土壤中毒杀芬的测定Word文件下载.docx

土壤中毒杀芬的测定Word文件下载.docx

《土壤中毒杀芬的测定Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤中毒杀芬的测定Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

无相关排放标准

危险废物毒性标准浸出毒性鉴别

GB5085.3-2007

3.0

浸出液

mg/L

生活垃圾填埋污染控制标准

GB16889-2008

展览馆用地土壤环境质量标准

HJ350-2007

城镇垃圾农用控制标准

GB8172-1987

10.2.2国外相关标准

国外对于环境中毒杀芬含量的标准限值如表2所示。

表2毒杀芬的国外排放

前西德（1982）

职业环境空气中最高容许浓度

0.5mg/m3

美国（1981）

饮用水中最高容许浓度

0.005mg/L

前苏联（1978）

渔业用水最高荣勋浓度

0mg/L

联合国规划署（1974）

保护水生生物淡水中农药的最大允许浓度

0.01μg/L

美国（1977）

工业废水排放标准

1.5mg/L

土壤标准

0.5mg/kg

美国城市固体废物填埋场规定毒杀芬的最大污染水平限值为0.005mg/L[14]。

美国EPA规定水和生物体内毒杀芬含量限值非常低[15,16]，如表3所示。

表3美国EPA关于毒杀芬的水质标准限值

介质

2002HumanHealthAWQC

2014HumanHealthAWQC

水和生物体

0.00028μg/L

0.00019μg/L

生物体

由表3可以看出，美国EPA对毒杀芬的控制非常严格。

14.3分析方法最新进展

14.3.1色谱分析技术

色谱分析技术是毒杀芬的主要分析技术，而且色谱技术是目前应用最广泛也是最成熟的技术。

完整的土壤中毒杀芬色谱分析技术包括前处理和仪器分析两大部分。

14.3.1.1土壤中毒杀芬的样品前处理技术

土壤中毒杀芬的样品前处理技术主要包括提取和净化两个方面，提取技术主要有索式提取、超声萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取、微波辅助溶剂萃取等方法。

净化方法主要采用固相萃取净化和凝胶渗透色谱净化方法两种。

索式提取是对固体样品中微量、痕量有机污染物采用溶剂多次重复提取的经典方法。

目前广泛应用在有机氯农药样品的制备中，例如F.P.Carvalho[17]等采用索式提取萃取沉积物中的毒杀芬，取冻干后的沉积物10g，加入25ngPCB29和15ng的δ-HCH。

加标样品用正己烷索式提取8h再用二氯甲烷反萃取8h。

混合物萃取物通过旋转蒸发和氮吹浓缩至5~6mL，并通过汞处理去除萃取液中硫的干扰。

毒杀芬的回收率高于70%，RSD低于15%（n=5），方法检出限为2ng/g。

超声提取是采用一定频率的超声波在室温下将适当有机溶剂和样品混合后进行萃取的方法，萃取效率与超声功率、萃取时间及溶剂极性等有关。

超声萃取具有快捷、简便、适用面广等优点，目前在有机氯农药样品前处理中应用广泛，也可用于土壤中毒杀芬的萃取[18]。

超临界流体萃取采用处于超临界流体状态的气体（例如CO2）对固体物质进行萃取的方法。

超临界流体具有无污染、粘度小、选择性强、溶解系数大等特点，因此是目前较为先进的萃取技术。

目前用于土壤中毒杀芬的文献报道还未出现，主要用于中草药成分提取等方面[19]。

微波萃取是利用微波能量并通过离子导电和分子极化两个效应对目标物加热，由于基体和目标化合物吸收微波能力的差异使得目标化合物和基体分离，目标化合物进入介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中。

微波萃取溶剂用量少、安全性好、萃取效率高等优点。

国内有人研究了土壤样品中不同含水量的对微波萃取的影响，并用于提取土壤中的有机氯农药[20]。

加速溶剂萃取是在较高温度（50-200℃）和压力（10-20Mpa）下用溶剂萃取固体或半固体样品，它具有溶剂用量少、自动化程度高、快速、使用方便、萃取效率高等优点，但容易将基质中杂质一同萃取，因此选择性较差。

加速溶剂萃取法广泛应用于土壤、沉积物、污泥、粉尘、大气颗粒物、蔬菜和水果以及动植物组织等样品中的有机污染物的提取。

例如田绍琼[21]等采用加速溶剂萃取提取人参和黄芪中的毒杀芬，以环己烷一丙酮（9:

1，v/v）为提取溶剂进行加速溶剂萃取。

萃取温度90℃，系统压力9×

106Pa（90bar）；

加热时间1min；

静态提取时间5min，清洗体积为萃取池体积的60％（24mL）；

循环次数2次。

7种毒杀芬的LOD范围为0.2～1.7μg／kg，7种毒杀芬的平均回收率为72.4％～105％，RSD为0.96％～10.4％。

固相萃取净化又称为柱层析法，常用吸附剂有佛罗里硅土、硅胶、氧化铝、活性炭等。

例如谢原利[22]等采用弗罗里硅土、活性炭混合柱净化土壤萃取液，依次用5mL正己烷、5mL丙酮预淋洗净化柱，待干后由下往上依次装填少量脱脂棉、5g弗罗里硅土、0.2gCleanertPestiCarb活性炭、1cm无水硫酸钠；

用15mL正己烷淋洗活化柱床后，将2mL萃取液转入柱内，用50mL丙酮-正己烷混合溶液（1：

1）淋洗，收集淋洗液氮吹至1.0mL待测，平均回收率为86％～104％。

凝胶渗透色谱法是目前比较新的样品净化方法，它主要去除萃取液中的大分子、脂肪、色素等物质，但缺点是费时废溶剂，二次处理成本高。

该技术用于毒杀芬萃取液的净化还较为少见。

14.3.1.2土壤中毒杀芬的色谱分析技术

土壤中毒杀芬的色谱分析技术主要有气相色谱法、气相色谱/质谱联用法、液相色谱法和液相色谱/质谱联用法。

1气相色谱法

气相色谱法是一种快速、灵敏、高效的测定方法，主要使用电子捕获检测器，由于电子捕获检测器对含电负性基团物质具有很高的响应值，对含氯化合物的检测下限达到0.2-10ng/L。

毒杀芬含多个氯原子，具有很强的电负性，以前普遍采用电子捕获检测器进行检测。

但由于毒杀芬性质特殊，种类繁多，谱图复杂，气相色谱法检测时极易受其它物质干扰，甚至于无法对毒杀芬准确定性，从而导致定量结果不准确。

例如谭培功[23]等采用GC-ECD测定环境空气中四种毒杀芬单体含量。

在5~180μg/L范围内，浓度与峰面积有良好的线性关系，曲线的相关系数为别为0.99-0.9997，检出限范围在0.39~0.49μg/L。

2二维色谱法

例如张兵[24]等采用全二维色谱法测定土壤中的毒杀芬。

第一根色谱柱为非极性的DB-XLB（20m×

0.25mm×

0.25μm）；

第二根色谱柱为中等极性的BPX-50（2m×

0.10mm×

0.1/am）；

恒流模式下载气流速：

0.7mL/min；

调制器：

毛细管柱的长度为lm，内径为0.10mm，调制周期为7.0s，热持续时间为300ms，热喷嘴温度为320℃，冷喷嘴氨气流速为18L/min；

进样口温度：

260℃；

进样最：

1pL；

程序升温：

初始温度为120℃，以10℃/rain的升温速率温度升至200℃．再以l℃/min的升温速率升温至300℃。

ECD检测器：

温度300℃；

补偿气流速为60mL／min；

数据采集速率为200Hz。

以信噪比S/N=3确定方法检出限为0.039～0.482μg/L，RSD在5％～19％之间。

该方法与谭培功采用GC-ECD方法比较，不仅测定毒杀芬单体种类更多，检出限也更低，说明全二维较一维色谱具有更加优异的分离性和灵敏度。

3色谱质谱联用技术

质谱法的优点不仅能准确定性化合物的组成和结构，而且定量能力也很强，所以质

谱与气相色谱联用，不仅有效减少混合物之间相互干扰，而且通过化合物的不同定量离子对混合物各组分进行准确定性和定量。

目前气质联用的电离源主要有电子轰击电离源（Electron

ImpactIonization，E1）、负化学电离源（NegativeChemistryIonization，NCI）、正化学电离源（PositiveChemistryIonization，PCI）等。

①单级质谱

EI源对毒杀芬分析响应值较高，毒杀芬分子电子轰击可以形成分子脱C1、HCl、CHCl2或CH2C1等的碎片离子，从而形成质荷比为M/z375、m/z339、m/z303、m/z293、m/z231、m/z195、m/z159、m/z125等的离子，例如王明泰[25]等采用GC-EI-MS测定纺织品中的毒杀芬残留量，检出限为0.5mg/kg。

负化学电离源是灯丝发射电子与反应气分子发生碰撞减少能量，然后被样品分子捕获产生负离子的分子-离子反应，这种方法是一种“软电离”方法，可以避免分子离子进一步碎裂，质谱图中分子离子峰较强，碎片峰少，易得到被测样品分子离子峰，提高其检测灵敏度，并减少了杂质峰干扰，并且负化学电离源对具有强电负性物质有高选择性和高灵敏度，常用于多氯联苯、毒杀芬、多溴联苯醚等电负性强物质的分析。

毒杀芬分子中有多个氯原子，具有很强电负性，NCI条件下有很高灵敏度，其特有的莰烷、莰烯结构使其分子离子不稳定，在NCI条件下形成[M]-、[M-C1]-、【M-HCl]-等碎片离子，成为目前毒杀芬检测中最常使用的方法。

例如劳文剑[26]采用NCI测定沉积物和鱼肉中毒杀芬的8个同类物含量，其中P26、P50、P62的仪器检出限分别为0.5、0.5、5.0pg。

②串联质谱

采用串联质谱不仅可以提高分析物质的灵敏度，而且可以去掉很多杂质的干扰，极大降低复杂基质萃取（例如：

土壤）产生的基质效应。

例如张兵[27]等采用串联质谱分析土壤中的毒杀芬。

其主要仪器参数如下：

电子轰击源（EI），电子能量：

50eV，离子源温度：

230℃，双四极杆温度：

150℃，碰撞气：

He2.25mL/min、N：

1.5mL/min。

采用多反应监测（MRM）方式进行数据采集。

P26、P50及P62的绝对检出限范围在3.0~6.0pg。

14.3.2其他分析方法

毒杀芬的其他分析方法还有酶联免疫分析法、化学快速检测技术、生物传感器法、活

体检测法等，这些方法具有使用便于携带、简便、价格低和速度快等优点，广泛用于食品、环境、农药、兽药的样品筛选中。

14.4国内外相关标准分析方法

美国环境保护署（EPA）将毒杀芬列入优先控制有机污染物名单中，研讨持久性有机污染物对人和其他生物体的毒副作用，并建立了针对毒杀芬的的分析方法，日本、欧盟等国也相继研究了毒杀芬的污染现状、它的环境迁移及转化行为、生态毒性、污染源控制策略及治理等。

我国也在近几年展开了相关的研究工作。

14.4.1国外相关分析方法

目前EPA颁布检测毒杀芬的标准方法有EPAMethod505，EPAMethod508（毛细柱GC/ECD），EPAMethod608，EPAMethod617，EPAMethod625，EPAMethod8250A，、EPAMethod4040、EPAMethod8081A、EPAMethod8276等。

EPAMethod505：

微萃取和气相色谱法测定饮用水、地表水、地下水、水源水中有机卤化农药、多氯联苯和毒杀芬，35mL样品用2mL正己烷萃取，进样2μL，气相色谱分离，双柱定性，ECD检测器检测。

毒杀芬检出限1.0μg/L，加标浓度10、80μg/L时，平均回收率范围110%~114%，标准偏差范围9.5~13.5。

EPAMethod508.1：

圆盘固相萃取或固相萃取-气相色谱/ECD法测定饮用水和地下水中的有机氯农药和除草剂。

1L水样通过预先老化的C18固相萃取圆盘或柱子富集，再用小体积的乙酸乙酯和二氯甲烷洗脱，再用毛细管色谱柱和ECD检测器系统进行测定。

0.01-0.13μg/L。

加标浓度0.2μg/L，平均回收率为82%，RSD5.7%，检出限0.029μg/L。

EPAMethod608：

气相色谱/ECD检测器市政废水和工业废水中有机氯农药和多氯联苯。

1L水样通过二氯甲烷的液液萃取，佛罗里硅土柱净化，浓缩后采用气相色谱/ECD检测器测定。

检出限为0.24μg/L。

EPAMethod617：

气相色谱/ECD测定市政废水和工业废水中有机氯农药和多氯联苯。

1L水样通过含15%二氯甲烷的正己烷萃取。

EPAMethod617.ThedeterminationoforganohalidpesticidesandPCBsinmunicipalandindustrialwastewater.

EPAMethod8081A：

气相色谱/ECD检测器测定固体和液体中有机氯农药。

液体样品在中性溶液中用二氯甲烷萃取，采用3510（液液萃取法）或3520（连续液液萃取法）或其他合适的技术。

固体样品采用正己烷丙酮或二氯甲烷丙酮的混合溶剂（1:

1，v/v）进行萃取，方法参照3540（索式提取），3541（自动索式提取），3545（快速溶剂萃取），3550（超声萃取）或其他的合适技术。

净化方法可采用3610（氧化铝净化），3620（佛罗里硅土），3630（硅胶净化），3640（凝胶渗透色谱净化），3660（硫净化）。

分析采用毛细管柱气相色谱和ECD检测器。

该方法对于毒杀芬的选择性差，易受其他化合物的干扰。

EPAMethod8276：

采用GC/NCI-MS定量检测水体、沉积物和生物（鱼类）样品中总工业毒杀芬和8个通常有高残留的毒杀芬同类物（Hx-Sed、Hp-Sed、P26、P41、P40、P44、P50、P62）的含量。

此方法测定的是可以准确定性定量的毒杀芬及其同系物。

提取技术参照3500系列，净化技术参照3600系列。

EPAMethod4040：

该方法是采用免疫测定法判断土壤中的毒杀芬是否高于0.5μg/g。

14.4.2国内相关分析方法

我国于1989年将毒杀芬列入“优先控制污染物黑名单”，并相继制订了出口水产品（SN0502-1995）、烟草烟草制品（YC/T180-2004）及纺织品（GBT18412.7-2004）中毒杀芬的检测方法。

SN0502-1995：

出口水产品中毒杀芬残留量检验方法。

样品用石油醚乙腈提取，用佛罗里硅土净化，气相色谱/ECD检测器测定。

0.5mg/kg。

YC/T180-2004：

烟草及烟草制品毒杀芬农药残留量的测定气相色谱法。

粉碎后的干燥样品与弗罗里硅土混合，于索氏提取器中用正己烷萃取农药残留。

无需进一步的净化处理，定容后，直接使用配有电子捕获检测器的气相色谱仪测定。

检出限0.05μg/g。

GB/T18412.7-2006：

纺织品农药残留量的测定第7部分：

毒杀芬。

正己烷超声提取，用GC/ECD测定，外标法定量，或采用GC/MS测定，外表定量。

GC/ECD检出限0.2μg/g，

GC/MS检出限0.5μg/g。

14.5难点分析

土壤中毒杀芬的分析难点在于毒杀芬不是一种或数十种物质的组合，而是数百种上千种单体物质的混合物，并且还带有很多共流出物以及其它的有机氯农药都可能对它造成干扰，因此对它的定性和定量是一项非常复杂和细致的工作。

14.6实例

本应用实例来自于EPA方法8276。

14.6.1适用范围

本方法采用气相色谱/负离子化学电离源质谱测定固体和液体中的毒杀芬及其同系物。

方法的重点在于负离子化学电离源的质谱分析条件。

可分析的毒杀芬同系物如下：

Hx-sed、Hp-Sed、P26、P40、P41、P44、P50、P62。

14.6.2规范性引用文件

EPA8000、EPA3500、EPA3600、EPA8276

14.6.3方法原理

采用EPA3500和EPA3600的提取方法和净化方法对土壤沉积物等固体样品进行提取和净化等前处理，前处理结束后，用气相色谱/负离子化学电离源质谱进行检测，根据色谱的保留时间定性，特征离子的峰面积和4~6个总离子面积进行定量。

14.6.4试剂和材料

⑴试剂水：

不含有机物。

⑵正己烷：

色谱纯，经色谱检验无目标化合物检出。

⑶丙酮：

⑷乙酸乙酯：

⑸二乙醚：

⑹异辛烷：

⑺储备标准：

1000mg/L，购买相关有证标准或采用纯物质进行配制。

⑻混合储备标准：

将单独的储备标准混合后配制。

⑼校正标准：

用异辛烷或正己烷或者合适的萃取试剂稀释混合储备标准配制至少五个不同浓度点的校正标准。

毒杀芬的推荐标准浓度点为50~400pg/μL，在不同的仪器条件下可以进行扩大。

分析人员必须仔细分析毒杀芬的谱图，因为一些毒杀芬，特别是多氯代毒杀芬可能会有脱氯反应，所以不同厂家的标准要进行认真比对。

⑽内标-PCB同系物204#，最终浓度范围在50~100pg/μL。

⑾替代物标准-ε-HCH和PCB#209

⑿无水硫酸钠：

400℃烘烤4h，优级纯。

⒀石英砂：

400℃烘烤4h，分析纯。

14.6.5仪器和设备

14.6.5.1前处理设备

⑴提取设备：

可选择索式提取仪、超声提取仪、微波辅助萃取仪、快速溶剂萃取仪、超临界流体萃取仪等设备。

⑵净化设备：

可选择固相萃取小柱净化装置、凝胶渗透色谱净化装置、硫酸净化法

14.6.5.2气相色谱质谱仪

⑴气相色谱：

带分流/不分流进样口、色谱工作站（Agilent7890A）

⑵色谱柱：

DB-XLB，30m×

0.25mm×

0.25μm

⑶四级杆质谱：

负离子化学电离源模式（CI气体为甲烷）

14.6.6样品

14.6.6.1样品的采集和保存

按照HJ/T166的相关规定进行土壤样品的采集和保存。

按照GB17378.3的相关规定进行沉积物的采集和保存。

采集样品的工具应用金属制品，用前应经过净化处理。

样品萃取液储存于6℃以下，避光保存，储存在带聚四氟乙烯的玻璃瓶中。

萃取液应在萃取后40d内分析。

14.6.6.2试样的制备

实验室内取出样品瓶，恢复至室温后，称取定量样品，再加入无水硫酸钠除去水分。

14.6.6.3含水率的测定

土壤样品含水率的测定按照HJ613执行，沉积物样品含水率的测定按照GB17378.5执行。

14.6.6.4空白样品

取不含目标化合物空白土壤混合相同重量的无水硫酸钠待测。

14.6.7样品前处理及色谱分析

14.6.7.1提取

样品可以采用如下方法进行处理。

表4EPA的样品前处理方法

基质

方法

水

3510、3520

土壤/沉积物

3540、3541、3545、3550、3562

纺织品

14.6.7.2萃取液净化

萃取液的净化可以采用以下方法进行。

⑴方法3610-氧化铝净化，用于消除酞酸酯。

⑵方法3620-佛罗里硅土净化，用于从脂肪类化合物、多环芳烃、含氮化合物中分离有机氯农药。

⑶方法3630-硅胶净化，从干扰中分离单一或多组分有机氯化合物。

⑷方法3640-凝胶渗透色谱净化，去除大分子量化合物。

⑸方法3660（硫净化），消除可能存在的硫干扰。

在毒杀芬的测定中虽然不会干扰毒杀芬特定离子的监测，但色谱共流出物仍然会影响色谱峰形以及NICI离子源的反应。

⑹方法3665（硫酸净化），消除不稳定有机物。

14.6.7.3调谐

首先在NCI条件下对仪器进行调谐，使用CI自动调谐模式，使用甲烷作为调谐气体并在CI模式下操作。

当源压力达到设定值并稳定后，使用NCI调谐文件进行手动调谐和校正。

压力稳定大概需要45min。

14.6.7.4色谱质谱分析

⑴色谱条件

色谱柱：

DB-XLB（30m×

0.25μm）

205℃；

载气：

氦气（纯度：

99.999％），1.2mL/min，载气初始压力10.4Psi；

进样模式：

全不分流进样；

吹扫流量：

60mL/min；

吹扫时间：

1min；

传输管线温度：

280℃；

柱温：

60℃保持1min，以10℃/min升至150℃，以3℃/min升至260℃，再以20℃/min升至320℃，保持0.33min，最后以50℃/min升至330℃，保持3min；

⑵质谱条件

MS模式：

负离子化学电离源模式；

CI气体：

甲烷；

CI气体流速：

40%；

源压力：

N/A；

四级杆温度：

150℃；

离子源温度：

160℃；

溶剂延迟：

15min；

扫描模式：

SIM；

SIM参数：

分辨率：

低；

停留时间（ms）：

35；

SIM分组：

1组；

扫描起始时间：

溶剂延迟结束时；

扫描离子：

306.9、308.9、310.9、340.9、342.9、344.9、376.9、378.9、380.9、410.9、412.9、414.9、444.8、446.8、448.8、429.8（IS）、410.8（ISO2rxn）、254.9（Surr）、497.7（Surr）；

毒杀芬各单体定量