含13种有机氯农药土壤标准样品的研制

刘海萍，鲁炳闻，房丽萍，杨 刚，田 衎，封跃鹏

（1. 环境保护部 标准样品研究所，北京 100029；2. 国家环境保护污染物计量和标准样品研究重点实验室（筹），北京 100029）

分析监测

含13种有机氯农药土壤标准样品的研制

刘海萍1，2，鲁炳闻1，2，房丽萍1，2，杨 刚1，2，田 衎1，2，封跃鹏1，2

（1. 环境保护部 标准样品研究所，北京 100029；2. 国家环境保护污染物计量和标准样品研究重点实验室（筹），北京 100029）

采用分级稀释混合法将来自不同采样点的含不同种类和浓度的有机氯农药（OCPs）的样品进行混合制得含13种OCPs的土壤标准样品。根据GB/T 15000《标准样品工作导则》系列标准对土壤标准样品进行均匀性检验、稳定性检验，并和16家实验室协作定值。实验结果表明：土壤标准样品中13种OCPs指标均匀性良好，保证土壤标准样品足够均匀的最小取样量为0.50 g；在室温（不超过30 ℃）避光贮存条件下，在为期12个月的稳定性检验期间，该土壤标准样品中13种OCPs稳定性良好。该土壤标准样品中13种OCPs指标的含量范围为0.08～5.23 μg/g，扩展不确定度为0.014～0.82 μg/g，基本满足我国土壤、沉积物等环境样品中OCPs的质量控制检测需求。

有机氯农药；土壤标准样品；均匀性；稳定性；扩展不确定度

由于有机氯农药（OCPs）的杀虫效力强，我国曾生产使用了大量的六六六、滴滴涕［1］和少量的氯丹［2］、灭蚁灵［2］、六氯苯［3］等，这些OCPs具有环境持久性、生物累积性、长距离迁移能力和高毒性等，早已被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的受控名单而被禁用，但在土壤、沉积物、水体等［4-5］环境介质中仍可检测到，甚至在化工区生产车间的土壤中滴滴涕浓度高达104mg/ kg［6］。为获得准确、可比性强的OCPs环境监测数据，在分析检测过程中需要使用标准样品，尤其是基体标准样品。土壤基体标准样品采集于天然环境，与实际监测污染物存在的基质性质、浓度水平基本一致，有利于减小基质效应，获得准确的结果，但由于土壤基体包含的污染物种类多、浓度水平差异大，所以对OCPs土壤环境标准样品的研究较少。目前，日本国家计量院、国家地质实验测试中心等［7］研制了土壤中OCPs标准样品，但检测组分主要集中在六六六异构体和滴滴涕异构体，尚未包含六氯苯和五氯苯，不能覆盖我国生产的全部OCPs，难以满足实际监测工作的需要，因此研制涵盖种类齐全的OCPs标准样品意义重大。

本工作原料样品取自曾经生产过六六六、滴滴涕、氯丹、灭蚁灵，或以六氯苯为原料生产五氯苯和五氯酚钠的浙江杭州、江苏溧阳和天津塘沽的3个废弃农药厂，基本覆盖了在我国有生产历史的OCPs全部种类，成为我国第一个OCPs种类齐全的土壤标准样品。采用分级稀释混合法将含不同种类和浓度的OCPs的采样点的样品进行混合制得土壤标准样品，同时按照GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则（3） 标准样品定值的一般原则和统计方法》［8］和HJ/T 173—2005《环境标准样品研复制技术规范》［9］的要求进行均匀性检验、稳定性检验和定值研究工作。

1 实验部分

1.1 土壤标准样品的制备

在3个废弃农药厂分别采集土壤样品138，533，51 kg，于60 ℃干燥箱内烘至半干状态，用木槌等工具压碎结块样品，清除样品中的异物，继续低温烘干，直至样品的湿含量趋于稳定。将烘干的样品依次通过0.850 mm和0.180 mm的土壤标准筛，将筛分后的样品在混匀机中混匀。采用分级稀释混合的方法将筛分后的样品按一定比例混合，混合样经均匀性初检，初检合格的样品分装于带有密封内盖、洁净的棕色样品瓶中。每瓶不少于50 g，共计分装1 650瓶。为了保证土壤标准样品能长期有效保存，对分装完成的标准样品采用放射性同位素60Co辐照进行灭菌处理，灭菌后按照GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落总数测定》［10］、GB 4789.15—2010《食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》［11］、GB 4789.3—2010《食品微生物学检验 大肠菌群计数》［12］进行菌落总数、霉菌、酵母菌和大肠杆菌的检测，结果表明各项检测指标均符合标准样品的要求。同时，按照HJ 613—2011《土壤 干物质和水分的测定 重量法》［13］测定标准样品的水分，结果为1.6%（w）。

1.2 均匀性检验

随机同步抽取3组样品，每组20瓶，将每组样品分发给3个不同的检测实验室，每瓶样品各抽取3个子样，将每个子样单独进行样品前处理和仪器分析，分析过程中采用随机顺序重复测量的方法以尽量减少仪器漂移的影响，获得的检测结果采用单因素方差分析法进行均匀性评价［8，14-15］：在一定的自由度及显著性水平条件下，当统计计算的F分布变量小于F表查得的临界值，说明样品均匀性良好；否则，样品不均匀。

1.3 稳定性检验

在样品灭菌后的1个月、3个月、6个月、9个月、12个月时分别进行稳定性检验，每个时间点随机抽取3瓶样品，每瓶作2个平行检测，以3瓶样品检测结果的总均值作为该时间点稳定性检验结果，将检验结果按照GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则（3） 标准样品定值的一般原则和统计方法》［8］推荐的一元线性拟合模型进行稳定性评价［14-15］。

1.4 协作定值

采用多家实验室协作测定的方式对土壤标准样品进行定值。定值方法推荐参考国际标准化组织、美国环保署和我国关于六六六、滴滴涕等OCPs检测的标准方法；每个实验室对随机抽取的6瓶样品进行定值，并报告6个数据。

2 结果与讨论

2.1 样品粒度和候选物混合方法的确定

2.1.1 样品粒度的确定

粒度是土壤、沉积物和固体废弃物等固体样品分析的一个重要参数，粒度的大小对样品取样量的多少、取样检测是否具有代表性等具有一定的影响。粒度较大的样品因重力分异作用导致均匀性不佳，但过小的粒度又会给样品分析的前处理带来困难［16］。土壤样品中OCPs分析的研究表明：土壤样品的粒度一般要求大于0.180 mm［17-18］，为了满足土壤中OCPs分析的需求，同时保证样品中OCPs具有良好的均匀性，本研究按照0.180 mm的粒度进行土壤标准样品的制备。

2.1.2 候选物混合方法的确定

在原料样品采集之前，先在浙江杭州、江苏溧阳和天津塘沽的废弃农药厂进行了OCPs预采样调研，结果发现，不同采样点残留OCPs的种类和浓度差异明显：浙江杭州农药厂的主要污染物为六六六异构体和滴滴涕异构体，江苏溧阳农药厂的主要污染物为氯丹和灭蚁灵，天津塘沽农药厂的主要污染物为五氯苯和六氯苯。故本研究采用不同采样点分级稀释的方法进行混合，即：按照混合质量从小到大的顺序依次混合，混合样品需一个一个加入，且每加入一个新的样品预先混合若干时间，直至所有样品全部混合完毕。混匀的样品经均匀性初检，结果为合格，且含量达到预期目标，说明采用分级稀释法制备样品是可行的。

2.2 均匀性检验结果

标准样品的均匀性与样品取样量有关，尤其快速发展的仪器技术，对取样量的要求越来越高。“最小取样量”是 “保证样品足够均匀的最小取样量”的简称，是标准样品的一个重要特性指标。本研究中检测OCPs的方法为气相色谱法（GCECD）和气质联用法（GC-MSD）。考虑到仪器的灵敏度和有机氯组分的分离度等因素，设定取样量分别为0.50，1.00，4.00 g进行20瓶土壤样品的均匀性检验，每瓶样品各抽取3份子样。结果按照GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则（3） 标准样品定值的一般原则和统计方法》推荐的单因素方差分析法进行均匀性评价和不确定度计算，结果见表1。由表1可见，各组分的F分布变量均小于F表查得的临界值F0.95（19，40）=1.84［19］，说明土壤标准样品中13种OCPs指标均匀性良好，且保证土壤样品足够均匀的最小取样量为0.50 g。

表1 不同取样量时土壤样品OCPs均匀性检测结果

2.3 稳定性检验结果

根据美国国家标准物质技术研究院以往对半挥发性有机污染固体标准样品稳定性的研究结果，OCPs土壤标准样品在不超过30 ℃室温避光条件下贮存时具有足够的稳定性，因此，本研究主要考察土壤标准样品在室温（不超过30 ℃）避光贮存条件下的长期稳定性。在样品灭菌后的1个月、3个月、6个月、9个月、12个月时分别进行稳定性检验，检验结果按照GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则（3） 标准样品定值的一般原则和统计方法》推荐的一元线性拟合模型进行稳定性评价和不确定度计算，结果见表2。由表2可见，所有组分的│b1│均小于t0.95，3×s（b1），说明在95%置信水平，斜率b1是不显著的，即在12个月的研制期间，该样品中13 种OCPs指标稳定性良好。

2.4 协作定值与不确定度评定

2.4.1 定值单位

选择16家实验室进行协作定值，分别是天津市环境监测中心、哈尔滨市环境监测中心站、南京市环境监测中心站、江苏省环境监测中心、安徽省环境监测中心、广东省环境监测中心、深圳市环境监测中心站、云南省环境监测中心站、国家环境分析测试中心、中国科学院生态环境研究中心、中国检验检疫科学研究院、青岛理工大学、湖北省环境监测中心站、重庆市环境科学院、浙江省环境监测中心和环境保护部标准样品研究所。

表2 稳定性检验结果 μg/g

2.4.2 数据处理方法

数据汇总后首先进行技术审查，去除明显的不合理数据后采用以下程序进行数据处理：1）采用Grubbs检验法对每组测定数据的一致性进行检验；2）采用Dixon准则和Cochran准则对各组测定数据之间平均值和方差的一致性进行检验；3）将剔除离群值后的全部定值数据采用偏态系数和峰态系数法进行正态分布检验。

原则上经Grubbs检验查得的离群值一般只标注但不舍去；经Dixon准则查得的离群值全部予以剔除；经Cochran准则查得的离群值，如其相对标准偏差小于等于15%，原则上将不予剔除，参与统计计算，最终要求有效数据组数不少于8组（总数据组数为16）；以剔除离群值的总均值为标准值。

样品的不确定度（ucrm）采用GB/T 15000.3—2008《标准样品工作导则（3） 标准样品定值的一般原则和统计方法》推荐的不确定度基本模型进行计算，主要考虑标准样品协作定值引起的不确定度（uchar）、均匀性引起的不确定度（ubb）和稳定性引起的不确定度（ults），即：。取95%置信水平，包含因子k=2，计算扩展不确定度（UCRM），即：UCRM＝2×ucrm。

2.4.3 定值结果

根据2.4.2节数据处理方法进行土壤中13种OCPs指标的标准值和不确定度的评定，结果见表3。由表3可见，该土壤标准样品中13种OCPs指标的含量范围为0.08～5.23 μg/g，UCRM为0.014～0.82 μg/ g，基本满足我国土壤、沉积物等环境样品中OCPs的质量控制检测需求。

表3 土壤标准样品定值结果 μg/g

3 结论

a）分别从3家典型废弃农药厂采集土壤样品，采用分级稀释混合法将含不同种类和浓度的OCPs的采样点的样品进行混合制得含五氯苯、α-六六六、六氯苯、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、反-氯丹、顺-氯丹、4，4’-滴滴伊、4，4’-滴滴滴、2，4’-滴滴涕、4，4’-滴滴涕和灭蚁灵13种OCPs的土壤环境基体标准样品，基本涵盖了在我国有生产历史的OCPs，成为我国第一个OCPs种类齐全的土壤标准样品。

b）对含13种OCPs的土壤标准样品进行的均匀性检验和稳定性检验结果表明，土壤标准样品中13 种OCPs指标均匀性良好，且保证土壤标准样品足够均匀的最小取样量为0.50 g；在室温（不超过30℃）避光贮存条件下，在为期12个月的稳定性检验期间，该土壤标准样品中13种OCPs稳定性良好。

c）采用16家实验室协作定值的方法对土壤标准样品中13种OCPs进行定值，经统计分析评定出13种OCPs的标准值和不确定度，该土壤标准样品中13种OCPs指标的含量范围为0.08～5.23 μg/g，UCRM为0.014～0.82 μg/g，基本满足我国土壤、沉积物等环境样品中OCPs的质量控制检测需求。

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［11］ 卫生部. GB 4789.15—2010 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数［S］. 北京：中国标准出版社，2010.

［12］ 卫生部. GB 4789.3—2010 食品微生物学检验 大肠菌群计数［S］. 北京：中国标准出版社，2010.

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（编辑 祖国红）

Preparation of soil reference material containing 13 organochlorine pesticides

Liu Haiping1，2，Lu Bingwen1，2，Fang Liping1，2，Yang Gang1，2，Tian Kan1，2，Feng Yuepeng1，2

（1. Institute for Environmental Reference Material，Beijing 100029，China；2. State Key Laboratory of Measurement and Reference Material for Environmental Protection，Beijing 100029，China）

The soil reference material containing 13 organochlorine pesticides（OCPs）was prepared by diluting and mixing the samples with different kinds concentrations of OCPs from different sampling points. According to the national standard of GB/T 15000，the homogeneity，stability of the soil reference material were tested and the certified values of it were determined by 16 laboratories. The experimental results indicated that：The homogeneities of the 13 OCPs in the soil reference material are good when the minimum sampling mass is 0.50 g；Under the storage conditions of room temperature（less than 30 ℃）and in dark，the stabilities of 13 OCPs in the soil reference material are good during 12 months of testing period. The content of 13 OCPs in the soil reference material are 0.08-5.23 μg/g，their expanded uncertainty are 0.014-0.82 μg/g，which basically meet the requirements for control and determination of OCPs in soil or sediments in China.

organochlorine pesticides（OCPs）；soil reference material；homogeneity；stability；expanded uncertainty

X833；S482.32

A

1006-1878（2016）01-0110-05

10.3969/j.issn.1006-1878.2016.01.022

2015 - 08 - 07；

2015 - 10 - 15。

刘海萍（1981—），女，山西省汾阳市人，硕士，高级工程师，电话 010 - 84665740，电邮 liu.haiping@ierm.com.cn。联系人：封跃鹏，电话 010 - 84636335，电邮 feng.yuepeng@ierm.com.cn。

环保公益性行业科研专项（201209017）。