高污染土壤中多組分滴滴涕提取及污染土壤修復終點的研究

李國華等

摘 要 建立了高污染土壤中多組分滴滴涕 （DDTs） 含量的提取分析方法。采用加速溶劑萃取儀 （ASE） 對土壤中的DDTs進行提?。唤?jīng)固相萃取柱 （SPE） 凈化和富集，最后采用氣相色譜 （GC） 測定DDTs的含量。結果表明，本方法的回收率為84.0%～105.3%，相對標準偏差為1.3%～8.8%，儀器的檢出限為0.010～0.030 μg/kg，方法的檢出限為0.30～0.50 μg/kg。另外，本研究還采用TenaxTA樹脂對污染土壤連續(xù)氧化處理后的污染物進行提取，發(fā)現(xiàn)氧化4次后，p，p′DDE、p，p′DDD、o，p′DDT、p，p′DDT和總量DDTs可解吸的提取量都低于6%，并且未出現(xiàn)顯著性變化 （p>0.05）。此方法可用于評價氧化后土壤中有機氯農(nóng)藥 （OCPs）再次解吸至環(huán)境中的潛在風險，輔助判斷污染土壤修復終點。

關鍵詞 高污染土壤； 多組分滴滴涕； 加速溶劑固相萃?。?TenaxTA樹脂； 修復終點

1 引 言

由有機氯農(nóng)藥 （OCPs） 生產(chǎn)、存儲和泄露導致的污染事故時有發(fā)生，其污染強度大、風險高以及降解速度慢等問題逐漸引起人們的關注[1]。研究表明，盡管工業(yè)區(qū)OCPs 的污染區(qū)域較小，但是其污染嚴重程度遠超過農(nóng)業(yè)區(qū)[2]。我國自 1983 年禁止優(yōu)先控制的農(nóng)藥生產(chǎn)后，大部分OCPs 生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)停產(chǎn)關閉。但OCPs 生產(chǎn)廠區(qū)和周圍土壤的OCPs 污染相當嚴重，可能給周圍人類和生態(tài)系統(tǒng)帶來風險[3，4]。準確提取并分析此類高污染土壤中的農(nóng)藥成分和快速修復高污染土壤是一類亟需解決的環(huán)境問題。

在OCPs分析過程中，提取是最關鍵且產(chǎn)生廢物最多的步驟[5]。由于土壤中的污染物含量高、成分多、老化時間長， 土壤的結合情況復雜，采用傳統(tǒng)的索氏提取[6]和振蕩提取，不僅處理時間長[7]，消耗大量的有機溶劑 （50～400 mL），且提取效率不高。而加速溶劑萃取 （ASE） 是在較高的溫度和壓力下用少量的有機溶劑從固體、半固體中萃取有機物的前處理技術。該方法具有操作簡便、萃取速度快、有機溶劑用量少和操作自動化等特點，在土壤樣品分析中具有重要的應用[8]。

通常，根據(jù)OCPs與土壤顆粒結合力大小或OCPs從土壤顆粒表面或內(nèi)部解吸難易程度，可將殘留在土壤中的OCPs分為快速解吸組分、慢速解吸組分和超慢速解吸組分。其中，超慢速解吸組分形成的主要原因是 OCPs 這類親脂性有機污染物進入土壤后，在各種物理化學及生物學的老化作用下，部分 OCPs吸附于土壤玻璃態(tài)有機質(zhì)中被“鎖定”[9～11]。這部分OCPs在自然條件下，很難再次從這些吸附位點解吸遷移[12，13]。因此現(xiàn)有的化學修復方法有可能存在過度修復的問題，從而增加生產(chǎn)成本。TenaxTA樹脂（聚2，6二苯基對苯醚樹脂）是一種比表面積大、孔隙多、吸收容量強、無生物毒性的合成樹脂，可對從土壤顆粒相自然解吸至水相的OCPs進行高效的吸附和容納[14～16]。本研究擬在準確提取分析污染土壤中的總量DDTs的基礎上，運用TenaxTA樹脂連續(xù)提取法，預測OCPs動力學解吸過程[17]，監(jiān)測每次處理后土壤中各組分DDTs解吸特性，以此判定修復終點和潛在的環(huán)境風險。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

ASE 200加速溶劑萃取儀（美國 Dionex公司）；R210/R215 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 （瑞士 Buchi 公司）；Sigma 216K 型離心機 （德國 Sigma 公司）；HJ6A 型數(shù)字恒溫磁力攪拌器 （金壇市醫(yī)療儀器廠）；Agilent 6890 氣相色譜儀（配ECD檢測器，美國安捷倫公司）。

o，p′DDE， p，p′DDE， p，p′DDD， o，p′DDT和p，p′DDT（美國Supelco公司）；Na2S2O8（>99%，上海 Aladdin 公司） ；丙酮、正己烷等有機溶劑均為分析純；無水Na2SO4為分析純，使用前參照美國EPA3630C[18]處理；弗羅里硅土 （60～100目）、硅膠均為色譜純，購于美國Tedia公司；硅膠于225 ℃下保持 12 h，加 5% 超純水混勻 12 h，再按質(zhì)量比 2∶3加入濃H2SO4，混勻，制得磺化硅膠。TenaxTA樹脂（60～80目）購于美國SigmaAldrich公司，使用前用丙酮正己烷 （1∶1， V/V） 溶液清洗，75 ℃烘干備用。

2.2 土壤樣品的采集和處理

2.2.1 樣品采集 （1）無污染土壤采自與待研究的污染土壤種類相同的原土，為0～20 cm的無農(nóng)藥污染的表層土壤，將土壤中的石子、植物殘骸等去除，于室內(nèi)自然避光風干，手工敲碎后混勻研磨，過60目篩備用。（2）高污染土壤采自武漢市郊某農(nóng)藥廠搬遷后的場地。按上述方法處理后，4 ℃冷藏備用。

2.2.2 土壤樣品的前處理 取烘干研磨后的土壤與硅藻土混勻，再轉(zhuǎn)移至底部放一層濾紙和石英砂的22 mL不銹鋼萃取池中，在ASE中進行提取。提取液為正己烷丙酮 （1∶1， V/V），壓力10.341 MPa，溫度100 ℃，加熱5 min，靜態(tài)萃取5 min，循環(huán)2次，用相當于萃取池容積 60%的新鮮溶劑沖洗萃取池，最后用氮氣吹掃60 s[19]。將提取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至約2 mL，濃縮液用正己烷活化的固相萃取柱（1.0 g無水Na2SO4+0.5 g弗羅里硅土+1.5 g磺化硅膠+1.0 g無水Na2SO4） 凈化，用45 mL正己烷洗脫并定容至50 mL，用移液槍取250 μL入GC測定瓶，稀釋至1000 μL，搖勻后進行GC測定。

由此可見，通過TenaxTA樹脂提取法監(jiān)測每次氧化后土壤中各組分DDTs的含量，可輔助判斷氧化修復終點。

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