謝慧，常曉云，馬鈺涵，王玉瑩

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東省高校農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安271018；2.土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 泰安271018）

高氯代阻燃劑得克?。―echlorane plus，簡(jiǎn)稱(chēng)DP，C18H12C112），即雙（六氯環(huán)戊二稀）環(huán)辛烷，是一種高產(chǎn)量化學(xué)品添加劑，用于計(jì)算機(jī)顯示器、電視、家具和電線(xiàn)涂層中的電硬塑料連接器中，其存在兩種異構(gòu)體，分別為順式得克隆（syn-DP）和反式得克?。╝nti-DP）（比例約為1∶3）[1]。DP 具有遠(yuǎn)距離傳輸性[2]、生物富集性[3-5]和難降解性等持久性有機(jī)污染物（POPs）特性[6]，因此環(huán)境中較低濃度的DP殘留也會(huì)對(duì)生物有較大的影響[7-8]。DP使用量巨大，使用范圍較廣，在全球各環(huán)境介質(zhì)中普遍存在[9-12]，因此建立土壤和水稻中痕量DP的殘留檢測(cè)方法具有重要意義。

建立高特異性、高靈敏度的分析方法成為DP 研究領(lǐng)域的關(guān)鍵，檢測(cè)DP 在各種環(huán)境介質(zhì)中的含量水平，也是各項(xiàng)相關(guān)研究工作得以開(kāi)展的基礎(chǔ)。已有的研究采用氣相色譜-負(fù)化學(xué)電離質(zhì)譜法（GC-NCIMS）檢測(cè)環(huán)境中DP 類(lèi)污染物[13-15]，NCI 選擇性較低，易受基質(zhì)干擾[16]；Xu 等[16]采用加速溶劑萃取（ASE）儀對(duì)土壤樣品中的DP進(jìn)行提取，硅膠層析柱凈化濃縮，GC-NCI-MS 進(jìn)行測(cè)定；Zhu 等[17]采用液相色譜-大氣壓化學(xué)電離-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-APCI-MS/MS）測(cè)定水中的DP；何暢等[18]采用正己烷-二氯甲烷混合液利用索氏提取器提取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮，GC-MS（氣質(zhì)聯(lián)用）法測(cè)定空氣中的DP；劉合歡等[19]建立了利用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測(cè)DP 及其相關(guān)化合物在土壤樣品中含量的方法。綜合以上研究發(fā)現(xiàn)，雖然有不少關(guān)于DP殘留的測(cè)定方法，但是由于谷物中的DP殘留量很低，利用兩種不同的提取方法，并結(jié)合EI 離子源和GC-MS/MS 的二級(jí)質(zhì)譜檢測(cè)方法檢測(cè)谷物樣品中DP殘留的測(cè)定方法的報(bào)道還較少。

本研究采用振蕩提取和加速溶劑萃取（ASE）兩種預(yù)處理方法，利用EI 離子源和GC-MS/MS 的二級(jí)質(zhì)譜檢測(cè)方法，建立了土壤和大米中痕量DP 的GCMS/MS 的殘留測(cè)定方法，能有效減少基質(zhì)干擾，提高DP分析的選擇性和靈敏度。

1 材料與方法

1.1 藥品與試劑

DP 標(biāo)準(zhǔn)品（純度100%，Accu Standard Inc 公司）、syn-DP 標(biāo)樣和anti-DP 標(biāo)樣（Accu Standard Inc 公司，甲苯配制）、正己烷（色譜純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、二氯甲烷（色譜純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、無(wú)水硫酸鈉（分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、硅膠（180～280目，克拉瑪爾公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

TSQ 8000 三重四極桿GC-MS/MS（Thermo Fisher Scientific）、ASE 150（Dionex）、RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠(chǎng)）、SHZ-ⅢB 循環(huán)水式多用真空泵（浙江臨海市精工真空設(shè)備廠(chǎng)）、萬(wàn)分之一電子分析天平（梅特里，Mettler-Toledo Group）和移液管、SampliQ SPE-C18固相萃取小柱、玻璃棒、容量瓶、250 mL碘量瓶、布氏漏斗、平底燒瓶等玻璃器皿。

1.3 供試材料

供試土壤采于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)，采樣深度為2～20 cm，取適量土壤于干凈托盤(pán)上自然風(fēng)干后，過(guò)40 目篩裝袋備用。大米購(gòu)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，粉碎后待用。

1.4 DP標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用萬(wàn)分之一天平稱(chēng)0.002 0 g DP（syn-DP 和anti-DP）標(biāo)準(zhǔn)樣品于50 mL容量瓶，用正己烷溶解定容，配得400 mg·L-1的DP母液，再分別配制各種濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液：16、8、4、1.6、0.8、0.4、0.16、0.04 mg·L-1和0.008 mg·L-1，通過(guò)外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。syn-DP 和anti-DP 的單標(biāo)溶液均為甲苯配制的50 mg·L-1的液體標(biāo)樣，采用正己烷稀釋到0.05 μg·mL-1，進(jìn)行定性分析。

1.5 土壤和大米中DP的提取凈化方法

振蕩提取法：稱(chēng)取風(fēng)干過(guò)篩的土壤（粉碎的大米樣品）樣品25.00 g 到250 mL 碘量瓶中，添加DP 標(biāo)準(zhǔn)溶液至試驗(yàn)設(shè)定的濃度，在室溫下平衡12 h 后，加入70 mL 的正己烷/二氯甲烷（1∶1，V/V），在振蕩器上振蕩提取1 h后，用布氏漏斗減壓抽濾，用30 mL 正己烷分3次沖洗碘量瓶和濾渣，每次使用10 mL，合并濾液并經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥后濾入250 mL 的平底燒瓶，所有萃取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器于60 ℃下濃縮至1～3 mL，過(guò)硅膠柱層析凈化。層析柱從下往上依次加入無(wú)水硫酸鈉20.00 g、氧化鋁（7.5%失活）5.00 g、硅膠（3%失活）3.00 g 和無(wú)水硫酸鈉20.00 g。用20.00 mL 正己烷預(yù)淋洗，將上述濃溶液轉(zhuǎn)移至層析柱中，用100 mL 正己烷/二氯甲烷（1∶1，V/V）混合液洗脫，收集全部淋洗液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至1～2 mL，然后轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶中，正己烷定容，用0.22 μm 有機(jī)相濾膜過(guò)濾，待上機(jī)檢測(cè)。添加濃度分別為0.005、0.05、0.5、2.5、5.0 mg·kg-15 個(gè)水平于空白的土壤樣品中，添加濃度分別為0.001、0.01、0.05、0.25、0.5 mg·kg-15 個(gè)水平于空白的大米樣品中，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照（不添加DP），每個(gè)處理設(shè)置5個(gè)平行樣。

ASE：準(zhǔn)確稱(chēng)取土壤（大米）樣品10.00 g，加入3 g硅藻土作為分散劑，混合均勻，裝入ASE 150 樣品池中，樣品池的頂部和底部各墊一層玻璃纖維濾膜（美國(guó)Dionex 公司），防止土壤和硅藻土阻塞管路。添加DP 標(biāo)準(zhǔn)溶液至一定濃度，平衡過(guò)夜后，加10 mL 正己烷/二氯甲烷（1∶1，V/V），在100 ℃、10.34 MPa 下萃取10 min，萃取液直接過(guò)SampliQ SPE-C18固相萃取小柱凈化，凈化后溶液定容到10 mL 進(jìn)行測(cè)定。樣品中DP的添加濃度同振蕩提取法。

1.6 儀器分析條件

TSQ 8000 三重四極桿GC-MS/MS：色譜柱采用DB-5MS 柱（30 m×0.25 mm id，膜厚0.25 μm）；初始溫度為140 ℃，保持1 min，15 ℃·min-1升至285 ℃，保持1 min，60 ℃·min-1升至325 ℃，保持7 min；進(jìn)樣口溫度為280 ℃，傳輸線(xiàn)和離子源的溫度分別為280 ℃和290 ℃。氦氣流速為1.0 mL·min-1，采用不分流模式進(jìn)樣1 μL，EI電離源，離子模式（SIM）進(jìn)行定量分析。在該條件下，syn-DP 和anti-DP 的保留時(shí)間分別為15.41 min和15.92 min。

1.7 數(shù)據(jù)處理和分析

樣品的回收率采用SPSS 22.0 進(jìn)行顯著性分析，采用單因素方差分析（ANOVA），通過(guò)P＜0.05 的最小顯著性差異（LSD）評(píng)價(jià)不同處理間回收率的差異顯著性。方法的最小檢出濃度采用公式計(jì)算：

2 結(jié)果與分析

2.1 線(xiàn)性關(guān)系與靈敏度

DP 的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。由圖1 可知，syn-DP 和anti-DP 的線(xiàn)性方程為y=9.585 9x+0.165 8 和y=11.899x+1.305 6，相關(guān)系數(shù)r均為0.999 5，線(xiàn)性范圍分別在5.00×10-13～4.02×10-9g 和1.62×10-12～1.30×10-8g之間，線(xiàn)性關(guān)系良好，線(xiàn)性范圍較寬。在1.6 檢測(cè)條件下分別進(jìn)樣濃度均為0.1 μg·L-1的syn-DP 1 μL 和anti-DP標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50 μL，在信噪比為3的條件下，測(cè)得syn-DP 和anti-DP 最小檢出量分別為1.00×10-13g和5.0×10-14g；土壤中syn-DP 和anti-DP 方法的最小檢出濃度均為4.0×10-5mg·kg-1，大米中syn-DP 和anti-DP方法的最小檢出濃度均為1.0×10-4mg·kg-1。

圖1 順式得克隆和反式得克隆的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Figure 1 The standard curve of syn-DP and anti-DP

2.2 DP的總離子流圖

采用GC-MS/MS 檢測(cè)分析，DP 的標(biāo)樣和在土壤與大米樣品中測(cè)定的總離子流圖如圖2所示。

如圖2 所示，在試驗(yàn)設(shè)定的測(cè)定條件下，DP 的兩個(gè)異構(gòu)體syn-DP 和anti-DP 的保留時(shí)間分別為15.41 min和15.92 min，anti-DP與syn-DP峰分離效果很好，而且峰形很好，均為尖頭峰，沒(méi)有拖尾和其他不良現(xiàn)象。在采用TSQ8000 三重四極桿GC-MS/MS 氣質(zhì)聯(lián)用儀檢測(cè)下，土壤和大米中較低添加濃度的DP 的總離子流圖的雜質(zhì)峰很少，沒(méi)有明顯干擾物質(zhì)存在，說(shuō)明本試驗(yàn)采用的檢測(cè)條件適合分析土壤和大米中DP的殘留。

圖2 得克隆的總離子流圖Figure 2 Total ion chromatograms of DP

2.3 方法的準(zhǔn)確度和精密度

2.3.1 DP在土壤中的添加回收率

以DP在土壤中的添加回收率來(lái)衡量本試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度，以變異系數(shù)（CV）表示方法的精密度，測(cè)得不同濃度下DP的添加回收率見(jiàn)表1。

由表1 可知，采用振蕩提取和ASE 兩種不同的樣品前處理方法處理土壤樣品時(shí)，DP 的兩種異構(gòu)體syn-DP 和anti-DP 在土壤中的添加回收率均能達(dá)到殘留分析方法的要求，ASE方法回收率略高于振蕩提取方法，并且ASE 方法簡(jiǎn)單、快速。對(duì)于syn-DP，在試驗(yàn)設(shè)定的添加濃度下，振蕩提取和ASE方法添加回收率分別為85.32%～91.42%和90.69%～95.63%，變異系數(shù)均小于4.64%；對(duì)于anti-DP，在試驗(yàn)設(shè)定的添加濃度下，振蕩提取和ASE 方法添加回收率分別為82.45%～90.16%和88.78%～98.23%，變異系數(shù)均小于4.96%。

2.3.2 DP在大米中的添加回收率

測(cè)得不同濃度下大米中DP的添加回收率結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可知，采用振蕩提取和ASE 兩種不同的樣品前處理方法處理大米樣品，syn-DP 和anti-DP 在大米中的添加回收率均能達(dá)到殘留測(cè)定方法的要求，加速溶劑萃取儀因其加壓使溶劑在高溫下保持液態(tài)，并使萃取劑快速填滿(mǎn)萃取池的特點(diǎn)，具有提取效率高、速度快和有機(jī)溶劑使用量少的優(yōu)點(diǎn)，回收率分別為90.56%～98.56%和90.36%～96.56%，變異系數(shù)均小于5.05%，滿(mǎn)足了痕量syn-DP 和anti-DP 殘留分析方法的要求。振蕩提取法因操作繁瑣導(dǎo)致DP 在樣品預(yù)處理中損失較多，回收率小于ASE 法，回收率分別為86.47%～90.24%和85.84%～89.61%，變異系數(shù)均小于4.53%。采用SPSS 22.0 對(duì)兩種提取方法的回收率進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果表明添加較低濃度的處理具有顯著差異，而添加較高濃度的處理無(wú)顯著差異。

表1 syn-DP和anti-DP在土壤中的添加回收率Table 1 The recovery rate of syn-DP and anti-DP in the soil

表2 syn-DP和anti-DP在大米中的添加回收率Table 2 The recovery rate of syn-DP and anti-DP in the rice

2.4 實(shí)際樣品的測(cè)定

利用本文建立的樣品預(yù)處理方法和測(cè)定方法檢測(cè)了盆栽試驗(yàn)中的土壤和大米中的殘留量，土壤中syn-DP 和anti-DP 殘留濃度分別為0.58 mg·kg-1和1.76 mg·kg-1，種植的水稻收獲后測(cè)定大米中syn-DP和anti-DP殘留量分別為0.28 ng·g-1和0.79 ng·g-1。

3 討論

在樣品前處理中，DP 與其他親脂性有機(jī)化合物如多溴二苯醚和多氯聯(lián)苯（PCBs）的方法相似，一般包括樣品采集/預(yù)處理、樣品提取、凈化和儀器分析4步。氣體中的DP 采用聚氨酯泡沫（PUF）[20]和XAD-2樹(shù)脂收集，空氣中的顆粒物采用石英fiber filter 收集；水樣采用XAD[21]、PAD（苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物）樹(shù)脂或琥珀玻璃作為收集介質(zhì)，魚(yú)等生物樣品需要先進(jìn)行均質(zhì)化，才能獲得具有代表性的樣品[22]；底泥中的DP采用Tenax提取方法[23]；土壤和植物樣品利用二氯甲烷采用索氏提取法進(jìn)行提取[24]，萃取溶劑為丙酮、二氯甲烷[25]、正己烷、甲苯和二乙醚等[19]，根據(jù)樣品類(lèi)型的不同，可采用液-液萃取[25]、固-液萃取[11]、索氏萃取[2]和ASE 等多種萃取技術(shù)。萃取溶劑需要凈化，一般采用簡(jiǎn)單的硅膠或氧化鋁柱、復(fù)雜的多層和多吸附劑柱，對(duì)于生物樣品，去除萃取物中的脂類(lèi)和其他物質(zhì)，凝膠滲透色譜法（GPC）[4]是最常用的方法，硫化法[21]也能破壞油脂含量。本研究利用混合有機(jī)溶劑正己烷/二氯甲烷（1∶1，V/V）提取，采用振蕩提取和ASE 兩種方法分別提取，采用SPE 小柱凈化，滿(mǎn)足了樣品中DP殘留分析方法的要求。本研究采用的振蕩提取法是傳統(tǒng)的樣品前處理方法，雖操作費(fèi)時(shí)但一般實(shí)驗(yàn)室都能具備該提取條件，ASE為樣品前處理的先進(jìn)設(shè)備，價(jià)格昂貴但提取效率高，滿(mǎn)足了現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的需要。

Hoh 等[21]和Zhu 等[12]在syn-DP 和anti-DP 商業(yè) 化之前采用商品化的DP 作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，而本研究利用甲苯配制的單標(biāo)syn-DP 和anti-DP 分別進(jìn)行定性分析，能更準(zhǔn)確地檢測(cè)分析。DP可采用GC-ECNCI-MS進(jìn)行檢測(cè)分析[20，26-27]，用甲烷氣體電離，為了提高方法的靈敏度，可采用選擇性離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（質(zhì)荷比m/z為651.8 和653.8）[28]；氣相色譜配電子捕獲檢測(cè)器（GC-ECD）也能檢測(cè)DP，Kang 等[29]利用了電子碰撞模式下的高分辨率質(zhì)譜（GC-HRMS）進(jìn)行檢測(cè)，Zhou 等[30]采用液相色譜-大氣壓光電離串聯(lián)質(zhì)譜法分析了魚(yú)體中36 種鹵代阻燃劑（包括DP）。本研究利用EI 離子源和GC-MS/MS 的二級(jí)質(zhì)譜檢測(cè)方法檢測(cè)分析了土壤和大米樣品中DP 的兩種異構(gòu)體，靈敏度很高，非常適合痕量DP的檢測(cè)分析。

4 結(jié)論

（1）采用振蕩提取和加速溶劑萃取兩種方法對(duì)土壤和大米中得克隆殘留進(jìn)行提取，利用TSQ 8000 三重四極桿GC-MS/MS的二級(jí)質(zhì)譜檢測(cè)分析，建立了土壤和大米中得克隆的殘留測(cè)定方法。

（2）得克隆的兩種同分異構(gòu)體syn-DP 和anti-DP在本測(cè)定條件下保留時(shí)間分別為15.41 min 和15.92 min，線(xiàn)性范圍比較寬（102），LOD 分別為1.00×10-13g和5.0×10-14g，土壤中syn-DP 和anti-DP 方法的最小檢出濃度均為0.40×10-4mg·kg-1，大米中syn-DP 和anti-DP方法的最小檢出濃度均為1.0×10-4mg·kg-1。

（3）syn-DP 和anti-DP 在土壤和大米中的添加回收率，快速溶劑萃取法均大于振蕩提取法，在兩種處理方法下，二者的回收率均能滿(mǎn)足土壤和大米樣品中得克隆痕量殘留檢測(cè)分析方法的要求。