气相色谱法测定水中六六六及滴滴涕

孙 博

（吉林省白山生态环境监测中心，吉林 白山 134300）

有机氯农药（OCPs）是人工合成的一类性质稳定、降解率低、残留量高的有毒物质，曾经广泛应用于农业生产中，主要包括六六六、滴滴涕、七氯化茚、六氯苯、艾试剂等。该类物质经农业生产循环后，在土壤、地下水、地表水中均有大量残留，由于性质稳定，自分解困难，经水生生物富集、食物链传导作用后，最终对动植物及生态系统产生较大影响[1-2]。1970 年开始，欧盟、美国、加拿大等发达国家陆续禁止使用相关有机氯农药。研究表明，OCPs 具有亲脂性，易于积聚在参与代谢作用的脂肪组织中，引起人体急性中毒或呼吸障碍，部分有机氯农药如滴滴涕等在人体内可残留50 年，对人体肝脏、心脏、内分泌、神经系统等造成不同程度的损伤[3-4]。目前，《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）已将林丹（γ-666）和滴滴涕总量纳入集中式生活饮用水地表水源地特定监测项目范围内，因此，对水体中六六六及滴滴涕的监测非常必要。

目前，测定OCPs 的方法主要包括气相色谱法、气质联用法、液质联用法等。其中，气质联用和液质联用法可同时对多种有机污染物进行定性定量监测，应用广泛，但仪器昂贵且操作复杂；气相色谱仪配有ECD 检测器，大大提高了对OCPs 的测定灵敏度，操作简单，分析时间短[5-7]。仇秀梅等[8]使用气相色谱法测定了地下水中包含滴滴涕、七氯化茚、异狄氏剂在内的16 种有机氯农药，通过优化衬管、进样口温度、柱温箱温度等条件，大大提高了分析速度及分离效果。刘纲勇等[9]使用气相色谱法测定了橄榄油中22 种有机氯农药残留，并优化了色谱柱、提取剂、程序升温等多项影响分析结果的因素。本实验通过调整色谱柱类型及程序升温过程，对《生活饮用水标准检验方法 农药指标》（GB/T 5750.9—2006）中测定六六六及滴滴涕的标准进行实验室内方法验证及优化。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂及耗材

仪器：气相色谱仪（型号：TRACE1300，美国赛默飞，ECD 检测器）；全自动平行浓缩仪（型号：EVA-60，Reeko）；电子天平；电子移液枪（量程10～200 μL）。

试剂：环己烷，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；无水硫酸钠，优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；正己烷中8 种有机氯农药混合溶液标准物质（批号：J523），100 mg/L，北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司；甲醇中8 种有机氯农药混合（I）（批号：334811），生态环境部标准样品研究所。

耗材：DB-5 毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm），高纯氮气（≥99.999%），2 mL 进样瓶，250 mL 分液漏斗，干燥管，脱脂棉，25 mL 具塞比色管，100 mL 容量瓶，20 mL 移液管，胶头滴管。

1.2 色谱条件

进样口：260 ℃，分流比：10：1，ECD 检测器：300 ℃，尾吹流量：40 mL/min，优化后的柱温箱温度：160 ℃保持2 min，以3 ℃/min 升温至210 ℃，维持2 min。在上述仪器条件下，使用DB-5 毛细管柱分析水中8 种有机氯农药。

1.3 采样及前处理

有机氯农药在水中较为稳定不易挥发，采样时不需添加固定剂，使用磨口玻璃瓶盛装水样，并置于4 ℃环境下保存。王佳等[10]通过实验证实，样品与萃取剂的体积比为5：1 时，使用环己烷萃取可得到更优的回收率，且单次萃取与多次萃取效果接近，故本实验中量取100 mL 采集的水样置于分液漏斗中，以20 mL 环己烷对水样进行单次萃取，萃取液用无水硫酸钠进行干燥，脱水后转移至氮吹仪中，在60 ℃水浴条件下氮吹浓缩至2 mL，装样后上机分析。

1.4 绘制标准曲线

本实验中所用环己烷为分析纯，经试剂空白实验证实，环己烷中无干扰分析监测六六六及滴滴涕的杂质，满足试剂空白要求，可用于后续分析实验。

使用环己烷将100 mg/L 有机氯农药混标逐级稀释至1 mg/L（标准中间溶液），分别取50 μL、100 μL、200 μL、300 μL、400 μL、500 μL 标准中间溶液，以环己烷作稀释剂，配置浓度梯度为0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.30 mg/L、0.40 mg/L、0.50 mg/L 的有机氯农药标准溶液。进样量为1 μL，以气相色谱峰面积为纵坐标，每种有机氯农药组分的浓度为横坐标，分别绘制各组分的标准曲线。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱选择

在GB/T 5750.9—2006[11]中，检测六六六和滴滴涕时使用的色谱柱为DM-1701，该色谱柱是分析有机氯农药的专用色谱柱。考虑到实验室检测项目种类较多，频繁更换色谱柱影响工作效率且对机器稳定性有一定影响，常淼等[12]、张彦飞等[13]、蔡先达等[14]均使用DB-5 类色谱柱测定过多种有机氯农药，故本实验选择DB-5 色谱柱分析8 种有机氯农药。DB-5 色谱柱对六六六和滴滴涕的分离效果见图1。从图1 中可知，8 种组分分离效果较好，其中p,p’-DDD 和o,p’-DDT 分离效果稍差，但不影响气相色谱软件积分运算。

2.2 柱温箱温度优化

综合考虑8 种有机氯农药出峰时间、气化温度、分离效果，为缩短日常监测分析时间，提高工作效率，经多次调整，最终确定的程序升温过程为：160 ℃保持2 min，以3 ℃/min 升温至210 ℃，维持2 min，实验中使用DB-5 色谱柱，分析总时长为25 min，8 种待测组分全部出峰，实验结果见图1。优化柱温箱升温程序后，缩短了分析时间，起到了降低能耗、节约实验成本的作用。

图1 优化程序升温后8 种有机氯农药在DB-5 色谱柱上的气相色谱图（0.20 mg/L）

2.3 标准曲线及准确度

使用DB-5 色谱柱，根据1.2 设置仪器工作条件，使用有证标准物质配置不同浓度的有机氯农药混标，绘制标准工作曲线。通过气相色谱软件拟合得到各组分的线性方程和相关系数。计算结果见表1，六六六及滴滴涕的相关系数均大于0.999，满足HJ 168—2020[15]对相关系数的要求。

使用甲醇中8 种有机氯农药质控样（批号334811）对回归方程准确度进行验证。将质控样品稀释一定倍数，确保稀释后8 种待测物的浓度均在标准曲线线性范围内，按照1.2 实验条件进行分析，实验结果见表1，8 种有机氯农药质控样浓度均受控，结果准确。

表1 线性方程及准确度

2.4 8 种有机氯农药的检出限

根据HJ 168—2020[15]相关规定，当空白实验中未检出有机氯组分时，应向样品中添加3～5 倍预估检出限含量（本实验添加量为0.03 μg/L）的有机氯农药，按照样品分析的全过程，对加标后的样品进行7 次平行实验，根据公式（1）计算出检出限（MDL）。

式（1）中：MDL 为方法检出限；n 为样品平行测定次数；t 为自由度为（n-1）、置信度为99%时的t 分布值（单侧）；S 为n 次平行测定的标准偏差。

实验结果见表2，8 种组分的浓度均在计算出的方法检出限的3～5 倍。其中，六六六检出限为0.006 μg/L，滴滴涕检出限为0.008 μg/L，均低于规定的方法检出限。

表2 8 种有机氯农药的检出限

2.5 精密度和加标回收率

经检测，白山市曲家营水库饮用水源中未发现有机氯农药残留，使用该水源作为空白基体，分别向其中添加低浓度（1.0 μg/L）和高浓度（10.0 μg/L）8 种有机氯农药混标，每组配置6 个平行水样，按照样品处理全过程进行分析。分别计算两组水样中各目标化合物的浓度平均值、相对标准偏差等参数，实验结果见表3。当加标量为1 μg/L时，8 种组分的相对标准偏差为1.3%～2.6%，加标回收率为93.8%～96.8%；当加标量为10 μg/L 时，8种组分的相对标准偏差为0.4%～1.4%，加标回收率为94.5%～96.3%。实验结果满足GB/T 5750.9—2006 中的相关要求，证明本试验方法精密度较高，可应用于水和废水中有机氯农药的监测。

表3 精密度及加标回收率

3 结论

选用DB-5 色谱柱，优化升温程序后，分析时间缩短，工作效率提升，8 种有机氯农药在25 min内可完成分离。稀释有证标准物质配置标准曲线，8 种有机氯农药对应的线性方程相关系数均大于0.999，线性关系良好；使用8 种有机氯农药质控样验证实验方法准确性，结果表明8 种待测物均在受控范围内，方法可靠；通过分析计算结果可知：六六六检出限为0.006 μg/L，滴滴涕检出限为0.008 μg/L，对比GB/T 5750.9—2006 中六六六检出限为0.01 μg/L、滴滴涕检出限为0.02 μg/L，本方法检出限达标且灵敏度更高；向实际采得的空白水样中分别加标1 μg/L 时，相对标准偏差为1.3%～2.6%，加标回收率为93.8%～96.8%；向空白水样中加标10 μg/L 时，相对标准偏差为0.4%～1.4%，加标回收率为94.5%～96.3%；经优化后结果准确，数据可靠，重复性好，降低试剂消耗，完全满足水体中六六六和滴滴涕的测定要求。