农药残留检验方法系列讲座(54)(下)微波碱解消除土壤中有机氯农药干扰 3结果与讨论
3.1 微波碱解条件的优化
3.1.1微波加热功率、压力的条件 鉴于微波加热特性,为避免加热时间的不均匀性,微波输出功率选择为100%;而为避免溶剂泄漏,将压力控制置于第一档(0.5 MPa),且一次加热时间不超过8 min[3,4]。
3.1.2微波碱解Ops的条件 由于微波功率及压力已确定,因而本实验选择0.16μg PCB
1242+Ops (2 ng 8种Ops+6.4 ng艾试剂、狄试剂,25 ng 8种 Ops+40 ng艾试剂、狄试剂,50 ng 8种Ops + 80 ng艾试剂、狄试剂);碱解液体积(20,25,30 mL)及类型(1 mo1/L KOH-甲醇溶液,1mol/L KOH-乙醇溶液,1 mol/L KOH-甲醇溶液十正己烷 (V/V=4:1));微波加热时间 (2,4,6min) 按四因素三水平正交设计进行试验,选择最佳实验条件。实验结果列于表1。
从表1结果可知α-HCH, β-HCH, γ-HCH, δ-HCH, o , p-DDT、p, p -DDT在本实验条件下均能全部碱解;p , p- DDE碱解率为负值,表示其色谱峰有所增高,主要是由于
p, p-DDE不能完全碱解且其为p , p -DDT的碱解产物的缘故;艾试剂及狄试剂能部分碱解,碱解程度随微波条件而异,在微波加热2 min时,艾试剂、狄试剂只有20%左右的分解,微波加热4 min或6 min其碱解程度可达41.7%~61.6%,由于微波加热6 min后萃取溶剂有10%左右的泄漏,易引起Ops损失使碱解率增加,加热4 min基本无溶剂泄漏,故从总体来说,微波碱解最佳条件为:1 mol/L的KOH-甲醇溶液30 mI,、微波加热时间4 min,本文还在此实验条件下对5 mg/L Ops进行碱解,发现Ops的碱解率与50μg/L含量相当,因而Ops的含量对碱解率影响不大。
本文还进一步就各种Ops碱解后是否具有色谱峰进行了试验,结果α-HCH, β-HCH, γ-HCH, δ-HCH、艾试剂、狄试剂其碱解产物无色谱峰出现,说明这些物质经碱解后不干扰PCBs测定,而o , p-DDT、p, p -DDT, p , p-DDD却出现新峰,但也不干扰测定。经GC-MS确证为o ,p -DDE , p , p -DDE、一氯-2,2一双(对氯苯)乙烯(DDMU)色谱峰,其中o ,p -DDE, p , p-DDE分别为o ,p –DDT、p,p -DDT的分解产物,DDMU为p , p-DDD分解产物(图1)。
本文还对碱解溶剂中是否加入少量水作了对比实验,从实验现象发现加水溶剂其到达指
定压力的速率较快,且溶剂泄漏少。可能是由于水比较容易接受微波能量而使加水溶剂到达
指定压力速率快;另外,水还能与所使用溶剂形成共沸化合物,使有机溶剂挥发性降低而不易泄漏。因而,所有碱解及萃取溶剂都加人2 mL水。
3. 2 微波碱解Ops同时萃取PCBs的效果
称取2.0 g合成土样,于上述最佳碱解条件下进行实验,并同时用正己烷+丙酮( V/ V,1:
1)、甲醇作为溶剂进行萃取,平均回收率列于表2。正己烷+丙酮是最常用的土壤中有机物质的萃取剂,而甲醇由于其具有较强的渗人土壤内部能力也被人采用,从表2结果可知,3种溶剂对于纯标准物质其PCBs的回收率都较高,用l mol/L KOH-甲醇溶液微波碱解与萃取时其PCBs回收率达 98.2%,说明微波碱解没有产生PCBs的损失。1 mol/L KOH-甲醇溶液萃取合成土壤样B中PCBs的回收率为86.4%,与正己烷+丙酮、甲醇溶剂作用结果相当(分别为88.3%,83.7%),且能够较理想地消除合成土壤样A中Ops的干扰,其PCBs的回收率为84.1%,实现了在萃取过程中同时消除Ops的干扰,节省溶剂,操作简单,缩短了分析时间。
3.3 MAAD与离心碱解效果的比较
通过离心碱解与微波碱解的结果(表3)比较,发现离心碱解30 min,β-HCH碱解不完全,
艾试剂(Aldrin)、狄试剂(Dieldrin)碱解率分别为33 . 8 % , 21. 3 % , MAAD时处于高温、高压条件下,β-HCH碱解完全,艾试剂、狄试剂碱解率有一定程度提高,分别达到55.3%、61.6%,p, p-DDE离心碱解含量比MAAD高主要原因是其在微波条件下有部分碱解(约50%)而离心碱解却较少(20 % )。 MA AD较离心碱解另一优势为其可在萃取时同时碱解而离心碱解只能在萃取以后才能进行。
3.4 碱解液(萃取液)净化
为避免碱解液(萃取液)在提取过程中出现乳浊层(特别是正己烷+丙酮),一般使用5 %
NaCI溶液进行洗涤。由于狄试剂碱解不完全,因而利用浓硫酸作进一步处理。实验表明,
经过一次酸处理,狄试剂还有明显残留,二次酸处理可完全消除狄试剂的影响。同时还可去除多数试样中及碱解过程中产生的杂质峰及部分艾试剂。
4 结论
本文优化了微波碱解Ops的条件,在最佳的实验条件下测定合成土壤样中PCBs时能有效地消除Ops对其测定的干扰,PCBs回收率达到84.1%~86.4%,与传统萃取溶剂正己烷+丙酮的萃取回收率相当。微波碱解与萃取相结合,具有快速、高效、消耗溶剂少、准确度高等优点,适用于环境、生物样品中PCBs的快速分析测定。