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[摘要]实验研究了用超声波萃取，Florisil固相萃取小柱净化，气相色谱-ECD对土壤中9种常见有机氯农药进行检测的分析方法。优化了超声波萃取时间及重复超声波萃取有机溶剂的用量。实验表明：当萃取时间为4min、重复超声波萃取有机溶剂（1：1 正己烷-丙酮）20ml时，可以得到最佳的回收率。土壤9种有机氯农药的检出限为0.2-0.5μg/kg。
[关键词]有机氯农药 超声波萃取 固相萃取净化 气相色谱
[中图分类号] Q938.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-214-2
用化学药剂防治虫害具有久远的历史。现代农业离不开农药，目前全世界化学农药约14000多种，常用的40种左右。世界化学农药总产量（以有效成分计）已超过300万t。我国是一个农业大国，也是农药生产和使用大国，我国的农药年用量在20万t左右，仅次于美国，居世界第2位[1]。农药作为一种必要的生产资料，在防治病虫害、铲除杂草、促进产品高产优质，保证农业丰产丰收等方面发挥着举足轻重的作用。 土壤作为农业生态系统中物质与能量交换的载体，是人类赖以生存的物质基础。在农田施用农药有80%～90%直接或间接进入土壤，并且主要集中在0～20cm表层的可耕土层中。土壤中残留的有机氯农药可通过“全球蒸馏效应”遍布全球范围的各种环境介质以及动植物组织器官和人体中，残留污染问题十分严峻。传统的农药残留检测方法繁琐、耗时、有机试剂用量大，污染环境，而且定性定量方法不能够完全满足农药残留检测规定的低限量值标准。因此，建立绿色、高效、简单、快速的分析新技术，完善土壤中有机氯农药残留的分析监测将有助于更深入地揭示农药在土壤中的动态及污染状况，这对于生态环境保护具有十分重要的意义。
本文用超声波萃取，Florisil固相萃取小柱净化，气相色谱-ECD对土壤中9种常见有机氯农药进行检测。
1实验部分
1.1仪器与试剂
1.1.1仪器
气相色谱仪：GC-2010（日本岛津）配ECD检测器，AOC-20i+s自动进样器；
毛细管色谱柱：DB-1701 30m×0.25mm×0.25μm；
超声波萃取仪：上海生析超声仪器有限公司，FS-450型；
氮吹仪：北京同泰，TTL-DCⅡ型；
SPE固相萃取装置：天津奥特赛恩斯AP-02B；
固相萃取柱：Waters Florisil （6mL，1g）；
实验气体：高纯氮气；
所用玻璃仪器均超声波清洗半小时烘干后，再以重铬酸钾洗液浸泡1h，分别用自来水、蒸馏水冲洗干净，在烘箱中110℃烘干，临用前用二氯甲烷冲洗两次，丙酮冲洗一次，晾干后使用。
1.1.2试剂
实验用正己烷、丙酮均为色谱纯，进口农残级，美国J&K Chemical。
无水硫酸钠：优级纯，天津市凯通化学试剂有限公司。使用前于马弗炉中400℃烘烤6h，除去含有的部分有机杂质。冷却后迅速装瓶密封置于干燥器中保存，防止吸收空气中的水分。
单品有机氯农药目标分析物标准物质：七氯，质量浓度为100mg/L，农业部环境保护科研。
8种有机氯农药目标分析物标准物质：α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、p，p'-DDE、p，p'-DDD、p，p'-DDT、o，p’ -DDT质量浓度为50mg/L，中国计量科学研究院。
1.2土壤样品的前处理
1.2.1超声波萃取，萃取液过滤
用具塞玻璃锥形瓶称取制备好的样品约20g，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），超声波萃取前溶剂浸润12小时，萃取时间4分钟。萃取完成后，进行萃取液的除水过滤分离：在玻璃漏斗上垫一层玻璃纤维滤膜，铺加约5g无水硫酸钠，将萃取液经上述漏斗直接过滤到浓缩管中，每次再往锥形瓶中加入20ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），再萃取，重复3次。最后用少许混合溶剂冲洗过滤残留物。同时做样品空白。
1.2.2浓缩
浓缩仪设置温度为30℃，小流量氮气将提取液浓缩至1.5-2.0ml，用约4ml正己烷洗涤浓缩器管壁，再用小流量氮气浓缩至1.5-2.0ml。重复上述步骤三次，最后浓缩至约1.0ml。
1.2.3Florisil固相萃取小柱净化
用正己烷-丙酮混合溶液（体积比9：1）洗涤活化Florisil柱，用量约12ml。Florisil柱活化后不能将洗涤溶液完全抽干，用吸管将上述1ml正己烷-丙酮浓缩液转移到小柱上，停留1min，打开抽气开关，用10ml浓缩管接收洗脱液，继续用正己烷-丙酮混合溶液（体积比9：1）洗涤过柱，至接收的洗脱液体积到10ml为止。
1.2.4再浓缩
将上述洗脱液采用水浴温控氮吹仪进行浓缩，温度设置为30℃，浓缩至1.0ml。
1.3样品分析
色谱条件：
色谱柱：DB-1701 30m×0.25mm×0.25μm。
进样口温度：250℃。
检测器ECD温度：280℃。
柱温：起始温度120℃，保持1min，以5℃/min的速率升温到220℃，保持15min。
载气：高纯氮气；
柱流量：2.71mL/min；
分流比：30：1
进样量：1μL。
2结果与讨论
2.1定性分析
用标准物质单品定性分析，然后将待测样品组分的保留时间和标准样品组分的保留时间进行比较，完成定性分析。图1为9种有机氯农药（浓度为400μg/L）的GC-ECD色谱图。 2.2定量分析
本实验采用标准溶液外标法绘制标准曲线，计算出土壤提取液中有机氯农药的含量。由于ECD检测器的高灵敏性和专属性，在确证待测物的前提下，其定量分析具有无可比拟的优越性。
2.3超声波萃取条件的优化
2.3.1萃取时间
用具塞玻璃锥形瓶称取制备好的样品约20g，加标后，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），超声波萃取前溶剂浸润12小时，萃取时间分别用2min、3min、4min、5min、6min。然后测回收率，发现大于4min萃取都比较理想，所以选择4min在保证回收率的基础上节省了时间。
2.3.2重复超声波萃取有机溶剂（1：1 正己烷-丙酮）用量
萃取时间4min后，萃取液经漏斗直接过滤到浓缩管中，每次再往锥形瓶中加入10ml、20ml、30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），再萃取，重复3次。最终测回收率，发现20ml有机溶剂回收率最理想。
2.4基体加标实验和加标回收率
加标量为0.005mg/kg的时候各组分加标回收率见表1。
2.5检出限
配配制浓度为预计的检出限5倍浓度的样品，按照样品分析步骤进行测定，平行测定7份，根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2010）[2]中的规定计算方法的检出限。方法检出限的计算公式为：
MDL=t（n-1，0.99） S
式中：n——样品的平行测定次数；t——自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧）。查表可知n=7时，t=3.143；S——n次平行测定的标准偏差。结果为0.2～0.5μg/L，见表1。
3结论
研究了用超声波萃取，Florisil固相萃取小柱净化，气相色谱-ECD对土壤中9种常见有机氯农药进行检测的分析方法。优化了超声波萃取时间及重复超声波萃取有机溶剂的用量。实验表明：在萃取时间4min、重复超声波萃取有机溶剂（1：1 正己烷-丙酮）20ml时，可以得到最佳的回收率。该方法简便省时、省溶剂、节约了成本，减少了污染。土壤9种有机氯农药的检出限为0.2-0.5μg/kg。
参考文献
[1]王维国，李重九，李玉兰，徐建中编.有机质谱应用-在环境、农业和法庭科学中的应用[M].北京：化学工业出版社，2005.
[2]HJ 168-2010.《环境监测分析方法标准制修订技术导则》[S].
[关键词]有机氯农药 超声波萃取 固相萃取净化 气相色谱
[中图分类号] Q938.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-214-2
用化学药剂防治虫害具有久远的历史。现代农业离不开农药，目前全世界化学农药约14000多种，常用的40种左右。世界化学农药总产量（以有效成分计）已超过300万t。我国是一个农业大国，也是农药生产和使用大国，我国的农药年用量在20万t左右，仅次于美国，居世界第2位[1]。农药作为一种必要的生产资料，在防治病虫害、铲除杂草、促进产品高产优质，保证农业丰产丰收等方面发挥着举足轻重的作用。 土壤作为农业生态系统中物质与能量交换的载体，是人类赖以生存的物质基础。在农田施用农药有80%～90%直接或间接进入土壤，并且主要集中在0～20cm表层的可耕土层中。土壤中残留的有机氯农药可通过“全球蒸馏效应”遍布全球范围的各种环境介质以及动植物组织器官和人体中，残留污染问题十分严峻。传统的农药残留检测方法繁琐、耗时、有机试剂用量大，污染环境，而且定性定量方法不能够完全满足农药残留检测规定的低限量值标准。因此，建立绿色、高效、简单、快速的分析新技术，完善土壤中有机氯农药残留的分析监测将有助于更深入地揭示农药在土壤中的动态及污染状况，这对于生态环境保护具有十分重要的意义。
本文用超声波萃取，Florisil固相萃取小柱净化，气相色谱-ECD对土壤中9种常见有机氯农药进行检测。
1实验部分
1.1仪器与试剂
1.1.1仪器
气相色谱仪：GC-2010（日本岛津）配ECD检测器，AOC-20i+s自动进样器；
毛细管色谱柱：DB-1701 30m×0.25mm×0.25μm；
超声波萃取仪：上海生析超声仪器有限公司，FS-450型；
氮吹仪：北京同泰，TTL-DCⅡ型；
SPE固相萃取装置：天津奥特赛恩斯AP-02B；
固相萃取柱：Waters Florisil （6mL，1g）；
实验气体：高纯氮气；
所用玻璃仪器均超声波清洗半小时烘干后，再以重铬酸钾洗液浸泡1h，分别用自来水、蒸馏水冲洗干净，在烘箱中110℃烘干，临用前用二氯甲烷冲洗两次，丙酮冲洗一次，晾干后使用。
1.1.2试剂
实验用正己烷、丙酮均为色谱纯，进口农残级，美国J&K Chemical。
无水硫酸钠：优级纯，天津市凯通化学试剂有限公司。使用前于马弗炉中400℃烘烤6h，除去含有的部分有机杂质。冷却后迅速装瓶密封置于干燥器中保存，防止吸收空气中的水分。
单品有机氯农药目标分析物标准物质：七氯，质量浓度为100mg/L，农业部环境保护科研。
8种有机氯农药目标分析物标准物质：α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、p，p'-DDE、p，p'-DDD、p，p'-DDT、o，p’ -DDT质量浓度为50mg/L，中国计量科学研究院。
1.2土壤样品的前处理
1.2.1超声波萃取，萃取液过滤
用具塞玻璃锥形瓶称取制备好的样品约20g，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），超声波萃取前溶剂浸润12小时，萃取时间4分钟。萃取完成后，进行萃取液的除水过滤分离：在玻璃漏斗上垫一层玻璃纤维滤膜，铺加约5g无水硫酸钠，将萃取液经上述漏斗直接过滤到浓缩管中，每次再往锥形瓶中加入20ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），再萃取，重复3次。最后用少许混合溶剂冲洗过滤残留物。同时做样品空白。
1.2.2浓缩
浓缩仪设置温度为30℃，小流量氮气将提取液浓缩至1.5-2.0ml，用约4ml正己烷洗涤浓缩器管壁，再用小流量氮气浓缩至1.5-2.0ml。重复上述步骤三次，最后浓缩至约1.0ml。
1.2.3Florisil固相萃取小柱净化
用正己烷-丙酮混合溶液（体积比9：1）洗涤活化Florisil柱，用量约12ml。Florisil柱活化后不能将洗涤溶液完全抽干，用吸管将上述1ml正己烷-丙酮浓缩液转移到小柱上，停留1min，打开抽气开关，用10ml浓缩管接收洗脱液，继续用正己烷-丙酮混合溶液（体积比9：1）洗涤过柱，至接收的洗脱液体积到10ml为止。
1.2.4再浓缩
将上述洗脱液采用水浴温控氮吹仪进行浓缩，温度设置为30℃，浓缩至1.0ml。
1.3样品分析
色谱条件：
色谱柱：DB-1701 30m×0.25mm×0.25μm。
进样口温度：250℃。
检测器ECD温度：280℃。
柱温：起始温度120℃，保持1min，以5℃/min的速率升温到220℃，保持15min。
载气：高纯氮气；
柱流量：2.71mL/min；
分流比：30：1
进样量：1μL。
2结果与讨论
2.1定性分析
用标准物质单品定性分析，然后将待测样品组分的保留时间和标准样品组分的保留时间进行比较，完成定性分析。图1为9种有机氯农药（浓度为400μg/L）的GC-ECD色谱图。 2.2定量分析
本实验采用标准溶液外标法绘制标准曲线，计算出土壤提取液中有机氯农药的含量。由于ECD检测器的高灵敏性和专属性，在确证待测物的前提下，其定量分析具有无可比拟的优越性。
2.3超声波萃取条件的优化
2.3.1萃取时间
用具塞玻璃锥形瓶称取制备好的样品约20g，加标后，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），超声波萃取前溶剂浸润12小时，萃取时间分别用2min、3min、4min、5min、6min。然后测回收率，发现大于4min萃取都比较理想，所以选择4min在保证回收率的基础上节省了时间。
2.3.2重复超声波萃取有机溶剂（1：1 正己烷-丙酮）用量
萃取时间4min后，萃取液经漏斗直接过滤到浓缩管中，每次再往锥形瓶中加入10ml、20ml、30ml正己烷-丙酮混合溶剂（1：1），再萃取，重复3次。最终测回收率，发现20ml有机溶剂回收率最理想。
2.4基体加标实验和加标回收率
加标量为0.005mg/kg的时候各组分加标回收率见表1。
2.5检出限
配配制浓度为预计的检出限5倍浓度的样品，按照样品分析步骤进行测定，平行测定7份，根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2010）[2]中的规定计算方法的检出限。方法检出限的计算公式为：
MDL=t（n-1，0.99） S
式中：n——样品的平行测定次数；t——自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧）。查表可知n=7时，t=3.143；S——n次平行测定的标准偏差。结果为0.2～0.5μg/L，见表1。
3结论
研究了用超声波萃取，Florisil固相萃取小柱净化，气相色谱-ECD对土壤中9种常见有机氯农药进行检测的分析方法。优化了超声波萃取时间及重复超声波萃取有机溶剂的用量。实验表明：在萃取时间4min、重复超声波萃取有机溶剂（1：1 正己烷-丙酮）20ml时，可以得到最佳的回收率。该方法简便省时、省溶剂、节约了成本，减少了污染。土壤9种有机氯农药的检出限为0.2-0.5μg/kg。
参考文献
[1]王维国，李重九，李玉兰，徐建中编.有机质谱应用-在环境、农业和法庭科学中的应用[M].北京：化学工业出版社，2005.
[2]HJ 168-2010.《环境监测分析方法标准制修订技术导则》[S].