鄧東旭

（核工業(yè)二〇三研究所，陜西 西安 710086）

由于農(nóng)用地膜、肥料、城市污泥和污水的直接施用以及大氣沉降等因素，鄰苯二甲酸酯類化合物（PAEs） 已成為我國農(nóng)業(yè)土壤中含量較高的半揮發(fā)性有機(jī)污染物之一，導(dǎo)致土壤酶活性和微生物的種類在一定程度上下降[1,2]。目前，最常用的塑化劑有鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基） 己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP），這類化合物引起的環(huán)境健康危害受到普通大眾的廣泛關(guān)注[3,4]。因此，加強(qiáng)對土壤中鄰苯二甲酸酯類化合物的檢測具有重要的意義。

對于土壤中的PAEs，相應(yīng)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)近幾年才逐步開始制定，這對我國農(nóng)業(yè)土壤中PAEs 殘留監(jiān)測分析、風(fēng)險評估等工作的開展帶來了不利的影響。常見的處理方法是采用固相萃取的方法來凈化土壤中的鄰苯二甲酸酯，回收率和重復(fù)性容易受不同基質(zhì)環(huán)境（尤其是受過污染的土壤）的影響，自動化程度低，對人員的操作技術(shù)要求較高[5-8]。本文采用凝膠凈化色譜儀對土壤進(jìn)行前處理，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定土壤中6 種PAEs，方法具有前處理凈化過程簡單、回收率和重現(xiàn)性好、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

1 實驗部分

1.1 試劑

正己烷、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷，均為色譜純，德國Merck 公司；6 種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（上海安譜）：鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP），配制成1000μg·mL-1混標(biāo)，備用。

鄰苯二甲酸酯工作液 準(zhǔn)確移取混標(biāo)中間液，采用逐級稀釋的方式，配制成濃度為0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。所有標(biāo)準(zhǔn)儲備液均保存在棕色玻璃密封瓶中，避光放置于4℃冷藏環(huán)境中，在有效期內(nèi)使用；中間液和工作液均臨用現(xiàn)配。所有玻璃器皿清洗干凈后再用色譜純丙酮淋洗，晾干后再350℃烘烤2h。

1.2 主要儀器設(shè)備

7890A/5975C 型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司）；全自動凝膠凈化色譜系統(tǒng)（GPC）（北京萊伯泰科儀器公司）；RV10 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國IKA 公司）。

1.3 實驗方法和條件

1.3.1 樣品采集 土壤樣品按照HJ/T166 的相關(guān)要求采集。樣品采集后應(yīng)立即放置在潔凈的廣口棕色玻璃瓶中，如果暫時不能分析，應(yīng)在0～4℃的環(huán)境冷藏，避光和密封保存，保存時間一般不超過7d。

1.3.2 樣品制備 去除樣品中的石子、磚頭、枝葉、根系、枯草等其他異物，以免影響檢測，在冷凍干燥的地方進(jìn)行脫水，將凍干后的樣品研磨，過60 目篩備用。

1.3.3 樣品前處理 稱取5.0g（精確至0.01g）土壤試樣置于玻璃離心管中（按照上述要求清洗潔凈），加入30mL 正己烷-丙酮（1+1）混合溶劑，旋渦混勻后靜置12h，其后在溫水（25℃）、100kHz 功率下超聲提取30min，1500r·min-1離心2min，上清液用中速定性濾紙過濾于茄型瓶中，再向離心管中加入15mL正己烷-丙酮（1+1）混合溶劑超聲15min，重復(fù)提取2 次，合并3 次的上清液于茄型瓶中。

將上述提取液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40℃水浴條件下，濃縮至近干；準(zhǔn)確移取10mL 乙酸乙酯-環(huán)己烷（1+1）混合溶劑，再次溶解混勻后，將待凈化樣液轉(zhuǎn)移至GPC 的試樣管中。

1.3.4 儀器條件

GPC 條件 400mm×25mm 凝膠凈化玻璃柱，BioBeads（S-X3）型；流動相:乙酸乙酯-環(huán)己烷（1+1）；流速5mL·min-1；紫外檢測器:254nm；流出液收集時間:116～25min；濃縮模式:蒸干；定容體積:2.0mL；轉(zhuǎn)移體積:1.5mL。

GC-MS 條件 EI 離子源，色譜柱:HP-5MS 毛細(xì)管柱，30m×0.25mm×0.25μm；進(jìn)樣口溫度:250℃；進(jìn)樣量1μL；載氣:He，恒流模式，流速1.2mL·min-1；進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣，溶劑延遲5min。程序升溫條件見表1。

表1 程序升溫條件Tab.1 Temperature programmed conditions

2 結(jié)果與討論

2.1 PAEs 檢測出峰情況

6 種PAEs 選擇離子掃描分析的保留時間（RT）和特征離子（M/Z）見表2[9]，選擇離子色譜圖見圖1。

表2 6 種鄰苯二甲酸酯保留時間和特征離子Tab.2 Retention time and characteristic ions of 6 phthalates

圖1 6 種PAEs 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GC-MS 選擇離子色譜圖Fig.1 GC-MS selective ion chromatogram of six PAEs reference materials

由圖1 可知，6 種鄰苯二甲酸酯類增塑劑的色譜分離效果較好，峰形尖銳。

2.2 線性回歸、相關(guān)系數(shù)

分別準(zhǔn)確移取6 種鄰苯二甲酸酯混標(biāo)中間液配制0.02～2.00mg·L-1濃度8 個點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，進(jìn)行定量離子進(jìn)行GC-MS 分析，以色譜圖峰面積為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)，繪制線性回歸標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表3。

表3 結(jié)果顯示，6 中鄰苯二甲酸酯在0.02～2.00mg·L-1范圍呈現(xiàn)良好線性。

表3 6 種鄰苯二甲酸酯回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍Tab.3 Regression equation, correlation coefficient and linear range of 6 phthalates

2.3 檢出限和定量限

在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，本方法按照2 倍比例進(jìn)行逐級稀釋，首先，考察儀器靈敏度，確定儀器的檢出限與定量限。配置濃度依次為0.400、0.200、0.150、0.100、0.050、0.020mg·L-1，按照S/N=3 得出不同的PAEs 的檢出限，按照10 倍信噪比確定定量限。DMP、DEP、BBP 的儀器檢出限為0.030mg·L-1，定量限為0.100mg·L-1，DBP、DEHP、DNOP 的儀器檢出限為0.015mg·L-1，定量限為0.05mg·L-1。由于儀器的定量限為0.050～0.100mg·L-1，并且前處理方法中有2.5 倍稀釋，因此，分別在土壤樣品中按儀器定量限的2.5 倍添加6 種PAEs 標(biāo)樣，添加濃度為0.125～0.250mg·kg-1，按上述方法進(jìn)行提取和測定，以3 倍信噪比和10 倍信噪比為準(zhǔn)， 確定本方法的檢出限為0.038 ～0.075mg·kg-1，定量限為0.125～0.250mg·kg-1。

由于我國還未制定土壤中塑化劑限量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《GB38400-2019 肥料中有毒有害物質(zhì)的限量》要求PAEs 的限量標(biāo)準(zhǔn)為25mg·kg-1。本標(biāo)準(zhǔn)的定量限為0.125～0.250mg·kg-1，能夠滿足檢測要求[10]。

2.4 回收率驗證及重復(fù)性驗證

以3 種性質(zhì)差異大且不含PAEs 殘留的土壤（黃褐土、水稻土和紅壤3 種類型）作為基質(zhì)，根據(jù)方法的定量限為0.125～0.250mg·kg-1設(shè)置低、中、高（0.1、0.5 和1mg·kg-1）3 個濃度水平的添加回收實驗，每個樣品基體、每個添加水平重復(fù)進(jìn)行6 次，6種鄰苯二甲酸酯加標(biāo)回收平均范圍在82.3% ～102.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.40%～5.53%，見表4。

表4 6 種鄰苯二甲酸酯回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Tab.4 Recoveries and relative standard deviations of six phthalates（n=6）

由表4 可知，6 種PAEs 在不同水平下回收率、重復(fù)性均能滿足GB/T27404-2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》的要求，結(jié)果準(zhǔn)確度較高，且穩(wěn)定性相對較好，用GPC 進(jìn)行前處理凈化，用GC-MS進(jìn)行上機(jī)檢測的方法是可靠的。

3 結(jié)論

采用GPC 自動凈化濃縮處理土壤PAEs 提取后的樣品，凈化較完全，也不會帶來其他污染，凈化過程亦可實現(xiàn)全部自動化操作，大大提高了工作效率。用GC-MS 檢測6 種鄰苯二甲酸酯，回收率平均范圍在82.3%～102.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.40%～5.53%之間，滿足方法學(xué)驗證的要求。本方法為大型檢測機(jī)構(gòu)及下一步的標(biāo)準(zhǔn)制修訂提供了一定的參考。