孫文閃， 董葉箐， 鐘寒輝， 俞 婕， 劉 靜， 鄭劍峰， 林 婷

(綠城農(nóng)科檢測技術(shù)有限公司，浙江杭州 310051)

鄰苯二甲酸酯(Phthalate Acid Esters，PAEs)是一類人工合成的有機化合物，被作為增塑劑廣泛應用在塑料工業(yè)，由于其具有親脂性和難降解的特性，已經(jīng)成為世界上最廣泛存在的環(huán)境污染物之一[1]。人類的大量生產(chǎn)和使用塑料制品，導致PAEs進入到環(huán)境中，在環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化并在土壤中積累，通過土壤-植物等食物鏈的富集進入人體，在人體內(nèi)發(fā)揮著類似雌性激素的功能，擾亂人體內(nèi)分泌系統(tǒng)，從而引起胚胎發(fā)育異常、男童女性化，女孩子性早熟等問題[2]，且對人類有不同程度的急慢性毒性、生態(tài)毒性、致畸、致突變毒性[3]。因此，建立土壤中PAEs快速、準確、靈敏的檢測方法有著重要的意義。

目前，土壤中PAEs的前處理方法有超聲萃取[4,5]、加速溶劑萃取[6]、索氏提取[7]等，凈化方法主要為固相萃取凈化[4 - 6,8]。檢測方法主要為氣相色譜-質(zhì)譜法[4,7 - 10]、高效液相色譜法[11]。目前QuEChERS方法在糧谷、果蔬和環(huán)境中農(nóng)藥殘留的檢測中已普遍應用[12 - 16]。本文采用改進的QuEChERS前處理技術(shù)，結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對土壤中17種PAEs進行測定。通過磁性氧化石墨烯(Fe3O4-GO)的特性改進QuEChERS前處理，對雜質(zhì)具有更強的去除能力和對目標物更有效的保留，凈化完成后，通過外部磁場作用使吸附劑與凈化液快速分離，而三重四極桿質(zhì)譜的多反應監(jiān)測模式具有更低的背景噪音和更強大的定性定量功能。本方法具有有機溶劑消耗量小，操作簡便、效率高、準確、靈敏，抗干擾能力強，可以實現(xiàn)土壤中17種PAEs的快速檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent7890B氣相色譜儀，7000C三重四極桿質(zhì)譜儀(美國,Agilent公司)；ST16R高速冷凍離心機(美國，熱電公司)；T18高速組織勻漿機(德國,IKA)；BSA224S電子天平(賽多利斯科學儀器(北京)有限公司)。

鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)，鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)，鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)，鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)，鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)，鄰苯二甲酸二-4-甲基-2-戊酯(BMPP)，鄰苯二甲酸雙-2-乙氧基乙酯(DEEP)，鄰苯二甲酸二戊酯(DPP)，鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)，鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)，鄰苯二甲酸二丁氧基乙酯(DBEP)，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP)，鄰苯二甲酸二苯酯(DPhP)，鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)，鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)。17種鄰苯二甲酸酯混合標準品溶液(1 000 mg/L)，購自上海安譜實驗科技股份有限公司。準確吸取1.00 mL，用色譜純乙腈定容至10.00 mL，得到100 mg/L中間儲備溶液；準確吸取中間儲備溶液1.00 mL，用乙腈定容到100.0 mL得到1.0 mg/L中間溶液。將1.0 mg/L中間溶液用乙腈稀釋到0.5、1.0、2.5、5、10、50、100、250、500 μg/L等濃度進樣分析，得到不同鄰苯二甲酸酯的標準曲線。乙腈(色譜純，美國賽默飛世爾科技有限公司；NaCl、無水MgSO4購自國藥集團化學試劑有限公司；磁性氧化石墨烯(Fe3O4-GO)、N-丙基乙二胺(PSA)購自天津博納艾杰爾科技有限公司。實驗所用水由Milli-Q型超純水儀(美國密理博公司)制備。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度：310 ℃；載氣：高純氦氣；碰撞氣：高純氮氣，純度≥99.999%；柱流量：1.20 mL/min；進樣方式：不分流進樣，1.0 min后分流；進樣體積：1 μL；程序升溫：50 ℃保持1 min，以20 ℃/min升至230 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升至310 ℃，保持5.00 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件色譜-質(zhì)譜接口溫度：300 ℃；溶劑延遲：6.0 min，電離源：EI；電離能量：70 eV；離子源溫度：300 ℃；檢測器電壓：1.00 kV(+0.5 kV)；掃描模式：多重反應監(jiān)測模式(MRM)；定性離子對、定量離子對、碰撞能量等參數(shù)見表1。

表1 17種鄰苯二甲酸酯質(zhì)譜參數(shù)

優(yōu)化后的氣相色譜-質(zhì)譜條件采集的17種PAEs化合物的MRM色譜如圖1所示。

圖1 17種PAEs化合物MRM色譜圖

1.3 樣品前處理

稱取土壤樣品5 g(精確到0.01 g)于50 mL玻璃離心管中，加入7 mL超純水和10 mL乙腈，高速勻漿1 min，再加入5 g NaCl，劇烈振蕩30 s，4 000 r/min離心6 min，取上清液2 mL至15 mL玻璃離心管中，加入0.040 g Fe3O4-GO,0.030 g PSA和0.15 g無水MgSO4，劇烈振蕩30 s，通過外加磁場分離，上清液待上機測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

目前QuEChERS方法最常用的提取溶劑為乙腈，它對大部分有機化合物有較好的溶解性，且在后續(xù)操作中加入NaCl，乙腈層與水層明顯分層，不容易發(fā)生乳化，方便后續(xù)凈化操作。同時，與丙酮、正己烷和二氯甲烷(色譜純)等有機溶劑相比，鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)在乙腈中的本底更低。因此實驗選擇乙腈作為提取溶劑。

2.2 凈化劑用量的選擇

本文以土壤(采自浙江省臺州市路橋區(qū))為基質(zhì)，基質(zhì)加標PAEs總量為1 000 μg/kg，在QuEChERS法凈化中，通過基質(zhì)效應變化考察了吸附劑PSA、無水MgSO4以及Fe3O4-GO的使用量對PAEs凈化效果的影響。鑒于鄰苯二甲酸類物質(zhì)在土壤中是普遍存在，選擇本底最低的土壤樣品進行前處理條件優(yōu)化，以避免對實驗結(jié)果的影響。

2.2.1 無水MgSO4用量的優(yōu)化無水MgSO4具有較強的吸水能力，且與有機物不發(fā)生反應，在QuEChERS法凈化中主要用來去除提取液中的水分。實驗比較了無水MgSO4使用量為100、150、200 mg時，對PAEs除水效果的影響。發(fā)現(xiàn)無水MgSO4的用量為150 mg時，提取液中的水分可以完全去除，故無水MgSO4用量選為150 mg。

2.2.2 PSA用量的優(yōu)化考察不同PSA使用量對PAEs凈化效果的影響。凈化效果通過基質(zhì)效應(ME)評價，ME=空白基質(zhì)加標響應值/空白溶劑中加標響應值×100%。ME值越接近100，說明凈化效果越好，基質(zhì)去除率越高。按照“1.3”進行樣品前處理，取2 mL土壤提取液加入無水MgSO4150 mg，再分別加入不同質(zhì)量的PSA,得到凈化后的基質(zhì)溶液,向基質(zhì)溶液和空白溶液中加入相同的標準溶液，上機測定。通過ME值評價不同吸附劑用量對17種PAEs的凈化效果的影響。實驗結(jié)果表明：17種PAEs的ME隨著PSA用量的增加而增加，當PSA用量增加到30 mg以上時，ME值無明顯變化，因此PSA用量為30 mg。圖2為PSA用量對PAEs凈化效果的影響。

圖2 PSA用量對17種鄰苯二甲酸酯基質(zhì)效應的影響

2.2.3 Fe3O4-GO用量的優(yōu)化比較了單獨使用Fe3O4-GO進行凈化和保持PSA使用量為30 mg時，不同F(xiàn)e3O4-GO用量對PAEs凈化效果的影響。實驗結(jié)果表明：隨著Fe3O4-GO使用量的增加，17種PAEs的ME值升高。單獨使用Fe3O4-GO凈化，F(xiàn)e3O4-GO使用量為60 mg時，基質(zhì)效應對測定結(jié)果的影響在可接受范圍內(nèi)。而保持PSA使用量為30 mg時，F(xiàn)e3O4-GO使用量增加到40 mg時，凈化效果可以達到接近的水平。圖3為Fe3O4-GO單獨使用對17種PAEs基質(zhì)效應的影響；圖4為PSA和Fe3O4-GO配合使用對17種PAEs基質(zhì)效應的影響。PSA與Fe3O4-GO相比成本較低，基于節(jié)約成本的考慮，采用PSA和Fe3O4-GO配合使用，最終確定PSA使用量為30 mg，F(xiàn)e3O4-GO使用量為40 mg。

圖3 Fe3O4-GO單獨使用對17種鄰苯二甲酸酯基質(zhì)效應的影響

圖4 PAS使用量為30 mg時Fe3O4-GO用量對17種鄰苯二甲酸酯基質(zhì)效應的影響

2.3 方法的檢出限、定量限、線性范圍

在優(yōu)化的儀器條件下，將不同濃度的17種PAEs進樣1 μL，以峰面積(Y)為縱坐標，濃度(X)為橫坐標繪制標準曲線，其線性回歸方程、線性范圍及相關(guān)系數(shù)見表2。檢出限和定量限的確定參考國家標準(GB/T 27417-2017)，通過加標回收色譜峰的信噪比得出，3倍信噪比(S/N)對應的濃度作為檢出限，10倍信噪比(S/N)對應的濃度作為定量限，結(jié)果見表2。

表2 17種鄰苯二甲酸酯的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限和線性范圍

2.4 方法的準確度與精密度

方法的準確度通過加入回收實驗的回收率來考察,精密度通過同一濃度平行測定6次的相對標準偏差(RSD)來獲得。17種PAEs的回收率和RSD結(jié)果見表3。

表3 17種PAEs的加標回收率及相對標準偏差(n=6)

2.5 實際樣品測定

運用該方法對采自浙江省臺州市路橋區(qū)的土壤樣品進行測定。檢測結(jié)果顯示，DMP、DEHP、DBP等有檢出,DMP含量為5.02～61.2 μg/kg，DEHP含量為6.12～92.6 μg/kg，DBP含量為2.11～63.6 μg/kg。

3 結(jié)論

本文采用Fe3O4-GO改進QuEChERS前處理方法，結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對土壤中17種PAEs進行測定。方法具有有機溶劑消耗量小，簡單、快速、靈敏、抗干擾能力強，可以實現(xiàn)對土壤中17種PAEs的快速測定。