弗罗里硅土柱层析分离多氯联苯和有机氯农药的研究

，周传光2，王艳洁2，姚子伟2，林忠胜2，徐恒振2，吕景才1，赵元凤11大连水产学院，辽宁大连（116023）2国家海洋环境监测中心，辽宁大连（116023）E-mail：xiefei0702@.sina.com摘要：本文建立了弗罗里硅土(Florisil)柱层析分离多氯联苯（PCBS）与有机氯农药（OCPS）的方法。比较了不同的Florisil活化时间、活化温度、粒径、用量及层析柱的柱长/柱径对PCBS与OCPS分离效率的影响。结果显示，当弗罗里硅土活化时间为30min，活化温度为200℃、粒径为60目～100目、用量为2.0g及其柱长/柱径为230mm/8mm时,分离效果较好，其PCBS回收率在76.0%～101.1%。仅有七氯、艾氏剂、DDE、狄氏剂、甲氧-DDT没有分开，但对PCBS干扰较小。关键词：Florisil层析柱，PCBs和OCPs，GC-ECD，分类分离中图分类号：X551引言多氯联苯（PCBs)和有机氯农药(OCPs)均属于持久性有机污染物(POPs),与常规污染物不同,它们在自然环境中极难降解,并能在全球范围内长距离迁移,被生物体摄入后不易分解,并沿着食物链浓缩放大,对人体危害巨大[1]。目前环境样品中多氯联苯（PCBs)和有机氯农药(OCPs)的痕量分析，一般采用带电子捕获检测器的毛细管气相色谱法（GC-ECD）。但是在分析时，这两类污染物之间互相干扰，影响各自的准确测定。因此，有关PCBs和OCPs的分离，一直是环境分析工作者关注的热点[2-9]。采用传统的柱层析分离法，操作简单、成本低、重复性好，分离效率还可以。徐恒振、周传光等[10-12]曾采用Florisil柱层析较好地分离了海洋环境样品中的PCBs和OCPs。本文在此基础上，对Florisil柱层析分离PCBs和OCPs的影响因素做进一步的探讨，旨在通过不同的Florisil活化时间、活化温度、粒径、用量及其柱长/柱径等，对PCBS与OCPS分离效率的影响进行研究，以期得到柱层析的最佳分离条件，为海洋环境样品中PCBs和OCPs的检测提供参考资料。2实验部分2.1仪器岛津2010A型气相色谱仪，配用Ni63-ECD检测器，DB-5毛细管柱（30m×0.32mm×0.25µm）；旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂RE-2000）；3种玻璃层析柱（300mm×20mm，300mm×14mm，230mm×8mm）；电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司，DHG-9109A型）。2.2试剂及其处理正己烷（HPLC，TEDIA公司），二氯甲烷（HPLC，TEDIA公司），丙酮（HPLC，TEDIA公司）；弗罗里硅土（色谱分析用，60目～100目，100目～200目，650℃烘4h，自然冷却至室温后，加5%的水失活，涡旋混匀，置入干燥器中，待用）；无水硫酸钠(Na2SO4，1本课题得到国家高技术研究发展计划（863计划）项目（课题编号：2006AA09Z164）的资助。分析纯，650℃烘4h）；脱脂棉（用正己烷-丙酮混合溶液索氏抽提8h）；100.00ng/mLPCB10标准溶液，50.00ng/mLOCP20标准溶液（均购于美国CHEMSERVICE公司）；实验用水均为亚沸蒸馏水。2.3实验方法2.3.1气相色谱条件载气(高纯N2)；柱流速2.0mL/min；尾吹气30.0mL/min；无分流进样；进样口温度260.0℃；检测器温度300.0℃；脉冲电流1.00nA。柱箱升温程序：80.0℃～160.0,℃20.00/min℃；160.0℃～250.0,4.00/min,℃℃保持1.00min；250.0℃～270.0℃，20.00/min℃，保持2.50min。2.3.2Florisil柱制备将3种柱径分别为8mm、14mm、20mm玻璃层析柱，分别先装入少量脱脂棉，再用正己烷湿法装入2.5gFlorisil，然后在上层再加入0.5g无水Na2SO4。2.3.3分离方法将500.0µLPCB10和OCP20混合标准（浓度分别为20.00ng/mL和10.00ng/mL）全量移入2.5gFlorisil玻璃层析柱，用10mL正己烷和30mL二氯甲烷以1.0mL/min的流速分别淋洗PCB10和OCP20，收集于蒸发瓶内，旋转蒸发浓缩1mL，氮气吹干，正己烷定容至1.0mL，取1.0µL进行色谱分析，测定正己烷淋洗液中的PCB10和二氯甲烷淋洗液中的OCP20，计算回收率。3.结果讨论3.1保留时间与最低检出量图1为PCB10和OCP20标准色谱图，图中峰号代表的相应化合物的名称注于表1。由图1可见，除CB-155、β-氯丹、DDE、狄氏剂之外，各化合物分离良好。表1为PCB10和OCP20共30种化合物在同一毛细管柱GC-ECD的6次重复测定的各化合物的绝对保留时间、相对标准偏差、响应因子和仪器最低检出量。仪器最低检出量Wm=2SN/Fi，式中2SN为2倍基线噪音值（本方法反复测定的2SN均值为501.8µv），Fi为化合物的响应因子（Fi=Hi/(Ci·Vi)，Hi为一定进样量仪器响应峰高，Ci为化合物i的浓度；Vi为化合物i溶液的进样体积）。各化合物保留时间的相对标准偏差RSD在0.004%～0.019%之间，保留时间重复性很好，仪器条件稳定。由此可见，利用保留时间进行定性，可靠程度较高，且仪器最低检出量满足痕量分析要求。保留时间和最低检出量（n=6）Tab.1TheretaintimeanddetectinglimitofPCB10andOCP20名称峰号保留时间平均值（min）RSD%响应因子（µv/pg）最低检出量（pg）α-BHC111.5740.0146340.670.079β-BHC212.7360.0123945.730.127γ-BHC312.9680.0096037.730.083δ-BHC414.0370.0114767.730.105CB-28515.4550.0178651.800.058七氯616.1030.0154939.200.102CB-52717.0540.0057093.730.071艾氏剂817.6810.0145094.400.099环氧七氯919.5880.0075732.530.088CB-155+β-氯丹1020.6930.0146514.440.077CB-1011121.1490.0107355.930.068α-氯丹1221.260.0145516.930.091硫丹-　1321.4260.0196101.730.082CB-1121421.7910.0049584.070.052DDE+狄氏剂1522.5180.0115017.070.100异狄氏剂1623.520.0091976.400.254硫丹-　　1723.9780.0074960.130.101CB-1181824.0880.0107987.470.063DDD1924.4920.0073956.000.1270.02.55.07.510.012.515.017.520.022.525.027.530.032.5min0.250.500.751.001.251.501.752.00uV(x100,000)12345678910111213141516171819202122232425262728（注：CB-155和β-氯丹未分离开，CB-155+β-氯丹为两者结果之和。DDE和狄氏剂未分离开，DDE+狄氏剂为两者结果之和。）3.2PCB10和OCP20柱层析淋洗液分离点表2是用正己烷依次（共6次，每次10mL）淋洗Florisil（60目～100目）层析柱上的PCB10和OCP20的回收率。由表2可以看出，在第一个10ml正己烷淋洗液中，PCB10的回收率在71.9%～120.0%，尚有七氯、艾氏剂、DDE、狄氏剂、DDT。这里，将能够分离PCB10和OCP20的最小正己烷体积数称为PCB10和OCP20的淋洗液分离点。这与徐恒振、周传光等[10-12]采用Florisil柱层析分离PCB10和OCP20的方法比较，很大程度上节省了试剂用量和缩短了实验时间，且具较好的重复性。表3为二氯甲烷和正己烷淋洗液中OCP20的回收率。继60mL正己烷淋洗后，若增加淋洗液极性，再用30mL二氯甲烷淋洗Florisil（60目～100目）层析柱，其OCP20回收率范围为0.0～120.0%（如表3中第2列所示）。将表2中相应OCP20回收率的合计值列入表3（如表3中第3列所示），可以看出，用60mL正己烷和30mL二氯甲烷几乎即可将Florisil（60目～100目）层析柱上的OCP20完全淋洗下来，其回收率范围为8.6%～120.0%。由此可见，欲搞清楚PCB10和OCP20在Florisil（60目～100目）层析柱上的分离状况，仅探讨10mL正己烷淋洗液中PCB10与未被分离的OCP20回收率的大小即可。表2不同体积正己烷和二氯甲烷梯度淋洗PCB10和OCP20的回收率Tab.2TherecoveriesofPCB10andOCP20elutedbydifferentvolumeofhexaneanddichloromethane名称10ml10ml10ml10ml10ml10ml合计CB-2871.93.10.00.00.00.075.0CB-5290.74.50.00.00.00.095.2CB-155+β-氯丹80.225.00.00.40.00.0105.6CB-101107.14.00.00.00.00.0111.1CB-112106.24.00.00.00.00.0110.2CB-118112.94.40.00.00.00.0117.3CB-153120.04.00.00.70.00.0124.7CB-138117.94.30.00.50.00.0122.7CB-180117.93.50.00.60.00.0122.0CB-198113.05.40.94.50.00.0123.8α-BHC0.056.30.00.00.00.056.3硫丹-Ⅰ　3.071.50.00.00.00.074.5DDE+狄氏剂40.81.30.00.00.00.042.1异狄氏剂4.30.00.00.00.00.04.3硫丹-Ⅱ