液液萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測定水中有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物

蓋文紅 楊艷娥

摘? 要：建立了液液萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定水中34 種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的方法，實驗考察了樣品前處理過程中鹽析劑用量、色譜柱比對等條件并優(yōu)化選擇。實驗結(jié)果表明：加入10g氯化鈉作為鹽析劑時回收率最高;VF-1701 ms UI色譜柱比HP-5 ms UI色譜柱對化合物分離效果更好，用時更短，線性更好。本方法檢出限為0.003～0.044μg/L，所得各組分的精密度為1.2%～7.9%，平均回收率為70.2%～114%。

關(guān)鍵詞：有機氯農(nóng)藥;氯苯類化合物;液液萃取;氣質(zhì)聯(lián)用法

中圖分類號：O657.63;X832? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-1903（2018）04-0102-08

0 前言

有機氯農(nóng)藥（OCPs）和氯苯類化合物（CBs）是一類廣譜殺蟲劑，曾廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，且具有生物累積性、環(huán)境難降解性以及對人體的致癌、致畸、致突變效應(yīng)，美國、歐盟、日本等對此類有機物做了法規(guī)要求，我國在1983年就停止使用這類農(nóng)藥（張莉等，2008）。地下水質(zhì)量標準GB/T14848-93對滴滴涕和六六六進行了限量規(guī)定，新修訂的地下水質(zhì)量標準GB/T14848-2017在93版的基礎(chǔ)上又增加了三氯苯（總量）、六氯苯、七氯、林丹等有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的限量規(guī)定?？梢?，有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物是地下水監(jiān)測中的重要指標。

有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物作為地下水中經(jīng)常性監(jiān)測項目，應(yīng)該開發(fā)一種簡單、準確、更適合批量測試的檢測方法。水中OCPs和CBs前處理方法主要有：固相萃取法，液液萃取法和固相微萃取等，固相萃取可以富集大體積水樣而降低方法的檢出限;液液萃取法具有耗時短富集效率較高的優(yōu)勢，特別適合大批量樣本多殘留組分的同時分析;固相微萃取對某些化合物的富集效率不高，且使用成本較高，其中前兩種方法的理論和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展相對成熟。OCPs和CBs常用的檢測方法為GC-ECD法（EPA8081a，1996;EPA8082，1996;EPA608，1996;徐潔等，2014），此方法可以滿足農(nóng)藥殘留分析要求，但是，氣相色譜法單一通過保留時間定性的局限性、較窄的線性范圍以及高濃度樣品可能會污染ECD 檢測器等往往影響到測定結(jié)果的可靠性（郭琴等，2008）。GC-MS方法根據(jù)保留時間和特征離子碎片定性，克服了由于保留時間重疊而造成將雜質(zhì)峰誤判為目標化合物的難點，近些年該方法測定水中OCPs和CBs逐漸成為主流（陳麗梅等，2011;俞是聃，2006）。

本文結(jié)合實際工作中樣品量大的特點，建立了液液萃取法-氣相色譜-質(zhì)譜法檢測地下水中OCPs和CBs的方法，該方法簡便、快捷、適用范圍廣，可以滿足大批量地下水中有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的測定要求。本方法已用于北京市地下水監(jiān)測中。

1 實驗部分

1.1 儀器設(shè)備、標準物質(zhì)及試劑

（1）儀器設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent 7890B-5977B），氮吹濃縮儀（上海皓莊NDK200）。

（2） 標準物質(zhì)和試劑

34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物混和標準溶液;替代物（四氯間二甲苯、十氯聯(lián)苯）標準溶液;內(nèi)標物（氘代1，4-二氯苯、氘代菲、氘代屈）標準溶液。以上標準溶液均購自美國Organic Standards Solutions International LLC）（o2si）公司。

正己烷（美國Fisher，農(nóng)殘級），甲醇（美國Fisher，農(nóng)殘級），空白試劑水（要求水中干擾物的濃度不得大于目標化合物的檢測限），無水硫酸鈉和氯化鈉（分析純），鹽酸（優(yōu)級純）。

1.2 儀器條件

（1）HP-5ms UI色譜柱

色譜：進樣口溫度為300℃;進樣體積為1μL，不分流進樣方式;色譜柱HP- 5ms UI （30m×0.25 mm×0.25μm）。升溫程序：50℃保持1 min，以20℃/min 升至150℃保持1 min，以6℃/min 升至300℃保持5 min。柱流速為1.0 mL/min，載氣為氦氣，輔助加熱器溫度為300℃。

質(zhì)譜：離子源為EI，離子源電子能量70 eV，質(zhì)量范圍：45～550amu，離子源溫度：280℃。四極桿溫度：150℃。數(shù)據(jù)采集模式：選擇離子掃描模式（SIM）。

（2）VF-1701ms UI色譜柱

色譜：進樣口溫度為280℃;進樣體積為1μL，不分流進樣方式;色譜柱VF-1701ms UI （30 m×0.32 mm×0.25μm）。升溫程序：50℃保持1 min，以20℃/min 升至140℃保持0.5 min，以10℃/min 升至280℃保持5 min。柱流速為1.5 mL/min，載氣為氦氣，輔助加熱器溫度為280℃。

質(zhì)譜：離子源為EI，離子源電子能量70 eV，質(zhì)量范圍：45～550amu，離子源溫度：280℃。四極桿溫度：150℃。數(shù)據(jù)采集模式：選擇離子掃描模式（SIM）。

1.3 樣品采集與測定

（1）樣品采集

具有聚四氟乙烯襯墊的棕色螺口玻璃瓶采集樣品，采集量1000mL。樣品采集后立即用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH<2，4℃下保存，7天內(nèi)完成萃取，40天內(nèi)完成分析。

（2）樣品測定

量取100mL水樣至分液漏斗中，加入20μL替代物標準溶液，混勻。加入10g氯化鈉，振蕩至完全溶解后，加入15mL正己烷，劇烈振蕩15min（注意放氣），靜置15min 分層;再重復(fù)萃取一次，合并萃取液經(jīng)無水硫酸鈉脫水后濃縮至小于1mL，加入10μL內(nèi)標使用液，用正己烷定容至1mL，混勻，然后待測。注意要加入足量的無水硫酸鈉進行脫水，否則會導(dǎo)致化合物峰型拖尾，尤其早出峰的氯苯類化合物，影響目標化合物的定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 條件優(yōu)化

（1）鹽析劑用量

向5份100mL 的地下水水樣中分別加入0g、5g、10g、15g、20g 氯化鈉，進行加標回收試驗。試驗結(jié)果表明，隨著氯化鈉用量的增加，回收率在逐步提高，加入10g時達到峰值，之后有降低趨勢，分別為68.8%，75.5%，94.5%，90.3%，91.2%，實驗結(jié)果表明在100mL 水樣中加入10g 氯化鈉時，各目標化合物萃取效率最高。分析原因可能是由于在萃取體系中，加入一定量的電解質(zhì)，增加了基體溶液的離子強度，降低有機物在水中的溶解度，提高了有機溶劑的萃取效率，選擇氯化鈉可以破壞液體表面張力，更易使兩相分離。本實驗選擇100mL水樣加入10g氯化鈉（表1）。

（2）色譜柱選擇

氣相色譜分離效果、分析時間及靈敏度主要受色譜柱影響，為了既能把待測組分完全分離，又能縮短分析時間，提高分析效率，本實驗分別考察了HP-5 ms UI和VF-1701 msUI 兩種色譜柱對34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的分離效果，發(fā)現(xiàn)VF-1701 ms UI柱有更好的分離效果和更短的分離時間。兩種色譜柱升溫程序如下：

用選擇離子掃描模式對200μg/L的34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物混合標準溶液進行測定，兩種毛細管色譜柱分離34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物總離子流圖如下（圖1）。從分析時間看，VF-1701 ms UI色譜柱耗時25min，HP-5ms UI色譜柱耗時37min，使用VF-1701 ms UI色譜柱比HP-5ms UI色譜柱時間縮短近12min;從靈敏度看，同樣濃度的物質(zhì)，多數(shù)化合物通過VF-1701ms UI色譜柱分離得到的響應(yīng)值高于HP-5ms UI色譜柱分離后得到的響應(yīng)值。針對批量地下水樣品的檢測，VF-1701ms UI色譜柱提高了分析效率和靈敏度。

34 種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物中的1，2，4，5-四氯苯和1，2，3，5-四氯苯（圖2）、五氯硝基苯和氘代菲（圖3）、狄氏劑和p，p-DDE（圖4）在HP-5ms UI色譜柱上分離度不好，而VF-1701ms UI色譜柱能夠?qū)⑦@3組物質(zhì)很好地分離。兩種四氯苯為同分異構(gòu)體，定量定性離子完全相同，若無法分離會導(dǎo)致測定誤差，VF-1701ms UI色譜柱較好地解決了此問題。該色譜柱由 14% 氰丙基/苯基和 86% PDMS 組成固定相，極性稍強，對于結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)有更好的分離度，而HP-5ms UI色譜柱極性較弱，實用性較廣，對于氯苯類和有機氯農(nóng)藥化合物的檢測來說，VF-1701ms UI色譜柱更適合。

2.2 方法學(xué)考察

（1）線性考察

用正己烷配制濃度分別為20μg/L、50μg/L、100μg/L、200μg/L、500μg/L、1000μg/L的34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物混合標準系列，用HP-5ms UI和VF-1701ms UI兩種色譜柱分別做回歸曲線，結(jié)果見表2，VF-1701ms UI色譜柱所得曲線線性更好。

（2）方法檢出限，精密度和回收率

方法檢出限的測定：依據(jù)國家環(huán)境保護標準《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168-2010），本實驗室測定了7個空白（去離子水），未檢出目標物。依據(jù)《水質(zhì) 有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的測定 氣相色譜質(zhì)譜法》（HJ 699-2014），得到最低預(yù)設(shè)檢出限為0.025μg/L。根據(jù)HJ 168-2010在7個空白去離子水（取樣量100mL）中加入了最低預(yù)設(shè)檢出限的5倍的34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物標準溶液，配制成7個濃度為0.125μg/L的標準溶液，經(jīng)液液萃取濃縮后平行測定7次，計算出34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的方法檢出限（取樣量100mL）（表3）。

依據(jù)國家環(huán)境保護標準HJ168-2010中方法檢出限的一般確定方法，根據(jù)公式

方法精密度和回收率的測定：在地下水樣品中分別加入低、高兩個濃度的34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的混和標準溶液，按試驗方法平行測定7次，替代物四氯間二甲苯的平均回收率為82.3%，十氯聯(lián)苯的回收率為95.4%，34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的結(jié)果見表3。

（3）準確度

測定了市購有證標準物質(zhì)，編號為334809的甲醇中8種有機氯農(nóng)藥，結(jié)果見表4。

經(jīng)確認：檢測8種農(nóng)藥標準物質(zhì)的含量均在其不確定度范圍內(nèi)，符合標準要求。

2.3 實際水樣的測定

按實驗方法對北京市海淀區(qū)、房山區(qū)、通州區(qū)等多個地區(qū)的地下水樣品進行測定，替代物四氯間二甲苯的回收率在80.3%～85.7%之間，十氯聯(lián)苯的回收率在93.1%～102.5%之間，三氯苯、四氯苯、五氯苯、六氯苯、五氯硝基苯、六六六、滴滴涕、七氯、艾氏劑、三氯殺螨醇、環(huán)氧七氯、氯丹、硫丹、狄氏劑、異狄氏劑醛、異狄氏劑酮、硫丹硫酸酯、甲氧滴滴涕等34種有機氯農(nóng)藥均未檢出。

3 結(jié)論

本文建立了利用液液萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定水中34 種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物的方法，采用NIST標準譜庫定性，內(nèi)標法定量，優(yōu)化萃取條件：100mL地下水中加入10g氯化鈉，用30mL正己烷分兩次萃取，合并萃取液后用無水硫酸鈉脫水，選用VF1701ms UI色譜柱分離，質(zhì)譜檢測。結(jié)果表明，該法分析34種化合物僅用25min，方法檢出限為0.003～0.044μg/L，所得各組分的相對標準偏差為1.2%～7.9%，平均回收率為70.2%～114%。本法耗時少、準確度與精密度高，易于操作，滿足對地下水中34種有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物測定的要求，更適合地下水環(huán)境監(jiān)測中批量樣品的測試。

參考文獻

陳麗梅，趙孟彬，劉虎威，2011.溶膠-凝膠法制備C8 固相微萃取頭及其在有機氯農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用[J].分析測試學(xué)報，30（8）： 835 -840.

陳軍，張宗祥，楊文武，等，2015. 固相萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測定水中有機氯農(nóng)藥和氯苯類化合物[J]. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，27（1）： 46- 47.

郭琴，孫琦，蘇敬武，2008.GC-MS內(nèi)標法測定生活飲用水中有機氯農(nóng)藥殘留量[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志，18（1）： 55-56.

侯曉紅，吳宜曼，鄭興寶，等，2012.加速溶劑提取一固相萃取凈化一雙柱雙檢測器氣相色譜法測定大氣中多種有機氯農(nóng)藥[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，42 （8）： 87 -93.

李婷，朱衛(wèi)平，許秀艷，等，2014. 液液萃取-氣相色譜法測定水中16種有機氯農(nóng)藥[J]. 青海環(huán)境，24（2）： 90-91.

徐潔，儲險峰，馬馳遠，等，2014.支撐離子液體膜微萃取-氣相色譜法測定水中有機氯農(nóng)藥[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，26（4）： 35-38.

俞是聃，2006.圓盤膜萃取、色質(zhì)聯(lián)用儀及選擇離子法（SIM）定量分析水中有機氯農(nóng)藥[J]. 質(zhì)譜學(xué)報，27（4）： 209-214.

中國環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測研究課題組，1989.環(huán)境優(yōu)先污染物[M].北京： 中國環(huán)境科學(xué)出版社.

張莉，張永濤，2008. 固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用快速檢測地下水中13種有機氯農(nóng)藥及苯并（a）芘[J].分析試驗室，（5）： 400-402.

ISO， 1996.ISO 6468-1996 Water quality-determination of certain organochlorine insecticides， polychlorinated? biphenyls and chlorobenzenes-gas chromatographic method after liquid-liquid extraction[S]. Geneva： ISO.

Wolska L， Konieczka P ， Jastrzebska A， et al， 2003. Analytical procedure for the determination of chlorobenzenes in sediments[J]. Journal of Chromatographic Science， 41（2）： 53-56.

US. EPA， 1996. EPA Method 8081a Organochlorine pesticides by gas chromatography[S]. Washington DC： US. EPA.

US.EPA，1996. Method 8082 Polychlorinated biphenyls （pcbs） by gas chromatography[S]. Washington DC： US. EPA.

US. EPA，1996. EPA Method 608 Organochlorine pesticides and pcbs[S]. Washington DC： US. EPA.