太湖、洞庭湖野生青虾肌肉中有机氯农药的气相色谱-质谱法测定1

J.LakeSci.(湖泊科学),2009,21(5):[e-mail]©2009byJournalofLakeSciences太湖、洞庭湖野生青虾肌肉中有机氯农药的气相色谱-质谱法测定*1史双昕1,卢婉云2,邵丁丁1,周丽1,张烃1,黄业茹1(1:国家环境分析测试中心,国家环境保护二噁英污染控制重点实验室,北京100029)(2:中国人民大学环境学院,北京100081)摘要:使用气相色谱质谱技术测定了青虾肌肉组织中的8种有机氯农药,包括六氯苯、氯丹、滴滴涕(∑DDTs)、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯和灭蚁灵.对太湖和洞庭湖15个点位29组野生青虾样品的测定结果显示,青虾肌肉组织内残留的有机氯农药主要是六氯苯和滴滴涕,六氯苯含量为nd-13.2μg/kg(湿重),滴滴涕含量为0.790-5.82μg/kg(湿重).洞庭湖青虾肌肉中有机氯农药的含量略高于太湖青虾,两湖青虾肌肉残留有机氯农药在枯水期时的含量多数大于丰水期时的含量.关键词:气相色谱质谱法;青虾;有机氯农药;太湖;洞庭湖DeterminationoforganochlorinepesticidesinwildshrimpsmuscletissueinLakeTaihuandLakeDongtingbyGasChromatogrphy/MassSpectrometrySHIShuangxin1,LUWanyun2,SHAODingding1,ZHOULi1,ZHANGTing1&HUANGYeru1(1:NationalResearchCenterforEnvironmentalAnalysisandMeasurements,DioxinsLaboratoryoftheNationalResearchCenterforEnvironmentAnalysisandMeasurement,Beijing100029,P.R.China)(2:EnvironmentCollege,RenminUniversityofChina,Beijing100081,P.R.China)Abstract:Twenty-nineshrimpsamplesfrom15sitesinLakeTaihuandLakeDongtingwerecollectedandmeasured,and8kindsoforganochlorinepesticides(OCPs)inwildshrimpsmuscletissuewereanalyzedwithGasChromatography/MassSpectrometry.Hexachlorobenzene(HCB),Chlordane,∑DDTs(p,p′-DDT、o,p′-DDT、p,p′-DDE、o,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDD),Aldrin,Dieldrin,Endrin,HeptachlorandMirexwerequantified.TheresultsshowedHCBandp,p′-DDEweredetectedwidelyinallshrimpsamples.HCBresiduesinshrimpmusclerangedfromndto13.2μg/kgandp,p′-DDErangedfrom0.790to5.82μg/kg.MuchhigherconcentrationofOCPswasfoundinshrimp’smuscleofLakeTaihuthanthatofLakeDongting.Inaddition,thelevelsofOCPsinshrimpsmuscleindryseasonswaslittlehigherthaninrainyseasonfortwolakes.Keywords:GasChromatography/MassSpectrometry;shrimp;organochlorinepesticides(OCPs);LakeTaihu;LakeDongting有机氯农药(OCPs)由于其杀虫效果显著,曾被世界各国广泛使用.这类农药化学性质稳定、不易降解和代谢,具有远距离迁移能力和很高的毒性,属于典型的持久性有机污染物(POPs).此外这类农药还具有高疏水性和脂溶性的特征,极易累积于生物体中,并可通过食物链的传递作用昀终危害人体健康,目前全球都面临着POPs污染问题[1].2001年5月由各国政府签署的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(POPs公约)中首批受控的POPs物质中就有9种有机氯农药[2].由于这些物质对生态系统、环境和人体健康的负面影响日益凸现,因而引起各国学者的高度重视和全球社会的普遍关注,尤其在生物和生态毒理学方面已成为当前的研究热点和前沿领域[3].湖泊被认为是POPs的昀终汇集地之一,湖泊水交换周期长,对污染物的稀释能力较弱,是一脆弱的生态系统,湖泊一旦受到POPs污染会遍及整个湖泊生态系统[4].湖泊水生生物可通过水体悬浮颗粒物、沉积物和食物等从它们的生存环境中富集POPs[3],对水生动物的生长发育构成一定程度的影响,并有可*2008-10-28收稿;2009-03-06收修改稿.史双昕,男,1973年生,硕士,工程师;E-mail:[e-mail].(湖泊科学),2009,21(5)632能通过食物链转移给人类.处在湖泊食物链顶端食鱼的鱼类和食鱼的水鸟,它们身体组织和蛋中的POPs浓度很高,是较适合监测湖泊POPs污染的“指示生物”[5],但是由于这些生物的生命周期一般较长,加之湖泊生态环境的变迁,鱼类和食鱼水鸟作为指示生物不一定能够正确指示反映近期湖泊POPs污染的状况[6].青虾在中国是一种分部广泛的淡水虾类,营养丰富味道极佳,是人们喜爱的水产品.青虾在不同年龄段捕食水体浮游生物和底泥生物,体内富集了大量POPs,青虾的生命周期在两年之内,可作为生物指示物种反映近期青虾栖息水环境POPs污染的背景水平.另外,国外还有学者利用虾类的生物毒性反应来确定风险评估值来指示环境介质的风险程度[7-8].因此研究青虾体内有机氯农药的残留具有科学价值并对保护居民的身体健康具有重要现实意义.目前在我国,研究水环境中POPs的介质多集中在沉积物相和水相上[9-13],对水生生物的研究近年才有所增加,而且大多集中在鱼类和贻贝、牡蛎等少数水生物种上[14-22].研究的目标化合物多集中在滴滴涕和六六六上,其他种类的持久性有机物研究的相对较少[16-22].在国内研究太湖水环境POPs残留的较多,而研究洞庭湖的较少[10-13,17,20-21],本文选取太湖和洞庭湖青虾为研究对象,对POPs公约中首批受控的8种有机氯农药共14种目标化合物进行了分析研究.1实验部分1.1样品采集与预处理在太湖8个代表湖区和洞庭湖7个代表湖区共设采集点15个,太湖1#至8#采样点位为:东西太湖界点,沈家,漫山,茭嘴,贡湖,拖山,焦山,大浦(图1),洞庭湖1#至7#采样点位为:南岳坡,君山,麻塘,白塘,营田,东南湖,白沙(图2).2006年4月和9月使用捕虾网分别在各点位采集野生青虾样品29组(白沙点位4月份未采集到样品),每组青虾样品采集质量大于1kg,装入密封的塑料袋置入车载冰箱,运回实验室分析.图1太湖青虾采样点位图2洞庭湖青虾采样点位Fig.1SamplingsitesofshrimpsinLakeTaihuFig.2SamplingsitesofshrimpsinLakeDongting1.2试剂材料与仪器1.2.1化学试剂实验用丙酮、正己烷、乙酸乙酯试剂(TEDIA公司)均为农残级.氯化钠、无水硫酸钠(天津市化学试剂厂):优级纯,在400℃灼烧6h,冷却后储于密闭容器中.氨基SPE小柱(安捷伦公司):标准型,1000mg(6ml);高纯氮气:99.999%,用于样品浓缩;高纯氦气:99.999%,用于GC/MS载气.色谱标准物(100μg/ml):p,p'-DDT、o,p'-DDT、p,p'-DDE、o,p'-DDE、p,p'-DDD、o,p'-DDD、七氯、顺式氯丹、反式氯丹、六氯苯、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵,购自和光纯药工业株式会社.回收率指示物(100μg/ml):滴滴涕-13C(p,p'-DDT-13C12)购自和光纯药工业株式会社.内标物(100μg/ml):氘代菲、氘代芘、氘代屈,购自和光纯药工业株式会社.1.2.2仪器车载制冷冰箱(北京壹伍陆科技公司);多功能食品加工机(SQ2119,上海帅佳电子);均质仪(FA25FLUKO公司);配自动进样器气相色谱-质谱联用仪(岛津公司QP2010GC/MS);旋转蒸发仪(RE111BÜCHI公司)及真空泵;平行蒸发仪(BV180柴田公司);分液漏斗;振荡器.所用器皿均经超声波清洗器清史双昕等:太湖、洞庭湖野生青虾肌肉中有机氯农药的气相色谱-质谱法测定633洗,再经自来水、蒸馏水冲洗,于180±2℃烘箱中烘干,临用前经有机溶剂淋洗.1.3样品处理1.3.1加速溶剂提取仪萃取将青虾剥去头部和外壳,只保留青虾的肌肉组织.取100g左右青虾肌肉在食品加工机上破碎均匀,准确称取5.00g肌肉至100ml试管中,加入50ml丙酮作为萃取试剂,再加入20μl5μg/ml的回收率指示物溶液(p,p'-DDT-13C12)后置于均质仪上,以20000r/min转速均质萃取5min.将萃取液真空抽滤,抽滤液完全转移至500ml分液漏斗,加入纯水350ml和17g氯化钠,充分震荡使氯化钠完全溶解后加入40ml正己烷/乙酸乙酯=3:2(V:V)的混合溶剂,震荡10min后静置10min待其分层,分离有机相,水相加入40ml正己烷和乙酸乙酯的混合溶剂重复以上步骤,分液后的有机相与第一次分离的有机相合并,合并溶液转移到茄形瓶中后在旋转蒸发器上浓缩至10ml,加3-5g无水硫酸钠脱水过滤,滤液转移至200ml茄形瓶中在旋转蒸发器上浓缩至约2ml后,向茄形瓶中加入15ml正己烷,在旋转蒸发器上浓缩至约2ml,连续重复该步骤2次用来替换溶剂.将昀终的浓缩液完全转移至10ml具塞刻度试管中,用平行蒸发仪浓缩至约1ml,待净化.1.3.2净化分离步骤将氨基SPE小柱(1000mg)用18ml正己烷活化.将待净化的样品溶液转移至已活化的氨基SPE小柱上,加入13ml正己烷洗脱,用20ml具塞刻度试管接收全部洗脱液.用平行蒸发仪浓缩至约1ml.加入20μl内标溶液(5μg/ml),用正己烷定容至1.0ml后,备GC/MS分析用,进样量2μl.1.4有机氯农药类POPs的GC/MS分析色谱柱:DB-130m×0.32mmi.d.×0.25μmdf;进样口温度:250;℃色谱-质谱接口温度:270;℃离子源温度:230;℃进样方式:不分流进样;程序升温条件:70(℃保持1min),以20℃/min升至130,℃再以5℃/min升至210,℃昀后以15℃/min升至300.℃离子源:EI70eV;定性分析:以全扫描方式(SCAN),扫描范围(m/z)为35-500;定量分析:选择离子检测(SIM)方式.每个工作日在分析之前,选用5μg/mlp,p'-DDT和o,p'-DDT的混合标准溶液,进样1μl,以全扫描方式测定,检查GC进样口是否引起DDT的降解.只有DDT分解为DDD和DDE的程度小于15%仪器方能用于样品的测定.2质量控制及保证2.1仪器检出限与方法检出限使用5点校正内标法定量,标准曲线的浓度为5、10、50、100、250ng/ml,对浓度为5ng/ml标准溶液平行分析6次,取其标准偏差s,仪器检出限为3s,定量下限为10s(表1).表1仪器检出限及定量限(ng/ml)Tab.1Theinstrumentdetectionlimitandquantitativelimit化合物名称浓度平均值