（农药学专业论文）土壤和水中有机氯农药的分析方法研究.pdf

土壤和水中有机氯农药的分析方法研究 摘要 本文主要研究土壤和水中有机氯农药的前处理方法：利用常压微波萃取法提取土 壤中1 3 种有机氯农药、炭石灰固相萃取柱提取水中滴滴涕和六六六，及固相膜萃取 法提取水样中1 2 种有机氯农药。本文分别试验了影响三种方法提取效果的条件，并 进行了优化，为快速、简单和准确地分析环境中有机氯农药残留提供科学的依据。 实验找到了较为理想的分析有机氯农药的仪器条件，还分析了异狄氏剂( e n d r i n ) 和b p ：d d t 在气相色谱迸样口的分解情况。 利用常压微波萃取、佛罗里硅土柱净化、气相色谱法( e c d ) 测定土壤中1 3 种 有机氯农药。实验对佛罗里硅土柱净化进行了研究，还试验了影响常压微波萃取的各 种因素，包括提取溶剂种类及用量、提取时间、提取温度和提取功率，并且优化了提 取的条件。与索氏提取和超声波提取效率进行比较，在所测试的1 3 种有机氯农药中， 只有异狄氏剂( e n d r i n ) 和七氯( h e 仲l c t l l o r ) 的回收率，索氏提取比常压微波提取 高，而超声波提取中七氯( h e p t a c l l l o r ) 、艾氏剂( 俎越n ) 和异狄氏剂( e n d 血) 回 收率比微波提取高。在优化的实验条件下，重复五次实验，得到方法平均回收率为 8 4 2 6 1 0 5 2 ；标准偏差( s d ) 为o 0 0 9 o 1 4 2 n g 儋；相对标准偏差( r s d ) 为0 5 2 5 1 8 6 4 ；方法最小检出限( m d l ) 为o 0 3 3 0 8 5 3 n g 儋。实验表明，常 压微波萃取具有节省溶剂、耗时短及操作简单等优点，是一种较为快速、有效的提取 方法。 炭石灰是一种环保处理剂，是工业合成中的副产物。其主要成分是活性碳( 1 3 ) 和氢氧化钙( c “o h ) 27 3 ) ，比表面积为5 2 6 m g ，性质稳定，成本较低，且 具有很好的吸附性能。利用炭石灰作为固定相萃取水中有机氯农药，有机氯农药能被 炭石灰很好的吸附，并能被适量丙酮和正己烷洗脱。实验研究了洗脱溶剂、水样p h 值及炭石灰负载量等萃取条件对萃取效果的影响，并得到了优化条件。在炭石灰填充 量为0 1 2 9 、洗脱溶剂为4 m l 丙酮和6 m l 正己烷和水样p h = 7 条件下，重复实验5 次，得到有机氯农药回收率在6 9 8 8 1 2 1 9 之间，方法检出限在0 0 2 3 o 1 2 4 n 咖l 之间：相对标准偏差在3 4 0 1 2 9 之间。与液一液萃取比较发现，在8 种滴滴涕和六六六农药中，融6 6 6 、肛6 6 6 和产6 6 6 的回收率用炭石灰固相萃取均有较 好的回收率( 均比液液萃取回收率高) ；而对于b p 二d d e 和卯二d d d ，液- 液萃取的 回收率较好，对于其余的有机氯农药两种提取方法的回收率均相近。 固相膜萃取是一种快速萃取水样中有机氯农药的方法，其具有消耗有机溶剂少、 富集倍数高和耗时短等优点。实验主要研究固相膜( c t 8 ) 萃取水中1 2 种有机氯农药， 然后用气相色谱( e c d ) 测定。实验研究了萃取压力、p h 值、水样流量及活化试剂 等条件对萃取效果的影响，发现一些条件( 如p h 值) 能影响萃取效果。实验给出了 囤相膜萃取水中有机氯农药的优化条件，在实验得到的优化条件下，1 2 种有机氯农 药相对标准偏差为4 7 4 1 2 2 ，方法检出限为0 0 1 4 0 0 4 7 n g m l ，回收率为8 5 9 7 1 2 7 7 。与液液萃取对比实验表明：c 1 8 固相膜萃取对水样中有机氯农药的萃取 效果与液液萃取效果相当。 本文利用上述三种方法分别对实际样品中的有机氯农药进行了分析测定，结果表 明这三种方法是适用于实际样品的测定分析的。 关键词：有机氯农药，常压微波萃取，炭石灰，固相萃取 i i t h ed e v e l o p m e n to fo r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e sa n a i y t i c a lm e t h o d si ns o i l a n dw a t e r a b s t l a c t t l l r e e 柚a l 巾c a lm e t l l o d s ，i n c l u d i n go r d i n a r yp r e s s u r em i c r o w a v e - a s s i s t e de x 仃a c 石仰( m a e ) ， s o 【i dp h 嬲ed i s ke x t r a c t i o na n da c t i v ec a r b o n c a i c i u mh y d m x i d e s o i i dp h a s ec a 州d g ee x t r a c t i o n ， d e v e l o p e df o rd e t e n n i n a t i o no fo 培a 1 1 0 c h l o r i n ep e s t i c i d e s ( o c p s ) i ns o i l 锄dw a t e rs 啪p l e s t h e o 州枷me x 廿a c 廿o np r o c e d u r e so f 龇m e t h o d sw c r ce x 踟i n e d b ye x p e r i m e n t ti tp r o v i d e dt ot h e w n 锄t i e sf o rd e t e f i n i n i n g0 c p si n 锄v i r o l l n l e n t 。 t h ee x p e r i m e 小p r 0 v i d e dt h eo p 石m u mg 硒c h r o m a o g r a p h y ( g c ) c o n d 廿o n sf o ro c p sd e t e c t i o n ， 蛐dr e s e 盯c h e dt h ed e g r a d 鲥o n so f e n d r i n 锄d p ，p 一d d ti ng ci n l e t ， t h eo c p sw e r eu 廿l i z e do r d i n a r yp r e s s l l f em a et oe x 眦t f o l l o w i n gc l e 醐u pb yf 1 0 删a n d d e 塘c t e db yg c e c d n ee x p e r i m e n ts t u d i e df l o r i s i lc o l u mc l e a i l u pp m c e d i l r e st h ei n n u e n c eo f e 咖t i o nt i m e ，s 0 1 v e n p o w e ra n dt e m p e 咖w e m i n v e s t i g a t e d ，a n df o u n dt h eo p 廿m u mc o n d i t i o n s f o ro r d i n a r yp r e s s u r em a e s o x h l e te ) c t r a c t i o n ( s e ) ，u l 懈o n i ce 姗a c n o n ( u e ) 趾do r d i n a f yp r e s s l l r e m a em e t h o d sw e r ec o m p 丑r e di ns o i l ； kr e s u l t ss h o w e dt 1 1 a tt h ef e v e r i e so fe n d na n dh e p t a c h l o r e 妯狮t e db ys ew e 心s u p e r i o r t ob yo r d i n a r yp r e s s u r em a e ，t h ep e r c 锄协g er e c o v e r i e so f h e p t a c h l o r ， e 删n 锄da l “ne x t e db yu ew e r es u p 州0 rt ob yo r d i n a r y p r e s s w 。em a e ，b u tp e r c e n t a g e r e c o v e r i e so fo t h e ro c p sb yo r d i n 哪p r e s s u r em a ew e r ee x c e l l e d 0 1 1s p i k e ds o i ls 锄p l e s ，u n d e rt h e 0 r d i n a l yp r e s s u r em a eo 叫咖mc o n d i 廿0 n sf o r1 3k i n d so fo c p s ，t h ep e r c e n t a g er e c o v 州e sv a r i e d b e t w e e n8 4 2 6 跚d1 0 5 2 ：m es 恤d a r dd e v i a l i o nr 觚g e d 蛔no _ 0 0 9t o0 8 5 3 n 鲍；m er e l a t i v e s t a n d a r dd c v i 撕衄w 髓铀n0 5 2 5 t o1 8 6 4 ；t h ed e 慨t i o nl i m i to f m i sm e t l l o dr a l l g e d 舶mo 0 3 3 t o o 8 5 3r l 醣 t h ea d s o r p t t v ep a i e n t 试o f a c 廿v ec a r b o n - c a l c i u mh y d m x i d ef o rs 0 1 i d p h 踮ee x t r a c t i o n0 f o c p s i nw a t e rw 船i 1 1 v e 吼g a t e df o rm ef i r s tt i m e t h ea n a l y t e sa r eq u a i l 蜘a t i v e l ya d s o r b e do na na “i v e c a r b o n - c a l c i u mh y d r o x i d e - p a c k e dc a r 打i d g e ，a n d 伽e n 曲ea n a l y t e s 瓜a i n e do nt h ec a n n 心ea r e q u a n m a t i v c l yd e s o r b e dw n hs 面协b l e 锄o u n t so fa c e t o n e 趾dh e x a l l e f i l l a l l y 椭ea n a i y t e si nt h ee l u e n t a r ed e t e r m i n e db yg 雒c h r o m a t o 聊h y p 咖e t e r si n n u e n c i n gt h ee x t m c t i o ne 茄c i e n ( i y ，s u c ha sv o l u m e o fm es 锄p l es o l u t i o n ，p ho ft l l es 跚p l e ，s 0 1 i d p h a s ee x 仃a c t i o na d s o r b e n t 咖d 帆ta n dt h ee l u e m s 0 i u t i o na n de i u e n tv o l 响ew e f ee x a m i n e d c o m p 缸a t i v e 咖d j e ss h o w e dm a ta c t i v ee a r b o n c a l c i u m h y d r 0 ) 【i d ew 鹊a t1 哪t 嬲e 胁v ea sl i q u i d - q u i de 硝m t i o n ( l l e ) f o rt h ee x t r a c t i o no f o c p si nw a t e l w h e nt h ee x 缸佻廿o nv o l 岫ew 鹊】e s st h 柚3 0 0 m lt h e r cw 舔n oo c p sd e 蛔n e df o rs 时啉t b no c p s s o l u t j o n t h ea c c u r a c yo f t h e 哪o s e dm e t h o dw a st e s t e db yr e c o v e wm e 鹳u r e m e n t so n 印i k e ds 锄p l e s ， i i i a 1 1 d9 0 0 dr e c o v e r i e sr e s m 协( 6 9 8 8 1 2 1 9 ) w e r co b 协_ m e dc o m p a r e dw i t h 1 i q u i d - l i q u i de x n 旨c 矗o n m e t h o d a n dt h er e l a t i v e 舳d a r dd e v i a t i o nw a sf r o m3 4 0 t o1 2 9 t h ed e t e c t i o n1 i m i to ft h i s m e t h o di s 咖g e 矗d mo 0 2 3t o0 1 2 4 n 咖lf o r d i f f b r e n to c p s s o l i dp h 豁ee x t r a c t i o n ( s p e ) w i t hc 1 8d i s kw a sd e v e l o p e dt oe x t r a c tt h e1 2k i n d so f o c p si nw a t e r 锄dg a sc h r o m a t o g r a p h ye q u i p p e dw n he c dt oa n a l y z et h o s et a i 苫e t c o m p o u i 】d s t h ce x p e r i m e n t i n v e s t i g a i c ds o m ef 如t o r sm a yi n n u e n c et h ee x 衄c 廿o ne m c i 即c yo f c l 8d s k ，s u c ha st l l em a n dp ho f w a t e rs a m p l e ，e l u t 沁ns o l m i o na n de i o nv o l u m e u n d e rt h eo p t h n u me x t r a c t i o nc o n d i 廿o n s ， c o m p a r a t i v es n l d i e ss h o w e d 廿1 a ts p ew j mc 1 8d i s kw a sa tl e a s ta se 位c t e 船l l ef o rt 1 1 ee x t r a c t i o n d l 矗b r e n to c p si nw a t e lt h ea c c u r a c yo f t h ep r o p o s e dm e 幽o dw 私t e s t e db ，r e c o v e r ym e a s u r c m e n t so n s p i k e ds 锄p l e s ，孤dt 1 1 er e c o v e r i e sr e s u n sw e r ef r o m8 5 9 7 t o1 2 7 7 a n dm er e l a t i v es t a i l d a r d d e v i 砒i o nw 嬲f b 衄4 7 4 t 01 2 2 t h ed e 蛔i o nl i m i t0 f t h i sm e l o dr a l l g 酣f 如m0 0 1 3 5t oo 0 4 6 5 n 咖lf o rd i 毹r e n ts u b s 妊m c e s k e yw o r d s ：魄蚰o c l l l 耐n ep e s t i c i d e s ( 0 c p s ) ，o r d i n a r yp r e s s u r em i c r o w a v e _ 嬲s i s t c d e x t r a c t i o n ( m a e ) ，a c t i v ec a r b o n - c a l c i u n lh y d r o x i d e ，s 0 1 i dp h a s e e x t r a c t i o n ( s p e ) 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：移角签字日期：膨月么日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用不同方式在不同媒体上 发表、传播学位论文的全部或部分内容。 学位论文作者签名：形确 导师签名： 诹知q 签字日期：少彳年月z 丙 签字日期：苏加占年g 月巧日 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中摩机氯艇药的分析方法研究 第一章前言 随翥人类科技文明的不断发展与进步，人类面临着越来越多的问题，其中环境污 染是其中一个比较突出的问题。环境污染已对全球构成了卟严莺的威胁。在全球性 的环境污染物中，农药，特别是有机氯农药是一个重要的污染源。在2 0 0 1 年通过的 斯德哥尔摩公约所列的1 2 种持久性有机污染物中，有9 种是有机氯农药。 中国是一个拥有1 3 亿人口的大国，同样面对农药污染的严峻挑战。农药污染不 仅使人民群众的身体健康受到威胁，而且还使我国的农产品参与国际竞争产生了严重 的阻碍。中国已经加入世界贸易组织，在2 0 0 8 年还将承办奥运会，因此，解决农药 污染问题已是迫在眉睫。这不仅能够提供一个清洁的生活环境，还能够提升我国农产 品在国际市场上的竞争能力。本文主要研究的对象就是斯德哥尔摩公约所限制的 有机氯农药，主要研究其在土壤和水介质中残留的分析方法，为快速、简单和准确地 分析环境中的有机氯农药残留提供科学的依据。 1 1 有机氯农药 1 1 1 有机氯农药简介 有机氯农药( o r g a n o c h l 嘶n e p e s t i c i d e s ，o c p s ) ，是一类由人工合成的杀虫广谱、 毒性较低、残效期长的化学杀虫剂。 有机氯农药主要可分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。以苯为原料的 包括六六六、滴滴涕和六氯苯等：以环戊二烯为原料的包括七氯、艾氏剂、狄氏剂和 异狄氏剂等。有机氯农药的物理、化学性质稳定，在环境中不易降解而长期存在。表 l 列出了几种有机氯农药的名称及结构式，表2 列出了几种有机氯农药的物理性质。 表1几种有机氯农药的结构式o t a m e1n e 蛐t u m if 0 珊m ao f s o m e ( ) c p s 鬈警 懈称化瓤结构式 “。6 6 6 * l 嫦，5 争六氧环己烷c 踯k 3 1 9 8 4 6 卢6 6 6 b 1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 六氯环己烷 c 口扛1 6 3 1 9 - 8 5 - 7曾簿 重堡窒些查兰堡主堡奎 圭茎翌查! 宣垫墨查苎箜坌堑查垫! 壅 v - 6 6 6 5 ；一8 9 9 y 。1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 - 六氯环己烷 c 羽6 c 1 6 d 6 6 6 3 1 9 8 6 8 6 _ 1 0 ，3 一，5 ，6 一六氯环己烷 c d k c l 6 z 三攀 对，对，二氯二苯基三氧乙烷 c l d 1 9 c 1 5 5 0 _ 2 9 ，3 + 翟1 1 攀 对，对，二氧二苯基二氯乙烯 c 。h 8 c l 。 7 2 - 5 5 9 。 鼍詈霉 对，对，二氯二苯基二氯乙烷 c l m l 。c 1 4 7 2 5 4 8 一 艾氏剂 3 0 9 0 0 2 狄氏剂 6 0 5 7 1 异狄氏剂 7 2 2 0 8 七氯 7 6 4 4 8 1 ，2 ，3 ，4 ，1 0 ，1 0 一六鲺1 ， 4 ，4 a ，5 ，8 ，8 a - 六氢化，1 ，4 ，c 】2 h l c k 5 ，8 ，二甲撑萘 l 。4 4 7 q 、玉 0 。 c i c | 、囝囝。 。、i 西j 一：翱 c t 山一、上， d 6 6 6 口6 6 6 v 一6 6 6 击6 6 6 p p 1 二d 吼 p p 1 二c 观 1 5 9 1 6 0 3 0 9 3 1 0 1 1 2 1 1 3 1 3 8 1 3 9 2 ( 2 5 ) 0 2 4 ( 2 5 ) 78 ( 2 5 ) 3 14 ( 2 5 33 1 0 4 ( 2 0 ) 37 l o - 7 ( 2 0 ) 2l 1 0 6 ( 2 0 ) 23 x 1 0 0 ( 2 0 ) 1 0 8 1 0 95 1 0 3 ( 2 5 )25 x 1 0 8 ( 2 5 ) 8 900 4 ( 2 0 )65 1 0 4 2 78 1 0 3 78 x 1 0 3 78 x 1 0 3 14 x 1 0 4 8 l 1 0 6 9 1x 1 0 5 14 1 0 4 14 1 0 4 14 x 1 0 4 23 1 0 4 70 1 0 6 98 x 1 0 5 垃：( 呈) 采棉十n i s t 数据厍。 滴滴涕( d d t s ) ，为白色或微黄色的粒状或片状物质，主要由六种成份：n p l d d t 、 。p 乙d d t 、p ，p - d d e 、叩，- d d e 、n po d d d 和o ，pl d d d 。d d t 还能降解为d d e 。1 8 7 4 年德国化学家z e d l e r 首次合成d d t s ，1 9 3 8 年p m u l l e r 博士发现其杀虫活性，到1 9 4 1 年才开始商业化生产，1 9 4 6 年首次投入农业应用。主要用于防治棉花后期害虫、森 林害虫以及卫生害虫等，很多国家己相继被禁用，我国于1 9 8 3 年停止生产，1 9 8 4 年 停止使用这类农药。 六六六( b e l l z e n eh e x a c h l o r i d e ，h c h s 、b h c s ) ，即六氯环己烷，有8 种不同的 异构体，分别以希腊字母命名，其中的丙体( y h c h ) 纯品即林丹，为商品杀虫剂的主 要活性成分。1 9 4 2 年英国的r e 斯莱德和法国的a 迪皮尔同时发现六六六的杀 虫作用。六六六主要用于林业、果树和拌种用杀虫剂。 六氯苯( h e x a c h l o r o b e n z e n e ，h c b ) ，是一种无色针状固体或粉末，可用于杀死影响 农作物根部的真菌，可用作种子的处理剂和防治小麦黑穗病，同时六氯苯也可作为生 产五氯酚钠的中间体。 艾氏剂( a l d r i n e ) ，属于氯代环戊二烯类，是一种应用于土壤中，拌种防治蝼蛄、 蛴螬和金针虫等地下害虫及其它害虫的杀虫剂，艾氏剂在土壤中易被氧化成狄氏剂。 狄氏剂( d i e l d r i n ) ，其化学性质很稳定，遇碱、弱酸和光都不分解，半衰期为5 年。狄氏剂对昆虫有极强的杀虫作用。主要用于控制白蚁及纺织品害虫，同时也用于 控制昆虫引起的疾病以及农作物土壤中的昆虫 异狄氏剂( e n d r i n ) ，是狄氏剂的异构体，为白色晶体，不溶于水。其主要用于棉 花和谷物害虫，同时也用于控制老鼠和野鼠等啮齿类动物。 七氯( h e d t a c h l o r ) ，主要用于杀死土壤中的昆虫和白蚁，也广泛用于杀死棉花害 虫、蝗虫、农作物害虫及携带疟疾的蚊子。 1 1 2 有机氯农药的污染现状及其危害 1121 我国有机氯农药的污染现状 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氧农药的分析方法研究 多数有机氯农药属于持久性有机污染物( p e r s i s t e n to 磁a n i cp 0 1 i u t a n t s ，p o p s ) ， 这主要是由其物理化学性质决定的。有机氯农药具有高度的物理和化学稳定性，其沸 点高、蒸汽压低( 口- 6 6 6 在2 0 时的蒸汽压为3 7 1 0 。7 p a ) ，在水中的溶解度低，在 环境中残留时间长，短时期内不易分解，在土壤中降解一半所需时间为几年甚至十j 几 年，表3 列出了几种有机氯农药在土壤中的残留时间。土壤中残留的有机氯农药可随 径流进入水体、随大气飘移至世界各地，然后又随雨雪降到地面。 表3 有机氯农药在土壤中残留时间。 t a “e3t t e 挖s i d l l e0 f o ( p sj n 蜘1 有机氧农药 消失9 5 所需要的时间( 年) 时间范围平均时间 注： 数据来源于青岛环保局。 有机氯农药还具有较高的生物稳定性，具有很高的脂溶性，极易贮存在生物体的 脂肪组织中，如狄氏剂的生物富集因子为3 1 0 3 。有机氯类农药还容易在生物体的肝、 肾、心脏等脂肪组织中蓄积。水生生物对有机氯农药的富集能力更高，浓度可比周围 水中的浓度高数万倍【1 】口如在水生生物链中，d d t s 在水体中的浓度约为3 n g l ，而 在食鱼鸟类的体内浓度刚高达2 5 h l g 凡( 1m l = 1 0 6 n g ，l ) ，通过食物链，d d t s 的浓度 被放大了百万倍以上。 我国虽然禁止使用有机氯农药已经很多年，但是在对我国水体和土壤的检测中还 是有很高的检出率。这也表明有机氯农药对环境的污染是相当普遍的。表4 列出了我 国部分地区有机氯农药污染的情况【2 8 】。 表4 部分地区有机氯农药污染情况 t a b l e 4 n e p 0 1 o no f o c p s l n 娜ed i 咖c t 检测对象 检测年份污染情况 太湖沉积物 大连湾附近海域的沉 积物 d d t 及其代谢产物、 i c h 的异构体、艾氏剂、狄氏剂、六氯苯、七 2 0 0 0 氯等在几乎所有的样品中均被检出。 大连湾表层沉积物中梭出六六六4 种、滴滴涕3 种，还有艾氏荆、狄 1 9 9 9 氏剂、异狄氏剂检出。 此外，有机氯农药还对我国的水体造成了不同程度的污染，在我国的几大水系中， 如长江、淮河、珠江、岷江、闽江和辽河等水体中都存在有机氯农药的污染情况【9 。”。 有机氯农药还大量存在于与人类密切相关的食物( 蔬菜、水果、粮食及水产品等) 和中药材中，梁洪军等人【”】对大米中有机氯农药残留随机抽取测定，测得_ 6 6 6 残 留量在0 1 4 1 “g 儋1 1 0 7 8 峙幢之间，n p | - d d t 残留量在o 0 8 3 9 吲g 00 8 7 2 蚓g 之 间。薛秀玲等人【16 】对福建沿海养殖的贝类中的有机氯农药测定表明，d d t s 对福建沿 海经济贝类的污染较明显。宋平顺等人口7 】对甘肃省人工栽培的中药的检测表明，在许 多的中药材中均有有机氯农药检出。 由于有机氯农药属于持久性有机污染物，在环境中不容易降解而长期的存在，因 此，一些原本没有使用过有机氯农药的地方，也会由于有机氯农药通过大气长距离输 送、降雨和降雪等方式使这些地区遭受污染1 9 】。如姚子伟等人对北极地区表层海 水中的有机氯农药污染状况的测定表明，白令海及楚科奇海区均存在有机氯农药，这 主要就是通过大气的长距离输送作用造成的。刘秀芬等人【2 0 】对南极地区海中的鲍鱼样 品都有不同程度的六六六和d d t s 的检出，这也能说明上述的观点。 1 1 2 2 有机氯农药的危害 环境中存在的有机氯农药对人类及其它生物都造成了严重的威胁，这主要是因为 有机氯农药在环境不容易降解，通过生物的富集作用，然后再通过食物链进入人体或 生物体内造成积累而发生作用。由于有机氯农药具有很高的脂溶性，在生物体内不易 被代谢降解而排出体外，因此很容易在生物体内富集，特别是在水生生物( 如鱼类) 体内的富集倍数就更高【2 “。当人类再食用后便在体内积累从而对人类的健康产生危 害。有机氯农药的人及动物的危害主要有以下几点1 2 2 j ： 1 慢性毒作用。连续接触、吸入或食用较小量( 低于急性中毒剂量) 的农药，农 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氯农药的分析方法研究 药在人体组织内逐步蓄积，将引起慢性中毒。中毒者主要表现为食欲不振、i ：腹部和 肋下疼痛、头晕、头痛、乏力、失眠、噩梦等。 2 影响酶类。许多有机氯杀虫剂可以诱导肝细胞微粒体氧化酶类，从而改变体 内某些生化过程。此外对其他一些酶类也有一定影响，如对多种三磷酸苷酶具有抑制 作用。 3 影响内分泌系统。有机氯杀虫剂具有雌性激素的作用，可以干扰人体内分泌 系统的功能。 4 影响生殖机能。有机氯杀虫剂对鸟类生殖机能的影响主要表现在使鸟类产蛋 数目减少，蛋壳变薄和胚胎不易发育，明显影响鸟类的繁殖。此外，有机氯杀虫荆对 哺乳动物的生殖能力也有一定影响。 d d t s 能抑制雄激素与雄激素受体的结合，从而干扰正常的生殖和发育盼24 1 。此 外还有许多研究证明d d t s 与乳腺癌的发生率有关系盼2 “，实验表明血浆中所含的 d d e 水平较高可增加女性乳腺癌的发生率【2 7 】。gd ej o n g 的研究发现，艾氏剂和狄氏 剂与啮齿类动物的肝部肿瘤发生率有关系【2 引。动物实验表明：六六六会使大鼠体内一 些酶的活性发生改变【凹l ；七氯会影响鼠类的生殖系统p o 】；狄氏剂可使新出生的水蚤 中雄性水蚤所占的比例下降，从而改变出生水蚤的性别比例9 ”。有机氯农药不仅能危 害人与其它生物，有机氯农药还能影响土壤中微生物群落的结构【3 2 】。总之，有机氯农 药对人类及其它生物的安全均产生了严重的威胁，消除有机氯农药的污染已经是刻不 容缓。 1 2 目前国内外有机氯农药的样品前处理及分析方法 由于环境中残留的有机氯农药对人类和环境均产生了严重的威胁，同时随着社会 对环境保护和食品安全的日益关心，各国政府制定出越来越严格的农药残留法规。因 此，近年来。前处理技术不断的得到改进，出现了许多优秀的样品前处理新技术。这 些新技术的共同特点是节省时间、减轻实验中的劳动强度、节省了有机溶剂、减少样 品的用量及前处理自动化水平高p 3 1 。 1 2 1 目前国内外有机氯农药样品制备技术 1 2 1 1 提取方法简介 一般说来，对环境样品中残留有机氯农药的提取分析，是一个相当繁琐和耗时的 样品处理过程，目前国内外对环境样品中有机氯农药的提取方法大致有以f 几种：提 6 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氯农药的分析方法研究 取固体( 或半固体) 样品的索氏提取法( s o x h 】e te x t r a c t i o n ，s e ) 、超声波提取法 ( u l t r a s o n i c w a v ee m r a c t i o n 、u e )、加速溶剂提取法 ( a c c e l e r a t e ds o l v e n t e x t r a c t i o n ，a s e ) 、超临界流体萃取法( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，s f e ) 、微波辅 助提取法( m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) 、基质固相分散技术f m a t n xs o l i d p h a s e 磷s p e r s i o n ，m s p d ) ；处理水样的方法有液液萃取法( l i q u i d “q u i d e x t r a c t i o n ，l l e ) 、固相萃取法( s 0 1 i d _ p h a s ee x t r a 吐i o n ，s p e ) 和固相微萃取法 ( s o l i d p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 等。其中s p m e 也可以处理固体( 或半固体) 样品。表5 列出了各种提取方法的区别。 表5 各种提取方法的比较 t 曲i e5t h ed i m 籼c e so f e x t a c t i o n 注：指高温高压微波萃取法。 7 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氰农药的分析方法研究 图1 索氏提取装置 f i g1t h ea p p a r a t u so fs o x h ie te 】c t r a c t i o n 图卜l 中：1 冷凝管；2 脂肪提取器；3 滤纸筒；4 虹吸管；5 蒸汽管；6 萃 取瓶( 圆底烧瓶) 图2 加递溶剂提取装置 f i g2t h ea p p a r a t u so fa c c e i e r a t e ds o lv e me x t r a c t i o n 121 2 各种方法在提取有机氯农药中的应用 索氏提取法是一种经典萃取方法，在当前有机氯农药样品的制备中仍有着广泛的 应用【”，35 1 。美国e p a 将其作为萃取有机物的标准方法之一，其它方式制备分析的有 机物一般都与其对比。 超声波提取具有不需要加热、操作简单、节省时间和提取效率高等优点，目前在 有机氯农药样品前处理中有广泛的应用3 8 1 。 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氯农药的分析方法研究 虽然超临界流体萃取装置的成本较高，但其具有耗时短和消耗有机溶剂少等优 点，所以在样品前处理中，特别在食品及中草药有效成分提取中仍有较多的使用 3 9 - 4 q ； c n e r i n 还利刚超临界流体萃取测定了青蜂体中的有机氯农药及其代谢物【”】。 加速溶剂提取法被美国e p a ( 环保局) 选定为推荐的标准方法( 标准方法编号 e p a 3 5 4 5 ) 。加速溶剂提取很容易实现自动化，在对土壤和生物样品中有机氯农药的 前处理中都有应用1 4 。4 。 微波萃取就是通过分子极化和离子导电两个效应对物质直接加热【4 ”，且加热均 匀。戴晖报告了用不同比例的丙酮环己烷混合溶剂提取土壤中的有机氯农药，并得 出了合适的溶剂比例m 】。熊国华等报导了土壤样品中含水量不同对微波萃取效果的影 响1 4 ”。0s f a t o k i 等人【4 蜘对比了沉积物中有机氯农药用索氏提取法和微波提取法的 萃取效果。o r i c al o p e z a v i l a 等人【4 9 】用微波提取法萃取了土壤中的有机氯农药并用 酶联免疫法测定，实验得到了令人满意的结果。 基质匿l 梗分散技术于1 9 8 9 年首次提出并应用于处理动物组织样品。基质固相分 散技术最大优点是把样品萃取和净化在一步中同时完成，大大节省实验时间。基质固 相分散技术目前已经广泛应用于蔬菜、水果和动物组织中农药及污染物的测定【5 0 ，5 ”。 固相萃取法可分为固相柱萃取和固相膜萃取两种，水样中固相萃取常用的商品吸 附剂通常为键合硅胶柱( 如l c - c 1 8 、l c c 8 和e n 1 8 ) ，固相萃取柱还可以用活 性炭、纳米炭、x a d 一2 等材料做吸附剂瞪2 引。固相萃取在水样前处理中应用比较广 泛：c a r o l i n eeg r e e n 等人研究了温度和搅拌速度对c 1 s 萃取膜热动力学的影响【5 4 】。 k e o l l 】( a 等人p 卅利用固相萃取测定血清中的有机氯农药，并得到了较好的回收率 ( 8 8 1 1 5 ) 。黄苏宁等人在测定六六六、滴滴涕试验中比较了固相萃取和液一液萃取 两种富集方法，结果表明，固相萃取优于液一液萃取【5 “。 固相徼萃取不是将样品中的目标化合物全部提取出来，而是通过目标化合物在样 品和固相涂层之间的平衡来达到分离的目的【3 ”。固相微萃取是一种简便的无溶剂样品 提取和浓缩技术，其操作简单、快速及所需的样品量少。目前已经许多报导用固相微 萃取测定水中有机氯农药【5 7 ，”】。 v 鑫n i ag o m e sz u i n 等利用新的填料( 聚二甲基硅氧 烷塌e 乙烯醇) 对中草药溶液中的目标物进行顶空固相微萃取，并优化了萃取温度和 时间等条件【5 9 l 。c h a n b a s h ab a s 嘲f 等利用带多孔聚丙烯膜的空管纤维涂层萃取了水 中的1 5 种有机氯农药，实验表明，这种涂层具有高的灵敏度和选择性【6 。 12 2 目前国内外有机氯农药样品的净化方法 净化( c l e a n u p ) 是指用化学或物理的方法除去提取物中对测定有干扰的杂质的 过程。净化是样品前处理中非常重要的环节，目前国内外常用的有机氯农药的净化技 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氯农药的分析方法研究 术有磺化、柱层析和凝胶渗透色谱法( g c lp c r m e a t i o nc h r o m a 【o g r a p h v g p c ) 等。 磺化法是利用浓硫酸除去样品中的脂类、色素等对方法有干扰的杂质，该方法适 用j ：对浓硫酸稳定的有机氯农药，但是不适用于狄氏剂和异狄氏剂等对浓硫酸不稳定 的有机氯农药”。 柱层析法足将提取液与目标物一起通过一根吸附柱，使他们被吸附在具有表面活 性的吸附剂上，然后使用适当极性的溶剂来淋洗，将有机氯农药和杂质分离。目前常 用的吸附荆有佛罗里硅土( 硅酸镁) 、氧化铝、硅胶和活性炭等。朱雪梅等用磺化法 和佛罗里硅土柱层析法净化了含8 种有机氯农药的水稻土样品，得到了较好的效果 啡j 许行义等1 6 2 i 研究了测定土壤中的有机氯农药时，硅胶柱和佛罗里硅土柱净化与 磺化法的效果对比。 凝胶渗透色谱，又称为凝胶色谱或排阻色谱，是样品净化手段之。g p c 的分 离原理与通常使用的柱层析的区别主要是：通常柱层析是利用填料、样品和淋洗剂之 间极性的差别来达到分离目的，而g p c 则是利用化合物中各组分分子大小不同而淋 出顺序先后也不同而达到分离目的，即利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上 渗透程度的不同，使组分分离，而淋洗溶剂的极性对分离的影响并不起决定作用：淋 洗时，脂肪、色素等分子量较大的杂质先被淋洗下来，然后目标化合物按照分子量大 小顺序流出。g p c 常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶和玻 璃珠等，常用的淋洗溶剂有环己烷二氯甲烷、甲苯乙酸乙酯、二氯甲烷丙酮等。由 于g p c 柱子可以重复使用，降低了分析成本，因此g p c 正日益成为农药残留分析中 的通用净化方法6 3 ，钏。李樱等人嗍利用凝胶渗透色谱气相色谱测定糙米中的有机氯 农药；k o i c l l is a i t o 等人 4 4 】利用凝胶渗透色谱，以b i o b e a d ss x 3 作为填料净化生物 样品；此外g p c 对植物样品也有较好的净化效果【6 “。 1 23 目前国内外有机氯农药的分析方法 目前，国内外使用最多的检测有机氯农药的方法主要是气相色谱法( 或气相色谱 质谱联用) ，其它的还有薄层色谱法( 1 1 1 i nl a y ”c l l r o m a t o g r a p h y ，t l c ) 及酶联免疫法 ( e n z v l n e 1 i n k c di m m l l | l o s o r b c n ta s s a v ，e l i s a ) 等。 有机氯农药由于在其分子结构中含有氯原子，而气相色谱中的电子捕获检测器 ( e c d ) 对卤族原子具有高的灵敏度，且气相色谱法具有高选择性、高分离效能、高 灵敏度和快速等优点，因此目前检测有机氯农药常用的手段还是气相色谱法。但是， 气相色谱法对有机氯农药定性测定有一定的困难，而且e c d 线性范围较窄、容易受 背景的干扰、对样品的净化也有很高的要求。故此，目前使用较多的是气相色谱和质 谱( m s ) 技术联用，即g c m s 联用技术测定有机氯农药。g c m s 法不仅根据样品 吉林农业大学硕士论文 土壤和水中有机氯农药的分析方法砰究 中待测组分在图谱上的保留时间，更主要是根据在此保留时间内残留农药裂解的特征 离子碎片，由质谱仪按其分予量和分子结构对农药准确定性，并以此作为定量的依据， 从而克服了由于末净化除去的杂质峰与农药保留时间重叠而造成将杂质峰误判为农 药的缺点。y a oz i w e i 等人利用g c ( u e c d ) 和g c m s 测定了白令海和楚科奇海的 1 9 种有机氯农药 6 7 】。李娟等人用g c m s 测定了土壤中的有机氯农药，并用选择离子 模式( s i m ) 大大的降低了背景干扰，提高了灵敏度【6 ”。此外，用质谱质量分析器离 子阱的时间串联或四极杆的空间串联技术，可对分析物进行二级或更多级质谱分析， 可提高灵敏度，对复杂基体中微量待测物进行测定，对一级质谱无法区分的化合物可 进行进一步的确认1 6 。 酶联免疫法，是基于抗原抗体特异性识别和结合反应为基础的分析方法。