有机氯农药曾被广泛应用于农业杀虫和疾病预防控制上,但是,由于其具有不易分解、高残留、化学性质稳定的特点,因此,对环境造成了一定的影响。本文结合具体的实验,对气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留进行了探讨,希望能给相关人员提供一定的帮助。
1 实验部分。
1.1 实验仪器和试剂。
实验仪器:气质联用仪、Agilent 气相色谱仪 7890A-Agilent质谱 5975C、BUCHIE916 加速溶剂萃取仪、40 mL 萃取池、BUCHIR-215 旋转蒸发仪。
实验试剂:TEDIA 公司的农残级正己烷、丙酮、二氯甲烷,有机氯混合标准溶液(含硫丹 I、4,4'-DDE、七氯、氯甲桥萘、狄氏剂、异狄氏剂、α-BHC、β-BHC、γ-BHC、环氧七氯、δ-BHC、硫丹 II、4,4'-DDD、硫酸硫丹、4,4'-DDT),内标为 supelco 公司的 SVOC-InternalStandards(2 000 μg/mL),无水硫酸钠(分析纯,在 400 ℃的温度下烘烤 4 h 后冷却备用),弗罗里硅土。
1.2 实验条件。
1.2.1 色谱条件。
进样口 280 ℃,检测器温度 280 ℃,HP-5 毛细柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温 60 ℃后停留 2 min,以 30 ℃/min升温到 210 ℃;以 10 ℃/min 升温到 290 ℃,停留 9 min;载气为 He 气,柱流速为 1 mL/min;不分流。
1.2.2 质谱条件。
离子源温度 230 ℃,四极杆温度 150 ℃,EI 电压 70 eV,电子倍增管电压 1 306 V;溶剂延迟 5 min,选用离子选择模式(SIM),调谐采用 DFTPP 调谐。
1.2.3 加速溶剂萃取条件。
萃取温度100 ℃,压力100 bar,加热1 min,静态保持5 min,使用二氯甲烷-丙酮混合溶剂(1∶1),循环 2 次。
1.3 实验步骤。
在萃取池底部加入一片纤维素滤膜,依次添加 2 g 弗罗里硅土、20 g 与硅藻土充分混匀的土壤样品、回收率指示物、2 g石英砂,然后将纤维素滤膜置于萃取池顶端;打开加速溶剂萃取仪萃取,完成后,将萃取液经无水硫酸钠过滤脱水后,再经旋转蒸发仪浓缩至 1 mL,取 200 μL,加入 10 μL 内标,待 GC-MS分析。
2 结果和讨论。
2.1 色谱分离效果。
选用 HP-5MS 色谱柱,在上述色谱条件下,分离效果良好,有机氯标准色谱峰见图 1.
2.2 提取条件的选择。
比较了常见的土壤萃取溶剂,包括正己烷、丙酮、丙酮/二氯甲烷(1∶1)、丙酮/正己烷(1∶1)的萃取效果。结果表明,丙酮/二氯甲烷或丙酮/正己烷的萃取效果比正己烷或丙酮等单一溶剂的萃取效果好。
由于加速溶剂萃取在高温下进行,因此,热降解是一个值得关注的问题。DDT 在高温下会裂解为 DDD 和 DDE.分别在温度为 60 ℃、80 ℃和 100 ℃的条件下萃取土壤中的有机氯,结果均未发现 DDT 降解为 DDD 和 DDE.在 100 ℃的温度下,有机氯可以提取完全,因此,将萃取温度选为 100 ℃。
2.3 净化方法的选择。
由于土壤中的基质复杂,土壤萃取液中往往会有色素等干扰物被一起萃取出来。这些萃取物可能会干扰分析,或沉积在进样口和柱头,导致仪器分析性能下降。通常,通过凝胶色谱(GPC)或层析柱净化。其中,GPC 净化成本过高,难以推广;而层析柱净化步骤烦琐,处理时间长。为简化净化步骤,在向萃取池中加样品前,先加入 2 g 弗罗里硅土,其结果证实有机氯的回收率未受影响,而土壤中的干扰物有所减少,从而达到了在萃取过程中同步完成净化的目的。
2.4 质谱条件的选择。
检测土壤中的有机氯通常使用电子捕获检测器(ECD),质谱检测器的灵敏度低于 ECD 检测器,但是质谱检测器的定性能力远强于 ECD 检测器。为了保留质谱检测器的定性优势,同时得到接近于ECD检测器的灵敏度,采用了离子选择模式(SIM)。
检测结果如表 1 所示。
2.5 方法的检出限、回收率和精密度。
用空白土壤样品进行加标(10 μg/kg)实验,重复 6 次,以测定结果的相对标准偏差的 3 倍作为方法检出限,并同步计算回收率和精密度,结果如表 2 所示。
由表 2 可知,15 种有机氯的方法检出限为 0.9~1.9 μg/kg,回收率为 74.3%~87.9%,精密度为 1.0%~3.6%.
3 结束语。
综上所述,如果土壤中存在有机氯农药残留,将会对土壤土质造成一定的破坏。因此,我们需要采用气相色谱法对土壤进行测定,以检查土壤有机氯农药的残留量,从而为土壤净化提供帮助,大大降低净化难度。
参考文献。
[1]董冀川,杨琼。气相色谱法同时分析测定土壤中 15 种有机氯农药残留[J].中国环境监测,2009(04)。
[2]贾丽娟,邓芸芸。气相色谱-串联质谱法测定土壤中的有机氯农药[J].色谱,2008(06)。
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