气相色谱法测定土壤中六六六、滴滴涕的探索研究

林 强

（福建省三明环境监测中心站，福建 三明 365000）

引 言

近年来，新型污染物的管控逐渐受到国家和社会的重视。在2023年由生态环境部、工业和信息化部、农业农村部、商务部、海关总署、国家市场监督管理总局联合发布的重点管控新污染物清单中，六六六（林丹）、滴滴涕赫然在列，被列为禁止生产、加工使用、进出口物质。作为持久性有机污染物（POPs）的一类，六六六（林丹）、滴滴涕的危害在于能够持久存在于环境中，通过食物链累积，对人类健康和环境带来不利影响，有可能造成人体内分泌系统紊乱，生殖和免疫系统受到破坏，并诱发癌症和神经性疾病。

在我国，六六六和滴滴涕都曾被广泛地应用于农业和林业等领域，虽然在2004年《斯德哥尔摩公约》签署前，中国就已主动淘汰、削减六六六和滴滴涕的应用，并开发替代技术，但由于我国30多年来长期使用这两种农药，基于持久性有机污染物的特性，不仅农、林、畜产品受到严重的残留污染，而且在土壤、水等环境中都有较高的残留，因此对于土壤中六六六、滴滴涕的监测十分有必要。

相较于水中六六六、滴滴涕测定，土壤中该项目的测定存在土壤基质复杂、前处理较为繁琐、上机测定时干扰因素较多、滴滴涕易降解等难点。目前，土壤中六六六、滴滴涕含量的检测方法主要有气相色谱法、气质联用法等，气质联用法的优点是基质干扰小、检测准确度高，但其检出限较高，且仪器设备价格比较贵，维护成本较高，限制了其应用。气相色谱法的优点在于检测灵敏度高、检出限低，且仪器价格低廉，维护简易方便，因此在测定土壤中六六六、滴滴涕中得到了广泛的应用。基于气相色谱法测定土壤中六六六、滴滴涕，目前在环境监测领域主要依据《土壤中六六六和滴滴涕测定的气相色谱法》（GB/T 14550-2003）[1]和《土壤和沉积物 有机氯农药的测定 气相色谱法》（HJ 921-2017）这两个标准[2]。在实际测试中，我们发现两种方法都存在一定的局限性：前者由于修订的时间较早，目前新的前处理方法没有收录其中（如加压流体萃取、微波萃取等）；后者方法中采用和推荐采用的净化方式有一定局限性，尤其是在处理基质复杂样品时，常常会造成较大的干扰，影响测定结果。基于此，本文参考现行的土壤中六六六、滴滴涕测定的国家标准和行业标准，利用正己烷和丙酮作为溶剂，采用加压流体萃取技术，对土壤中的六六六、滴滴涕进行提取，经脱水、转溶、浓缩定容后，采用微量硫酸磺化的净化方式，有效节约了前处理时间，减少了基质干扰，从而达到快速、准确地对土壤中六六六、滴滴涕进行检测的目的。

1 实验部分

1.1 实验原理

土壤中六六六和滴滴涕以正己烷和丙酮为溶剂，经过加压流体萃取、脱水、浓缩定容、硫酸净化后，用具电子捕获检测器的气相色谱检测。根据保留时间定性，外标法定量。

1.2 主要仪器和试剂

1.2.1 仪器设备

安捷伦6890N气相色谱仪（具有电子捕获检测器ECD）：美国安捷伦公司；快速溶剂萃取仪HPSE Gemini-EV：中国莱伯泰科仪器股份有限公司；平行浓缩仪：中国莱伯泰科仪器股份有限公司；微型旋涡混合仪WH-3：上海沪西分析仪器厂有限公司；色谱柱1：HP-5（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；色谱柱2：DB-17（30 m×0.32 mm×0.25 μm）。

1.2.2 试剂

正己烷：色谱纯 厂家默克；丙酮：色谱纯 厂家TEDIA；无水硫酸钠、硫酸：优级纯 厂家 西陇化工。

1.3 标准曲线的绘制

将100 mg/L 8种有机氯农药标准贮备液用正己烷稀释成为2 mg/L 8种有机氯农药标准使用液，再用该使用液为母液，正己烷稀释，配制标准系列，六六六、滴滴涕的质量浓度分别为 5.0 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100 μg/L、200 μg/L和500 μg/L。

1.4 样品来源

以450 ℃烘烤4 h的石英砂和硅藻土作为本底样品（空白样品），以2022年某省土壤风险监控点的部分样品做实际样品测定。

1.5 样品前处理

用电子天平准确称取10.00 g的土壤样品，加入适量硅藻土，混合均匀，装填入规格为34 mL的快速溶剂萃取样品管中，上样提取。将提取液经过无水硫酸钠脱水后，用平行浓缩仪浓缩至0.5 mL，加入5 mL正己烷进行溶剂置换，浓缩定容至1 mL，待净化。

往上述待净化溶液中加入1滴硫酸，观察提取液，若反应剧烈，则该样品作废重新进行加压流体萃取。若正常则继续分次加入5滴左右的硫酸，利用旋涡混合仪振荡混匀，静置分层或利用离心机进行离心分层，取上层正己烷至样品瓶中，密封待测。快速溶剂萃取仪参数设置：

溶剂：丙酮：正己烷=1∶1（体积比）；

萃取温度：100 ℃；加热平衡：5 min；

萃取时间：5 min；萃取压力：10 Mpa；冲洗体积20%；氮气吹扫：45 s；萃取次数：2次

1.6 样品的测定

将前处理好的样品上机测试，仪器条件如下所示：

进样口温度：220 ℃；进样方式：不分流进样至0.75 min 后打开分流，分流出口流量为60 mL/min；载气：高纯氮气，2.0 mL/min，恒压；尾吹气：高纯氮气，20 mL/min；

柱温升温程序：初始温度100 ℃，以15 ℃/min升温至250 ℃，保持2 min，以20 ℃/min升温至 290 ℃，保持4 min；检测器温度：300 ℃；进样量：1.0 μL。

采用2.3绘制的标准曲线进行外标法定量（HP-5色谱柱用于定量分析，DB-17色谱柱辅助定性分析）。

2 结果与讨论

2.1 方法的线性测试

在1.6的仪器条件下，取六六六、滴滴涕混合标准溶液系列进样1.0 μL，以峰面积为纵坐标，以目标化合物的浓度为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程，各物质的标准曲线的相关系数≥0.999，线性良好，如图1所示。在推荐的仪器参考条件下，目标物在色谱柱 1（HP-5）的出峰顺序依次为：a-666、β-666、γ-666、δ-666、p,p,-DDE、o,p,-DDT、p,p,-DDD、p,p,-DDT。各组分有良好的效果。六六六、滴滴涕校正曲线的详细测试结果，见表1。

图1 正己烷中100 μg/L六六六、滴滴涕的测试谱图

2.2 方法的检出限测试

以450 ℃烘烤4 h的石英砂作为本底样品，用正己烷中8种有机氯混标中间液加标含量为接近测定下限浓度的样品，编码为A，按照1.5样品前处理步骤进行处理，并按1.6仪器条件上机测试（以下正确度、精密度及实际样品测试均是依照此条件步骤进行）。连续分析7个实验室空白加标样品，根据测定结果计算其标准偏差 S，再根据以下公式（1）计算方法检出限：

式中：S为平行测定的标准偏差；t(n-1,0.99）为置信度为99%、自由度为n-1时的t值，如果连续分析7个样品，在99%的置信区间,t(6,0.99）=3.143；n为重复分析的样品数。

具体的测试结果见表2。本次测试的结果显示，当取样量为10.0 g时（如无特殊说明，以下实验样品取样量均为10.0 g），各化合物检出限及测定下限均低于《土壤中六六六和滴滴涕测定的气相色谱法》（GB/T 14550-2003），符合方法要求。

表2 六六六、滴滴涕检出限测试数据表

2.3 方法的正确度测试

采用市售有证土壤标准样品进行6次测定，目标化合物的浓度值均在控制浓度范围内，相对标准偏差为2.9%～5.1%，符合方法要求。具体测试结果见表3。

表3 六六六、滴滴涕正确度测试数据表

2.4 方法的精密度测试

以450 ℃烘烤4 h的石英砂作为本底样品，用正己烷中8种有机氯混标中间液加标10.0 μg/kg的样品，按照1.5样品前处理步骤处理后，上机测定，编码为C，各平行测定7次，计算方法精密度。对于加标样品测试计算后得到相对标准偏差分别为：1.3%～3.1%，总体而言，精密度较好，能够满足分析测试的要求。具体测试结果见表4。

表4 六六六、滴滴涕精密度测试数据表

表5 六六六、滴滴涕实样测试数据表

2.5 实际样品的测定

以某省2022年土壤国控风险监控点三个地市区域样品做实际样品测定，并对样品进行加标测试，样品加标含量分别为5.00 μg/kg、20.0 μg/kg。经过三个地市20余个样品的测试后，对色谱系统进行降解率检查，p,p,-DDT降解率为7.8%，低于15%，符合分析测试要求。实样测试的平行样相对偏差：0.0%～3.3%，加标回收率：62.0%～110.4%，具有良好的重现性和可靠的精密度，均符合分析测试要求。部分测试结果见表5。

3 结论

采用加压流体萃取技术，经过脱水、转溶、浓缩定容后，采用微量硫酸磺化净化，用具电子捕获检测器的气相色谱检测土壤中六六六、滴滴涕的方法，在实际测试中其校准曲线相关系数均大于等于0.999，各化合物检出限及测定下限均低于《土壤中六六六和滴滴涕测定的气相色谱法》（GB/T 14550-2003）的方法要求，实际测定中精密度较高。实际样品加标回收率62.0%～110.4%，标准样品的测定值均在控制浓度范围内，准确度可靠，并且具有操作较为简便，能够有效排除土壤中复杂基质干扰等优点。综上所述，该测试方法能够满足（GB/T 14550-2003）的方法要求以及国家环境监测网中《土壤环境监测实验室质量控制技术规定》（GJW-03-TR-004）要求，适用于环境监测领域中土壤中六六六、滴滴涕的测定。