶剂选择

分别考察了正己烷、正己烷-乙酸乙酯(1∶1)、正己烷-丙酮(1∶1)、丙酮∶乙酸乙酯(1∶1)等不同萃取溶剂对回收率的影响。以“1.3.1”中的空白土壤为基体，加入已知浓度的阿特拉津与乙草胺混合标准溶液，搅拌均匀，配制质量浓度为0.25 mg/kg标准土壤样品，依照“1.3”分析步骤进行前处理，计算阿特拉津与乙草胺的回收率。由表1可知：以正己烷-乙酸乙酯(1∶1)作为萃取溶剂时阿特拉津与乙草胺的平均回收率均在90%以上，故选用正己烷-乙酸乙酯(1∶1)作为萃取溶剂。

表1 不同萃取溶剂的回收率(n=6)

2.2 净化条件优化

采集农田周边新鲜土壤1 kg，经真空冷冻干燥、制备40～60目待测样品。同“2.1”配制0.25 mg/kg的标准土壤样品，经加速溶剂萃取后，以弗罗里硅土小柱进行净化，研究淋洗溶剂分别为正己烷、乙酸乙酯、正己烷-乙酸乙酯(1∶1)、正己烷-丙酮(1∶1)时阿特拉津与乙草胺的回收率。由表2可知：以正己烷-乙

表2 不同淋洗溶剂的回收率数值表(n=6)

(续表2)

酸乙酯(1∶1)为淋洗溶剂时，净化效果最好，阿特拉津和乙草胺的平均回收率分别为91.3%与90.3%，样品溶液中的色素杂质被保留在净化小柱上，流出液较为澄清。

2.3 标准曲线与方法检出限

配制阿特拉津与乙草胺质量浓度为0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg/L的系列标准混合溶液，以各组分质量浓度为横坐标(X)，色谱峰面积为纵坐标(Y)绘制校准曲线，采用外标法定量，两者线性方程及相关系数见表3。优化条件下，阿特拉津与乙草胺的色谱图如图1所示。

表3 阿特拉津与乙草胺色谱定性及定量参数

图1 阿特拉津与乙草胺气相色谱图(0.5 mg/L)Fig.1 Gas chromatogram of atrazine and acetochlor(0.5 mg/L)

依据(HJ 168-2020 附录A 方法特性指标确定方法)《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》，确定方法检出限：当空白试验未检出目标物，按照样品分析的全部步骤，对浓度或含量为估计方法检出限2～5倍的样品进行≥7次平行测定，计算标准偏差(s)，方法检出限=t(n-1,0.99)×s。以“1.3.1”中的空白土壤为基体，配制阿特拉津与乙草胺质量浓度均为0.05 mg/kg的标准土壤样品，称取10 g标准土壤样品按所建立方法连续分析7个样品，计算阿特拉津与乙草胺的方法检出限为0.01 mg/kg。

2.4 方法精密度与准确度

以“1.3.1”中的空白土壤为基体，分别加入已知浓度的阿特拉津与乙草胺混合标准溶液，搅拌均匀，配制质量浓度分别为0.05 mg/kg、0.25 mg/kg、0.5 mg/kg标准土壤样品，按所建立方法进行定量分析。重复以上步骤连续分析6个样品，分别计算其精密度(RSD)与准确度，结果见表4。

表4 方法精密度与准确度结果

3 结论

本文采用加速溶剂萃取提取土壤中阿特拉津与乙草胺，弗罗里硅土小柱净化，气相色谱-电子捕获检测器测定。考察了方法检出限、精密度、准确度等性能指标。该方法简便快捷、灵敏度高、准确度好，满足土壤有机物分析质量控制要求，可以作为土壤阿特拉津与乙草胺测定的参考方法。