草莓園土壤和草莓中鄰苯二甲酸酯污染特征

楊秋菊，陳 楠，黎小鵬，莊曉梅

(1.中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528400；2.廣東省中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測站，廣東 中山 528463；3.中山市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗所，廣東 中山 528403)

1 引言

農(nóng)作物覆膜可以起到增溫、保濕、保土、保肥、防蟲的作用，可以顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量[1～4]，因此草莓也大多采用覆膜的方式種植。地膜的大量使用，導(dǎo)致了大量的地膜碎片進(jìn)入土壤中，進(jìn)而導(dǎo)致土壤受到塑化劑的污染，使土地板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn)，破壞生態(tài)環(huán)境[5]。鄰苯二甲酸酯類塑化劑(PAEs)是地膜中最常用的塑化劑[6]。PAEs對土壤的污染已經(jīng)引起了政府監(jiān)管部門和研究學(xué)者的重視[7]。但針對草莓園土壤和草莓中PAEs的污染情況及兩者之間關(guān)聯(lián)性的研究目前鮮有報道。

鄰苯二甲酸酯類塑化劑的檢測方法主要有色譜法、光譜法和電化學(xué)法，土壤樣品的基質(zhì)較為復(fù)雜,色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[8～11]是目前檢測PAEs的主要方法。因此本文采用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測了中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個草莓種植村落內(nèi)(分別是烏石村、平東村、大布村、雍陌村、塘敢村、古鶴村、西山村、南龍村和茅灣村)的土壤和草莓中的鄰苯二甲酸酯類有機物的殘留量進(jìn)行了檢測[12，13]，了解草莓園土壤和草莓中PAEs的污染水平。福建、廣東和新疆是全國耕地土壤中鄰苯二甲酸酯含量最高的3個省區(qū)。研究結(jié)果對中山市乃至廣東省農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量管控和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

2 儀器及材料

乙腈，色譜純；丙酮，色譜純；正己烷，色譜純；二氯甲烷，色譜純，德國Merck公司。無水硫酸鈉，分析純；氯化鈉，分析純，廣州化學(xué)試劑廠。鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二正丁酯、鄰苯二甲酸丁基芐基酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯和鄰苯二甲酸二正辛酯，混合液體標(biāo)準(zhǔn)品，濃度為1000 μg/mL，購自壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

分析天平，CP2102，奧豪斯儀器有限公司；渦旋振蕩器，IKAVortex2，艾卡儀器設(shè)備有限公司；冷凍離心機，A2316R，上海安戈儀器有限公司；氮吹儀，HGC-36A，天津恒奧科技有限公司；固相萃取儀，VacElutSPS24，安捷倫科技有限公司；超聲波清洗機，KQ-500E，昆山超聲波儀器有限公司；氣相液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀，7890B-5977A，安捷倫科技有限公司。

3 實驗方法

3.1 土壤試樣制備

在每個草莓園中，利用梅花形布點法進(jìn)行采樣。收集土壤樣品，并研磨成粉狀，備用。

3.2 土壤試樣的前處理

準(zhǔn)確稱取試樣10.00 g(精確至0.01 g)于25 mL具塞磨口離心管中，加入10 mL水、約2 g 無水硫酸鈉、10 mL二氯甲烷∶丙酮(1∶1，V/V)混合溶液，渦旋混勻，超聲提取10 min，離心，取上清液備用。再重復(fù)一次，加入10 mL混合液，渦旋混勻，超聲提取10 min，離心，取上清液，合并兩次提取液，取10.0 mL于玻璃試管中，在40 ℃氮吹濃縮至近干，加2.0 mL乙腈，渦旋混勻，待SPE凈化[14]。

取硅膠小柱(500 mg，10 mL)連接在PSA小柱(500 mg)上，加入10 mL乙腈活化，棄去流出液；將2 mL待凈化濃縮液加入小柱，收集流出液；再用4 mL乙腈分兩次進(jìn)行洗脫，收集流出液，合并兩次收集的流出液于試管中，40 ℃氮吹至近干，正己烷準(zhǔn)確定容至1 mL，渦旋混勻，倒入樣品瓶待用，供GC-MS分析。

3.3 草莓試樣的前處理

準(zhǔn)確稱取混勻試樣0.5 g(精確至0.0001 g)于25 mL具塞磨口離心管中，加入100 μL同位素內(nèi)標(biāo)使用液，加入2～5 mL蒸餾水，渦旋混勻，再準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，渦旋1 min，劇烈振搖1 min，超聲提取30 min，加入約2 g氯化鈉，1000 r/min離心5 min，取上清液，供GC-MS分析[15]。

3.4 儀器條件

3.4.1 氣相色譜條件

色譜柱：HP-5石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；程序升溫：初始柱溫60 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升溫至220 ℃，保持1 min；再以5 ℃/min升溫至250 ℃，保持1 min；再以20 ℃/min升溫至290 ℃，保持7.5 min。載氣：高純氦，1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL。

3.4.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊(EI)離子源，70eV；傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：230 ℃；監(jiān)測方式：選擇離子掃描(SIM)；溶劑延遲：7 min。6種鄰苯二甲酸酯化合物的質(zhì)譜條件和總離子流色譜圖分別見表1和圖1。

表1 6種鄰苯二甲酸酯類化合物的保留時間、定量離子和定性離子

圖1 6種鄰苯二甲酸酯類化合物總離子流色譜

4 結(jié)果與討論

4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

以混標(biāo)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，各定量離子色譜峰的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)、二次回歸方程見表2。6種PAEs在0～1.0 μg/mL濃度范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)均大于0.995，說明定量離子色譜峰的峰面積與PAEs濃度之間存在良好的數(shù)學(xué)關(guān)系，可用于定量分析。

表2 土壤中6種PAEs的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、回收率及精密度

4.2 方法檢出限

最低檢出限按最低質(zhì)量濃度點0.02 μg/mL的響應(yīng)值與空白土壤樣品中的噪聲響應(yīng)的3倍計算，6種PAEs的方法檢出限介于0.5～6.0 μg/kg之間，能滿足土壤中微量PAEs的檢測。

4.3 方法回收率和精密度

在相同的實驗條件下，對6個空白土壤樣品添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2μg/g的PAEs混合標(biāo)樣，進(jìn)行加標(biāo)回收和精密度測試，6種PAEs的加標(biāo)回收率介于67.4%～101.9%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差介于4.3%～8.8%之間，說明該方法具有較好的回收率和精密度。

4.4 土壤中鄰苯二甲酸酯類化合物的殘留狀況

本文對中山市3鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個草莓種植村落內(nèi)土壤中的鄰苯二甲酸酯類有機物的殘留量進(jìn)行了檢測[16～18]。檢測結(jié)果見圖2。

草莓種植村

由圖2可以看出，所有村落的土壤中均檢出了一定含量的鄰苯二甲酸酯類化合物，6種鄰苯二甲酸酯類化合物在土壤中的總含量在102～548 μg/kg之間，這與草莓園大量使用地膜造成土地污染相關(guān)。6種鄰苯二甲酸酯類化合物在土壤中的含量高低具有一定的規(guī)律：DBP>DEHP>DMP> DEP>DNOP>BBP，其中又主要以DBP和DEHP兩種鄰苯二甲酸酯類化合物為主，DBP在6種鄰苯二甲酸酯類化合物總含量中占比在33%～80%之間，DEHP在6種鄰苯二甲酸酯類化合物總含量中占比在18%～65%之間，這與地膜中使用的塑化劑類型有關(guān)。

4.5 草莓中鄰苯二甲酸酯類化合物的殘留狀況

經(jīng)過多批次樣品檢驗，草莓樣品中未檢出上述6種鄰苯二甲酸酯類化合物，說明土壤中的鄰苯二甲酸酯類化合物不易遷移到草莓果實內(nèi)[19，20]。

5 結(jié)論

9個村落的土壤中均檢出了鄰苯二甲酸酯類化合物，說明土壤中塑化劑的污染普遍存在，應(yīng)當(dāng)引起重視。土壤中6種不同的鄰苯二甲酸酯類化合物按殘留量大小為：DBP>DEHP>DMP>DEP>DNOP>BBP，其中DBP和DEHP的組分占比較高，是中山市草莓種植園區(qū)內(nèi)中PAEs的主要污染物，與地膜中使用塑化劑的類型有關(guān)。草莓果實中未檢出任何鄰苯二甲酸酯類化合物，說明土壤中的鄰苯二甲酸酯類塑化劑不易遷移到草莓果實中。