农药残留检验方法系列讲座(65)叶类蔬菜有机氯农药残留测定过程中的提取和净化 摘 要 用柱萃取法提取,
气相色谱2电子捕获检测器( GC-ECD) 测定蔬菜中的多种有机
氯农药. 比较了不同提取溶剂对蔬菜中有机氯农药的提取效率. 就回收率而言, 正己烷和丙酮 (V/ V , 4∶1) > 石油醚和丙酮 ( V/ V , 4∶1) > 二氯甲烷和丙酮 ( V/ V , 4∶1) > 纯正己烷. 用正己烷和丙酮作提取溶剂时, 12 种有机氯农药中有10 种的回收率在80 %以上, 变异系数在1 % ~15 %之间. 不同固相萃取(SPE) 填料对有机氯农药的纯化效率为: 硅胶对目标物质的净化效率要高于硅藻土和氟罗里硅土, 硅胶做填料时变异系数在15 %以下. 因此, 本实验认为用正己烷和丙酮( V/ V , 4∶1) 做提取剂、选择硅胶做填料能够对蔬菜中多种有机氯农药有较好的提取和净化效果, 是一种较理想的蔬菜中有机氯农药的分析方法.。
本文由中国科学院南京土壤研究所的郜红建、蒋 新、王 芳、卞永荣、赵振华、王代长、和焦文涛等研究人员所完成的国家杰出青年科学基金和国家重点基础研究发展规划项目的部分内容,摘自《环境化学》第23 卷 第5 期,现全文介绍如下。
前 言
蔬菜中有机氯农药的测定过程中, 样品的提取和纯化过程是前处理成败的关键. 蔬菜中有机氯农药的残留可以用正己烷、丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙腈、甲醇或以它们不同比例的混合溶剂进行提取[1 —6 ] . 纯化过程可以选择氟罗里硅土、硅胶、硅藻土、活性炭等材料作为吸附介质进行净化[1 , 4 , 7 , 8 ] . 但不同提取溶剂和净化材料的结构和性质各不相同, 其提取和净化效率有很大差别。
本文研究柱萃取法提取蔬菜中的有机氯农药, 并比较不同提取剂对这类农药的提取效率, 不同固相萃取(SPE) 填料的净化效果, 从而选择最佳的提取溶剂和净化材料,为蔬菜中有机氯农药的常规分析提供理论依据
实 验
1 实验方法
1.1 农药和蔬菜
α-HCH , β-HCH , γ-HCH , δ-HCH , p,p’-DDT , p,p’-DDE , p,p’-DDD , o,p’-DDT ,o,p-DDE , 狄氏剂、异狄氏剂和六氯苯标样 (购自德国Dr. Ehrenstorfer 公司) 用正己烷溶解, 配制成1mg·ml - 1的母液, 用时稀释。
青菜矮脚黄( Brassica Chinensis L) 样品采自南京市六合蔬菜基地. 取2.5kg 样品带回实验室后, 用四分法保留1kg , 洗净表面灰尘, 凉干表面水分后粉碎. 取一定量的蔬菜样品放入40ml 离心管, 加入已经配好的有机氯农药的标准混合溶液, 使各种农药在蔬菜中的浓度为100ng·g- 1 . 在涡旋振荡仪上充分混合后, 在室温下密封保存24h.
1.2 样品的提取和纯化
取2.0g 蔬菜样品, 1.0g 石英砂和20.0g 无水硫酸钠, 放入研钵中, 充分研磨后装入玻璃柱(30cm ×1.5cm) . 分别用30ml 正己烷和丙酮.( V/ V , 4∶1) 、石油醚和丙酮.( V/ V , 4∶1) 、二氯甲烷和丙酮.( V/ V , 4∶1) 缓缓淋洗玻璃柱, 将流出液收集在100ml分液漏斗中, 加入10ml 浓硫酸去除提取液中的色素, 10.0ml 2 %的硫酸钠溶液去除水溶性杂质, 将有机相转移到50ml 梨形蒸馏瓶中, 在旋转蒸发仪上浓缩至约1.0ml , 然后通过SPE 柱进行净化.
在SPE 柱中依次加入1.0g 无水硫酸钠, 1.0g 填料 (硅胶、硅藻土和氟罗里硅土)和1.0g 无水硫酸钠. 用8.0ml 石油醚淋洗SPE 柱, 然后将1.0ml 的浓缩提取液转入SPE柱, 最后用10.0ml 石油醚和二氯甲烷 (V/ V , 9∶1) 洗脱. 洗脱液在旋转蒸发仪上浓缩至约1.0ml , 转移到1.0ml 容量瓶中, 用氮气流吹蒸定容, 移入进样瓶中备测.。
1.3 GC-ECD 分析
Agilent 6890/ ECD 63Ni
气相色谱仪, HP-5 色谱柱 (30m ×0.32mm ×0.25μm) . 进样口温度220 ℃; 检测器温度280 ℃; 程序升温: 初始温度60 ℃, 保持1min ; 以20 ℃/min-升到140 ℃, 保持5min ; 然后以12 ℃/min升到280 ℃, 保持4min ; 不分流进样; 载气为高纯氮气, 流速1.5ml·min - 1 ; 柱前压50kPa , 进样量1μl , 外标法定量.
2 不同提取溶剂的提取效率
图1 给出了不同提取溶剂对蔬菜中有机氯农药的提取效率. 从图中可以看出, 正己烷的提取效率较低, 其回收率在8.9 % —83.7 %之间, 大多小于60 % , 只有少数在70 %以上. 这可能是因为有机氯农药与蔬菜组织充分作用后结合较牢, 仅仅用正己烷做提取剂, 由于其疏水性较强, 不能到达蔬菜组织的内部, 从而使它的提取效率较低. 正己烷/ 丙酮.( V/ V , 4∶1) 做提取剂时, 大大提高了提取的效率, 对12 种有机氯农药的提取的回收率在61.4 % —125.8 %之间, 其中, 10 种农药的回收率在80 %以上. 对农药的提取效率依次为: DDT 类> 六氯苯> 六六六类> 狄氏剂和异狄氏剂. 狄氏剂和异狄氏剂的回收率相对较低, 均在70 %以下, 这可能与在提取时用浓硫酸磺化法去除提取液中的色素, 使部分狄氏剂和异狄氏剂损失所致. 石油醚和丙酮.(V/ V , 4∶1) 做提取液,其提取效率优于(或高于) 正己烷, 而低于正己烷/ 丙酮. 绝大部分物质的回收率在70 %以下, 只有少数物质的回收率高于80 %. 而二氯甲烷和丙酮.(V/ V , 4∶1) 的提取效率比石油醚和丙酮.( V/ V , 4∶1) 还要低. 综上所述, 不同提取溶剂对蔬菜中有机氯农药的提取效率为: 正己烷和丙酮.(V/ V , 4∶1) > 石油醚和丙酮.( V/ V , 4∶1) > 二氯甲烷和丙酮.( V/ V , 4∶1) > 正己烷. 因此, 本实验认为正己烷/ 丙酮(V/ V , 4∶1) 对蔬菜中的多种有机氯农药有较好的提取效果.
3 不同萃取材料的净化效率
固相材料性质不同的固相萃取柱, 对环境样品的富集和净化效率也有不同. 不同固相萃取(SPE) 填料对12 种有机氯农药的纯化效率为: 硅胶> 氟罗里硅土> 硅藻土(图1) . 不管选择何种提取剂, 硅胶对目标物质的净化效率要高于硅藻土和氟罗里硅土, 且硅胶做填料时其相对标准偏差较低, 在15 %以下. 因此, 选择硅胶做填料能够对多种有机氯农药达到较好的净化效果.
4 分析方法的可靠性
为了验证本实验所得结果的可靠性, 选择正己烷/ 丙酮 (V/ V , 4∶1) 作提取溶液,用硅胶做固相萃取柱的净化材料, 测定12 种有机氯农药添加浓度为200ng·g- 1的蔬菜样品, 其提取和净化效率与国家标准方法[9 ]和美国EPA 的方法[10 ]进行比较, 其结果见表1.
从表中可以看出, 本实验有机氯农药的提取和净化方法要优于国标法, 表现为回收率普遍高于国标法. 与美国EPA 的方法相比, 其回收率基本上与之接近, 其中β-六六六和六氯苯的回收率还略高于EPA , 说明本实验所得到的方法对蔬菜中痕量有机氯农药的定量分析是准确可靠的。