江利梅， 聶麗君， 牛顯春， 劉正輝， 向音波

（廣東石油化工學(xué)院a.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院； b.生物與食品工程學(xué)院， 廣東 茂名 525000）

多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）作為添加型阻燃劑被廣泛地應(yīng)用于電子、 電器、 建筑材料以及其他化工和日用產(chǎn)品中［1］。 PBDEs 共有209 種同系物， 目前商品化PBDEs 的種類主要包括五溴聯(lián)苯醚（Penta－BDEs）、八 溴 聯(lián) 苯 醚（Octa－BDEs）和 十 溴 聯(lián) 苯 醚（Deca－BDE， 又稱BDE－209）3 種， 其中BDE－209 占總產(chǎn)量的80%以上， Penta－BDEs 和Octa－BDEs 分別占12%和6%［2］。 PBDEs 在人和生物體達(dá)到一定濃度時(shí)能導(dǎo)致肝癌、 神經(jīng)毒性及甲狀腺機(jī)能障礙等疾病， 尤其是Penta－BDEs 和Octa－BDEs 具有較高的生態(tài)毒性， 在全球范圍內(nèi)正在逐步禁用［3］。 BDE－209 的環(huán)境和生態(tài)毒性尚未有定論， 因此在全球仍被廣泛使用。 我國(guó)BDE－209 的產(chǎn)量和用量均位居世界首位， 再加上大量電子垃圾的集中拆解過(guò)程釋放大量的PBDEs， 導(dǎo)致我國(guó)大氣、 水體和土壤中， 甚至人體血清中均檢出較高濃度的BDE－209［4-5］。 BDE－209 可以通過(guò)脫溴過(guò)程轉(zhuǎn)化為毒性較強(qiáng)的Penta－BDE和Octa－BDEs， 因此， 由BDE－209 大量釋放帶來(lái)的環(huán)境污染治理問(wèn)題已成為當(dāng)前環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域高度關(guān)注的焦點(diǎn)之一［6］。

BDE－209 及其同系物的定性和定量測(cè)定是控制其排放的重要手段。 BDE－209 及其同系物是低極性化合物， 在分析中需要使用有機(jī)溶劑萃取， 不同的萃取方法和操作步驟會(huì)影響其定性和定量分析的準(zhǔn)確性。 目前， 常用的BDE－209 萃取方法有索氏抽提法［7－9］、 超聲輔助萃取法［10］、 微波輔助萃取法和有機(jī)溶劑加速提?。?1］等， 這些方法步驟比較繁瑣或需要專門的儀器設(shè)備， 耗時(shí)長(zhǎng)， 成本高［12］。

本研究對(duì)BDE－209 的常見(jiàn)萃取方法進(jìn)行優(yōu)化，主要探討了樣品的上清和沉淀、 樣品烘干溫度、 萃取劑種類和萃取次數(shù)對(duì)萃取效率的影響。 以期建立BDE－209 簡(jiǎn)便快速的萃取方法， 為類似樣品的萃取提供一定的理論依據(jù)和試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

1.2 BDE－209 萃取方法優(yōu)化

1.2.1 上清－沉淀復(fù)合法

為了更精確地測(cè)定微生物降解體系中的BED－209 濃度， 將樣品分為上清樣品和沉淀樣品分別進(jìn)行測(cè)試。

上清樣品： 將8 mL 試驗(yàn)樣品經(jīng)12 000 r／min離心后取2 mL 上清液， 用0.22 μm 水相濾膜過(guò)濾于2 mL 棕色樣品瓶中， 即得上清測(cè)試樣品。

沉淀樣品： 小心倒去剩余上清液后， 用2 mL DMSO 復(fù)溶沉淀， 在40 kHz 條件下超聲30 min，經(jīng)0.22 μm 有機(jī)相濾膜過(guò)濾除菌， 存于2 mL 棕色樣品瓶， 即得沉淀樣品。 將上清樣品和沉淀樣品同時(shí)進(jìn)行HPLC 分析， 樣品中BDE－209 的濃度即為上清樣品和沉淀樣品的濃度之和。

1.2.2 恒溫烘干超聲復(fù)溶法

研究不同樣品烘干溫度對(duì)萃取效率的影響。 設(shè)置試驗(yàn)樣品（8 mL）分別在80、 100 和120 ℃3 個(gè)溫度梯度恒溫烘箱中干燥6 h， 蒸干樣品的所有水分，然后用2 mL DMSO 復(fù)溶， 40 kHz 條件下超聲30 min 后存于2 mL 棕色樣品瓶， 即得測(cè)試樣品。

1.2.3 液-液萃取法

液-液萃取是BDE－209 檢測(cè)常用的萃取方法，使用了3 種常見(jiàn)萃取劑， 分別為正己烷、 異辛烷和乙酸乙酯。 試驗(yàn)樣品在萃取過(guò)程中， 萃取劑與樣品之比分別為： 2 mL 正己烷∶4 mL 樣品（1 ∶2）、 2 mL異辛烷∶4 mL 樣品（1 ∶2）和3 mL 乙酸乙酯∶3 mL樣品（1 ∶1）。

在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，2015年3月中旬，橫溪塢村專門成立了以村黨支部書記為組長(zhǎng)的推進(jìn)股份制合作社組建的工作小組，工作小組先后組織召開(kāi)了3次以組建股份制合作社為主題的動(dòng)員大會(huì)，邀請(qǐng)林業(yè)局干部向全體村民講解股份制合作社概念、組建方式、合作效益及成功案例，并帶領(lǐng)村班子、黨員骨干到中張村、高家堂村現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)股份制合作社的組建經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到統(tǒng)一思想的效果，提高林農(nóng)對(duì)股份合作經(jīng)營(yíng)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)合作社發(fā)展的信心。通過(guò)宣傳發(fā)動(dòng)引導(dǎo)村民參與毛竹股份制合作社組建。

為進(jìn)一步探索菌體破壞與否及其對(duì)萃取效果的影響， 萃取過(guò)程中分2 種情況進(jìn)行處理：

（1） 一次性萃取。 即為了先破壞菌體， 將含菌樣品在40 kHz 條件下超聲30 min， 然后加萃取劑在40 kHz 條件下超聲20 min， 最后放于30 ℃、150 r／min 恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱振蕩3 h。

（2） 分2 次萃取。 即先加一半體積的（具體體積見(jiàn)上述萃取劑與樣品之比）萃取劑在40 kHz 條件下超聲30 min 破壞菌體， 然后再加剩下一半體積的萃取劑在40 kHz 條件下超聲20 min， 最后放于30 ℃、 150 r／min 恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱振蕩3 h。

1.2.4 正己烷液－液萃取法（少量多次）

為了進(jìn)一步探索萃取次數(shù)對(duì)BED－209 回收效率的影響， 本方案中使用正己烷作為萃取劑， 分3次對(duì)樣品進(jìn)行萃取， 減少萃取時(shí)間， 每次超聲5 min。 具體操作如下： ①第一次加1 mL 正己烷于3 mL 培養(yǎng)瓶中， 搖勻后在10 ℃下間歇超聲， 每次超聲5 min， 每次超聲前充分搖勻， 共超聲3 次， 然后將1 mL 萃取液轉(zhuǎn)移至容量瓶中； ②第2 次加1 mL正己烷于3 mL 培養(yǎng)瓶中， 其余步驟同①； ③第3次加1 mL 正己烷于3 mL 培養(yǎng)瓶中， 其余步驟同①； ④將3 次萃取合并的萃取液用于HPLC 分析。

1.4 分析方法

（1） HPLC 儀器分析條件

樣品分析使用高效液相色譜儀， 檢測(cè)器為二極管陣列檢測(cè)器（DAD）， 色譜柱為Ultimate AQ－C18柱（4.6 mm×250 mm， 5 μm）， 流動(dòng)相為水（A）－甲醇（B）梯度洗脫， 流速為1.0 mL／min， 柱溫為35℃， 進(jìn)樣量為20 μL， 檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm。

樣品預(yù)處理： 收集樣品0.5 mL 以上， 經(jīng)0.22 μm 針頭式過(guò)濾器過(guò)濾。

（2） 萃取效率計(jì)算方法

萃取效率表示BDE－209 在萃取劑中的總含量與BDE－209 在兩相中總含量的百分比。 公式如下：

式中： P 表示萃取效率， %； Ce表示BDE－209在萃取劑中的質(zhì)量濃度， mg／L； Ct表示BDE－209總的質(zhì)量濃度， mg／L。

2 結(jié)果與討論

2.1 上清－沉淀復(fù)合法對(duì)萃取效率的影響

采用上清－沉淀復(fù)合法測(cè)試發(fā)現(xiàn)， 上清液中的BDE－209 質(zhì)量濃度為1.25 mg／L， 萃取效率僅為2.5%； 沉淀物中BDE－209 質(zhì)量濃度為9.65 mg／L，萃取效率為19.3%； 上清－沉淀復(fù)合法的總萃取效率為21.8%。 上清液的萃取效率低， 可能是BDE－209在水中極低的溶解度造成的（lgKow＝10）［15］。 同時(shí)，收集沉淀物時(shí)用槍頭移去上清液時(shí)較易把部分沉淀物吸走， 降低了沉淀物的萃取效率。 該上清－沉淀復(fù)合法雖然操作簡(jiǎn)便， 但該方法在萃取操作時(shí)容易產(chǎn)生誤差， 無(wú)法保證準(zhǔn)確定量分析。

2.2 不同烘干溫度對(duì)萃取效率的影響

不同烘干溫度對(duì)萃取效率的影響如表1 所示。不同烘干溫度條件下樣品萃取效率均達(dá)到95% 以上， 恒溫烘干條件對(duì)樣品的萃取效率影響差異不顯著。 樣品高效液相圖譜如圖1 所示。

高溫處理可能對(duì)樣品產(chǎn)生影響， 對(duì)比圖1（a）和圖1（b）可以看出， 經(jīng)高溫處理后色譜圖中出現(xiàn)額外2 個(gè)峰。 初步推測(cè)高溫可能會(huì)使BDE－209 發(fā)生降解， 或是DMSO 參與反應(yīng)， 也可能是超聲影響。 江錦花等［16］的研究表明， 超聲萃取法和微波萃取法能使有機(jī)物發(fā)生降解， 若不超聲則回收率只有10% 左右。 因此， 該萃取方法存在較多因素干擾， 在實(shí)際運(yùn)用中仍無(wú)法準(zhǔn)確分析。

表1 不同烘干溫度下的萃取結(jié)果Tab. 1 Extraction results at different drying temperatures

圖1 樣品高效液相圖譜Fig. 1 HPLC maps

2.3 不同萃取劑和萃取步驟對(duì)萃取效率的影響

萃取劑和分步萃取對(duì)樣品萃取效率的影響結(jié)果如表2 所示。 不同萃取劑的萃取效率差異很大， 同時(shí)2 次萃取比一次性萃取的萃取效率更高。 正己烷和乙酸乙酯的萃取效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異辛烷。 正己烷、異辛烷和乙酸乙酯在2 次萃取過(guò)程中的萃取效率比一次性萃取過(guò)程中的萃取效率分別提高了13.64%、29.61% 和21.47%。 正己烷和乙酸乙酯萃取時(shí)水相與有機(jī)相之間的分層較好； 異辛烷萃取時(shí)兩相之間難以分層， 同時(shí)上層有機(jī)相出現(xiàn)乳化層， 嚴(yán)重影響對(duì)其進(jìn)行定量分析， 這可能是造成異辛烷萃取效率較低的原因。

表2 不同萃取劑和萃取步驟的萃取效率Tab. 2 Extraction effect of different extractants and steps

2.4 少量多次萃取對(duì)萃取效率的影響

以正己烷作為萃取劑， 每次萃取完后轉(zhuǎn)移萃取劑， 經(jīng)過(guò)3 次超聲萃取后， BDE－209 的萃取效率高達(dá)97.82%。 與文獻(xiàn)［17］報(bào)道的萃取BDE－209 及其代謝產(chǎn)物的方法相比， 本操作方法簡(jiǎn)便， 且正己烷萃取劑位于水相上層， 便于兩相之間的分離和更好地轉(zhuǎn)移萃取液。 同時(shí)， 本方法相比1.2.3 節(jié)中的液-液萃取法所用時(shí)間更短， 液-液萃取法時(shí)需超聲提取時(shí)間為50 min 和振蕩混勻時(shí)間為180 min，而少量多次萃取僅需超聲提取時(shí)間為45 min， 無(wú)需振蕩混勻處理。 BDE－209 在正己烷中的溶解度不高， 因此， 本方法不宜萃取高濃度的樣品， 而適用于較低濃度的BDE－209 的快速定量分析。

3 結(jié)論

（1） 上清－沉淀復(fù)合法對(duì)BDE－209 萃取效率較低， 移除上清液時(shí)易丟失部分沉淀物， 降低萃取效率； 恒溫烘干超聲復(fù)溶法的烘干溫度對(duì)BDE－209萃取效率影響不顯著， 萃取效率均在95%以上， 但高溫干燥可能會(huì)使樣品中BDE－209 發(fā)生少量降解；液-液萃取時(shí)， 不同萃取劑對(duì)BDE－209 萃取效率差異很大， 2 次萃取比一次性萃取的萃取效率高。

（2） 以正己烷作為萃取劑， 少量多次萃取對(duì)BDE－209 的萃取效率為97.82%。 該方法操作簡(jiǎn)便，節(jié)約了樣品處理時(shí)間， 適于大部分水相低濃度樣品的快速定量分析。