CN102636603A - 一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法，采用了不含农药的空白基质匹配标准溶液校准，避免有些有机氯农药由于基质效应导致测量值远高于实际值，提高了检测的精准度；本发明的检测方法采用弗罗里硅土和无水硫酸钠对土壤提取液进行净化，操作简单，净化效果好；另外，本发明对气相色谱条件进行了优化，能够同时检测多达21种有机氯农药的残留量，符合目前在土壤中检测机氯农药残留量的发展趋势。

Description

一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法

技术领域

本发明涉及痕量分析技术领域，具体是一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法。

背景技术

有机氯农药(OCPs)主要包括六六六和DDT(滴滴涕)，是一种广谱杀虫剂，属神经毒物和实质脏器毒物，可致癌。在土壤中的残留期长，容易在生物体内和水体沉积物中大量富集。在2001年《关于持久性有机污染物斯特哥尔摩公约》中首批控制的12种持久性有机污染物(POPs)中就有9种为有机氯农药，包括滴滴涕(DDTs)、艾氏剂、氯丹、狄氏剂和六氯苯等。烟叶时常检测到有机氯农药的残留，这是因为烟叶在生长过程中会富集土壤中残留的有机氯农药。因此，准确测定植烟土壤中的有机氯农药残留量，对控制烟叶农药残留，保证烟草的安全性具有重要的意义。

在用气相色谱分析有机氯农药时，无论是采用填充柱还是毛细管柱，检测信号的强度与试样基质的特性都非常相关。有些农药的空白基质加标回收率可能比理论值高几倍，造成测定值较实际值明显偏高，如p，p’-滴滴涕、异狄氏剂、甲氧滴滴涕、o，p’-滴滴涕等。

发明内容

本发明提供一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法，可以同时测定土壤中21种有机氯农药残留量，并采用空白基质匹配标准溶液校准，减小了待测农药的基质效应，提高了检测的精准度，测定结果准确。

一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法，包括如下步骤：

(1)样品前处理：称取10g土壤试样，精确至0.01g，于50mL烧杯中，加10g无水硫酸钠，混匀，移入滤纸筒中，将滤纸筒上端口封好，装入索氏提取器；于500mL烧瓶中加入150mL的正己烷和150mL丙酮的混合液作为提取溶剂；安装索氏提取器，在65～70℃的恒温水浴锅上加热提取16h，每小时提取约4～6个循环；提取结束后，放至冷却；在旋转蒸发仪中将样品提取液浓缩至约6mL；浓缩后的样品提取液经过层析柱萃取净化，再次浓缩定容制得样品待测溶液；

(2)基质混合标准工作溶液的配置：按照样品前处理方法取不含有机氯农药的土壤样品制备空白基质溶液，用该空白基质溶液配制含待测21种有机氯农药的至少三个浓度的基质混合标准工作溶液；

(3)采用外标法用气相色谱仪检测样品待测溶液中的有机氯农药残留量：

首先，将各基质混合标准工作溶液在一定气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与相应有机氯农药的浓度进行回归分析，计算得出各有机氯农药的标准工作曲线及其线性回归方程；

其次，将样品待测溶液在上述气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积比较，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积的比值代入相应种类的标准工作曲线的回归方程中，计算得到样品待测溶液中各有机氯农药的浓度，从而计算得出样品中各有机氯农药的残留量。

本发明检测土壤中机氯农药残留量的方法，采用了不含农药的空白基质匹配标准溶液校准，避免有些有机氯农药由于基质效应导致测量值远高于实际值，提高了检测的精准度；本发明的检测方法采用弗罗里硅土和无水硫酸钠对土壤提取液进行净化，操作简单，净化效果好；另外，本发明对气相色谱条件进行了优化，能够同时检测多达21种有机氯农药的残留量，符合目前在土壤中检测机氯农药残留量的发展趋势。

附图说明

图1是每种农药浓度0.1μg/mL标准工作溶液在空白土壤基质中的气相色谱图。

图中：1-甲体-六六六；2-六氯苯；3-乙体-六六六；4-丙体-六六六；5-丁体-六六六；6-七氯；7-艾氏剂；8-环氧七氯；9-反式氯丹；10-o，p’-滴滴伊；11-α-硫丹；12-顺式氯丹；13-狄氏剂；14-p，p’-滴滴伊；15-o，p’-滴滴滴；16-异狄氏剂；17-β-硫丹；18-p，p’-滴滴滴；19-o，p’-滴滴涕；20-p，p’-滴滴涕；21-甲氧滴滴涕。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的检测方法涉及21种有机氯农药，分别为：o，p’-滴滴涕、o，p’-滴滴伊、o，p’，-滴滴滴、p，p’-滴滴涕、p，p’-滴滴滴、p，p’-滴滴伊、甲氧滴滴涕、甲体-六六六、乙体-六六六、丙体-六六六、丁体-六六六、七氯、环氧七氯、α-硫丹、β-硫丹、艾氏剂、顺式-氯丹、反式-氯丹、狄氏剂、六氯苯、异狄氏剂。本发明的检测方法采用外标校准曲线法定量，具体包括如下步骤：

1)基质混合标准工作溶液的配置：按照样品前处理方法取不含有机氯农药的土壤样品制备空白基质溶液，用该空白基质溶液配制含待测21种有机氯农药的至少三个浓度的基质混合标准工作溶液，其中一个浓度的基质混合标准工作溶液配置方式如下：

①混合标准储备液A：移取1mL各有机氯农药单一标准溶液于25mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为4μg/mL的混合标准储备液A。

②混合标准储备液B：取1mL混合标准储备液A于10mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为0.4μg/mL的混合标准储备液B。

③基质混合标准工作溶液：移取2.5mL混合标准储备液B于盛有空白基质溶液的10mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为0.1μg/mL的基质混合标准工作溶液。

可参照上述配置方式依次配置各农药标准品浓度为0.02μg/mL、0.05μg/mL、0.2μg/mL、0.4μg/mL的基质混合标准工作溶液，不再赘述。由此即可实现

2)弗罗里硅土的处理：将弗罗里硅土置于石英坩埚内，于马弗炉中在550℃条件下灼烧至少5h(小时)，在无干燥剂的干燥器中冷却后，转入圆底烧瓶，每100g加5mL水，在旋转烧瓶中充分混合约1h。将弗罗里硅土置于密闭玻璃容器中平衡至少48h。通过萃取0.1μg/mL狄氏剂的正己烷溶液验证弗罗里硅土的活性，若狄氏剂的回收率在95％以上，说明预处理后弗罗里硅土的活性是合适的。

3)样品提取：称取10g土壤试样，精确至0.01g，于50mL烧杯中，加10g无水硫酸钠，混匀，移入滤纸筒中，将滤纸筒上端口封好，装入索氏提取器。于500mL烧瓶中加入150mL的正己烷和150mL丙酮的混合液作为提取溶剂。安装索氏提取器，应确保每一连接处密封良好。在65～70℃的恒温水浴锅上加热提取16h，每小时提取约4～6个循环。提取结束后，放至冷却。在旋转蒸发仪中将样品提取液浓缩至约6mL。

4)样品的净化：在层析柱中依次装入1～2cm高度的无水硫酸钠、5g弗罗里硅土、1～2cm高度的无水硫酸钠，制成弗罗里硅土柱。加入40～60mL正己烷润湿和冲洗硫酸钠和弗罗里硅土载体。当硫酸钠刚要暴露于空气之前，关闭层析柱上的活塞以停止正己烷的洗脱，以避免弗罗里硅土载体中可能干扰测定的杂质，弃去洗脱液。转移步骤3)中的样品提取液至层析柱上，用15mL正己烷-丙酮(9∶1)分两次冲洗烧瓶，将每次冲洗液加入层析柱中。然后用40～60mL正己烷∶丙酮(9∶1)以1.0～2.0mL/min的速率洗脱有机氯农药，用250mL烧瓶收集洗脱液。洗脱液在旋转蒸发仪中浓缩至5mL，以正己烷定容至10mL容量瓶中制得样品待测溶液，用于气相色谱分析。

5)标准曲线的制作：采用空白基质溶液来配制所使用的一系列基质混合标准工作溶液绘制标准曲线，可以减少基质对定量测定的影响。如检测器的响应呈线性，则可采用单一水平标准曲线。单一水平标准曲线应使用基质混合标准工作溶液，标准溶液的浓度应与待测农药的浓度相近。

6)气相色谱分析：

气相色谱分析条件如下：

色谱柱：DB-5或HP-5石英毛细管柱，长30m，内径0.25或0.32mm，固定相：5％甲基苯基硅氧烷，膜厚0.25μm。

a)温度

进样口温度200℃，检测器温度300℃。程序升温如下：

——初始温度：60℃；

——初始时间：2min；

——程序升温1：以15℃/min速率由60℃升至150℃；

——程序升温2：以2℃/min速率由150℃升至200℃，保持5min；

——程序升温3：以2℃/min速率由200℃升至206℃，保持5min；

——程序升温4：以10℃/min速率由206℃升至270℃；

——顶温时间：在270℃保持5min；

——总运行时间：57.4min。

b)气流速率

根据仪器操作手册及分析人员的经验设定气流速率，合适的气流速率如下：

——载气：氮气，1.2mL/min；

——尾吹气：氮气，60mL/min；

——分流流量：30mL/min。

c)进样模式：进样量2μL，不分流进样，进样后分流阀关闭1min。

d)进样方式：采用自动进样器或其它合适的进样装置进样。

采用外标法用气相色谱仪检测样品待测溶液中的有机氯农药残留量：

首先，将各基质混合标准工作溶液在上述气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与相应有机氯农药的浓度进行回归分析，计算得出各有机氯农药的标准工作曲线及其线性回归方程。

表1  21种有机氯农药的气相色谱分析标准曲线方程

其次，将样品待测溶液在上述气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积比较，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积的比值代入相应种类的标准工作曲线的回归方程中，计算得到样品待测溶液中各有机氯农药的浓度，从而计算得出样品中各有机氯农药的残留量。

二、以下对本发明的检测方法的准确度进行考察：

三个加标水平分别为0.008μg/g、0.08μg/g、0.4μg/g，每个水平的样品进行了6次测定，根据测定量和加标量计算各添加水平的回收率和精密度。具体结果见表2

表2  检测方法的考察结果

21种有机氯农药三个加标水平的回收率在70％～110％之间，变异系数为5％～20％，方法检出限为0.0001～0.0005μg/g，定量限范围为0.0003～0.0015μg/g，说明本方法的测定结果可靠。

三、采用本发明的检测方法对具体的土壤样品进行检测

有机氯农药残留在10个植烟地土壤中普遍存在(表3)，DDTs和六氯苯的检出率最高，为90％(表4)。但从所占总农药百分比来看，HCHs、DDTs是有机氯农药的重要组成部分，占残留总量的80％以上。其总的平均值∑DDTs和∑HCHs分别为6.69μg/kg、5.91μg/kg，与我国的《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ332-2006)中DDTs和HCHs的指标限值100μg/kg相比要小很多，可以保障正常的农业生产和人体健康。

表3  全国主要烟区植烟土壤有机氯农药残留量(g/kg)

注：“-”为未检出。

表4  各植烟地土壤有机氯农药检出情况

注：∑HCH为α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δHCH的和，∑DDT为OP-DDE、PP′-DDE、OP-DDD、PP′-DDD、OP′-DDT、PP′-DDT、甲氧-DDT的和；∑OCP为总农药残留。

本发明检测土壤中机氯农药残留量的方法，采用了不含农药的空白基质匹配标准溶液校准，避免有些有机氯农药由于基质效应导致测量值远高于实际值，提高了检测的精准度；本发明的检测方法采用弗罗里硅土和无水硫酸钠对土壤提取液进行净化，操作简单，净化效果好；另外，本发明对气相色谱条件进行了优化，能够同时检测多达21种有机氯农药的残留量，符合目前在土壤中检测机氯农药残留量的发展趋势。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种检测土壤中有机氯农药残留量的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)样品前处理：称取10g土壤试样，精确至0.01g，于50mL烧杯中，加10g无水硫酸钠，混匀，移入滤纸筒中，将滤纸筒上端口封好，装入索氏提取器；于500mL烧瓶中加入150mL的正己烷和150mL丙酮的混合液作为提取溶剂；安装索氏提取器，在65～70℃的恒温水浴锅上加热提取16h，每小时提取约4～6个循环；提取结束后，放至冷却；在旋转蒸发仪中将样品提取液浓缩至约6mL；浓缩后的样品提取液经过层析柱萃取净化，再次浓缩定容制得样品待测溶液；

(2)基质混合标准工作溶液的配置：按照样品前处理方法取不含有机氯农药的土壤样品制备空白基质溶液，用该空白基质溶液配制含待测21种有机氯农药的至少三个浓度的基质混合标准工作溶液；

(3)采用外标法用气相色谱仪检测样品待测溶液中的有机氯农药残留量：

首先，将各基质混合标准工作溶液在一定气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与相应有机氯农药的浓度进行回归分析，计算得出各有机氯农药的标准工作曲线及其线性回归方程；

其次，将样品待测溶液在上述气相色谱条件下进行检测，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积比较，将得到的有机氯农药的峰面积与基质混合标准工作溶液的峰面积的比值代入相应种类的标准工作曲线的回归方程中，计算得到样品待测溶液中各有机氯农药的浓度，从而计算得出样品中各有机氯农药的残留量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述21种有机氯农药为：o，p’-滴滴涕、o，p’-滴滴伊、o，p’，-滴滴滴、p，p’-滴滴涕、p，p’-滴滴滴、p，p’-滴滴伊、甲氧滴滴涕、甲体-六六六、乙体-六六六、丙体-六六六、丁体-六六六、七氯、环氧七氯、α-硫丹、β-硫丹、艾氏剂、顺式-氯丹、反式-氯丹、狄氏剂、六氯苯、异狄氏剂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述浓缩后的样品提取液经过层析柱萃取净化，再次浓缩定容制得样品待测溶液的步骤具体包括：转移样品提取液至层析柱上，用15mL正己烷-丙酮(9∶1)分两次冲洗烧瓶，将每次冲洗液加入层析柱中；然后用40～60mL正己烷∶丙酮(9∶1)以1.0～2.0mL/min的速率洗脱有机氯农药，用250mL烧瓶收集洗脱液；洗脱液在旋转蒸发仪中浓缩至5mL，以正己烷定容至10mL容量瓶中制得样品待测溶液。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述层析柱中依次装入1～2cm高度的无水硫酸钠、5g弗罗里硅土、1～2cm高度的无水硫酸钠，制成弗罗里硅土柱；加入40～60mL正己烷润湿和冲洗硫酸钠和弗罗里硅土载体；当硫酸钠刚要暴露于空气之前，关闭层析柱上的活塞以停止正己烷的洗脱，弃去洗脱液。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：配置的至少三个浓度的基质混合标准工作溶液中其中一个浓度为0.1μg/mL，其具体配置方式如下：

移取1mL各有机氯农药单一标准溶液于25mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为4μg/mL的混合标准储备液A；

取1mL混合标准储备液A于10mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为0.4μg/mL的混合标准储备液B；

移取2.5mL混合标准储备液B于盛有空白基质溶液的10mL容量瓶中，用正己烷稀释定容，得到各农药标准品浓度为0.1μg/mL的基质混合标准工作溶液。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述气相色谱分析条件如下：色谱柱：DB-5或HP-5石英毛细管柱，长30m，内径0.25或0.32mm，固定相：5％甲基苯基硅氧烷，膜厚0.25μm；

a)温度

进样口温度200℃，检测器温度300℃；程序升温如下：

初始温度：60℃；

初始时间：2min；

程序升温1：以15℃/min速率由60℃升至150℃；

程序升温2：以2℃/min速率由150℃升至200℃，保持5min；

程序升温3：以2℃/min速率由200℃升至206℃，保持5min；

程序升温4：以10℃/min速率由206℃升至270℃；

顶温时间：在270℃保持5min；

总运行时间：57.4min。

b)气流速率：

载气：氮气，1.2mL/min；

尾吹气：氮气，60mL/min；

分流流量：30mL/min。

c)进样模式：进样量2μL，不分流进样，进样后分流阀关闭1min。

d)进样方式：采用自动进样器进样。

Images