氣相色譜質(zhì)譜法測定土壤中鄰苯二甲酸酯殘留量

丁 可，李海俠

（山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 臨沂 276001）

鄰苯二甲酸酯是一類工業(yè)上大量生產(chǎn)的脂溶性有機(jī)化合物，在各種塑料和合成橡膠中作為增塑劑使用，被普遍應(yīng)用于玩具、食品包裝材料、化妝品和壁紙等行業(yè)中。鄰苯二甲酸酯是一種對人體有害的環(huán)境激素，人體吸收后會傷害生殖系統(tǒng)，影響人體的免疫功能，并對神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害[1，2]。鄰苯二甲酸酯可在土壤中積累并具有難降解和親脂性的特點(diǎn)，可通過食物鏈進(jìn)入人體，對人體健康造成一定的危害。由于鄰苯二甲酸酯類化合物引起的健康危害已引起人們的廣泛關(guān)注，因此,加強(qiáng)對土壤中鄰苯二甲酸酯類化合物殘留量分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，對鄰苯二甲酸酯類化合物的測定方法有氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法、液相色譜法和熒光法等[3-6]，其中氣相色譜質(zhì)譜法具有靈敏度高、選擇性好、檢出限低和定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于有機(jī)化合物的痕量檢測分析。本文建立了采用固相萃取凈化法提取富集土壤中鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二戊酯、鄰苯二甲酸二己酯、鄰苯二甲酸丁芐酯和鄰苯二甲酸二庚酯微量殘留并結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜法進(jìn)行檢測的方法，方法操作簡便，測試結(jié)果準(zhǔn)確，適用于土壤中微量鄰苯二甲酸酯類化合物殘留的分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

7890-5977 型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫）；H2100R 型高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀）；XS-205 Du 型電子天平（梅特勒公司）；固相萃取裝置（北京迪科馬）；DC-12H 型氮吹儀（上海安普）；YZ-180DB 型超聲波清洗器（上海越眾）。

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）、鄰苯二甲酸二戊酯（DPP）、鄰苯二甲酸二己酯（DHXP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）和鄰苯二甲酸二庚酯（DHP）標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)值均為100μg·mL-1，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測所；丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷，均為色譜純，天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑公司；氧化鋁固相萃取小柱（杭州微米派科技公司）；NaCl（AR 西安化學(xué)試劑廠）。

1.2 儀器參數(shù)

色譜條件 安捷倫DB-5 型毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度250℃；載氣為高純He，流速為1.2mL·min-1；不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣體積1μL。色譜柱升溫程序：初始溫度60℃保持1min，以20℃·min-1的速率升溫至220℃保持1min，以10℃·min-1的速率升溫至280℃保持5min[7]。

質(zhì)譜條件 電子轟擊電離源（EI）,電子能量70eV；離子源溫度250℃；傳輸線溫度280℃；掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測模式（MRM）。

1.3 樣品前處理

將采集的待測土壤樣品混合均勻，置于室內(nèi)，自然風(fēng)干后過1mm 孔篩網(wǎng)，置于棕色玻璃瓶中密封保存，待用。移取10.0g 土壤樣品于50mL 離心管中，加入5g NaCl 溶液和20mL 丙酮放置30min,振搖混勻后超聲提取30min，收集上清液。將上清液置于離心機(jī)中在溫度低于4℃時以3000r·min-1轉(zhuǎn)速離心5min，取10mL 上清液置于濃縮瓶中氮吹至5mL 待靜化[8]。

將氧化鋁固相萃取小柱置于固相萃取裝置上，取上述5mL 上清液過氧化鋁固相萃取柱靜化。用5mL 丙酮-二氯甲烷（體積比1∶1）試劑洗脫固相萃取柱，重復(fù)洗脫2 次，將收集的洗脫液氮吹近干，用正已烷定容至1.0mL 進(jìn)氣相色譜質(zhì)譜儀測定。

1.4 校準(zhǔn)溶液配制

分別移取1.0mL 鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二戊酯、鄰苯二甲酸二己酯、鄰苯二甲酸丁芐酯和鄰苯二甲酸二庚酯標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL 容量瓶中，用正已烷為溶劑定容，配制成濃度為2mg·L-1混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

分別移取一定量的9 種鄰苯二甲酸酯類化合物混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液至6 個50mL 容量瓶中，用正已烷稀釋，配制濃度分別為10.0、30.0、60.0、80.0、100、300μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。用空白土壤樣品按1.3 操作步驟制備空白基質(zhì)溶液，空白基質(zhì)溶液經(jīng)氮?dú)獯蹈珊蠓謩e加入1.0mL 9 種鄰苯二甲酸酯類化合物混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液復(fù)溶混勻，配制成基質(zhì)匹配系列混合校準(zhǔn)溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 洗脫溶劑的選擇

本文以濃度為50μg·kg-1的9 種鄰苯二甲酸酯類化合物土壤樣品為實(shí)驗(yàn)對象，考察了樣品靜化時分別用丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮-二氯甲烷（體積比1∶1）作為洗脫劑時對樣品測試結(jié)果的影響，測試結(jié)果見表1。

表1 洗脫溶劑對9 種鄰苯二甲酸酯類測試結(jié)果的影響（%）Tab.1 Effect of elution solvent on test results of 9 phthalates（%）

由表1 可見，采用丙酮-二氯甲烷體積比為1∶1試劑作為洗脫劑時，9 種鄰苯二甲酸酯類化合物測試結(jié)果回收率最高。因此，實(shí)驗(yàn)選擇丙酮-二氯甲烷體積為1∶1 作為洗脫溶劑。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

鄰苯二甲酸酯類化合物大多具有豐度較高的碎片離子峰作為定量離子，但一些化合物結(jié)構(gòu)較相似，分析過程中難以完全分離。本實(shí)驗(yàn)通過質(zhì)譜全掃描模式對濃度為50μg·L-1的9 種鄰苯二甲酸酯類化合物標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行掃描，通過對離子比率、碰撞電壓等儀器條件進(jìn)行優(yōu)化，選擇響應(yīng)較好的特征離子作為定量、定性離子，以保證待測化合物測試定量、定性準(zhǔn)確。9 種鄰苯二甲酸酯類化合物質(zhì)譜參數(shù)見表2，標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖見圖1。

圖1 9 種鄰苯二甲酸酯類化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard solutions of 9 phthalate compounds

表2 9 種鄰苯二甲酸酯質(zhì)譜參數(shù)Tab.2 Mass spectrum parameters of 9 phthalates

2.3 基質(zhì)效應(yīng)的消除

土壤樣品基質(zhì)性質(zhì)一般較為復(fù)雜，在樣品分析過程中出現(xiàn)的基質(zhì)效應(yīng)會導(dǎo)致實(shí)際含量與測試結(jié)果相差較大。近年來，消除土壤基質(zhì)效應(yīng)一般采用空白基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線法、基質(zhì)凈化法和同位素標(biāo)記法等，其中空白基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線法因空白基質(zhì)易得、操作簡便而常用于消除土壤基質(zhì)效應(yīng)。該實(shí)驗(yàn)采用本方法對濃度為50μg·kg-1的9 種鄰苯二甲酸酯類化合物土壤樣品進(jìn)行測定后，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法和空白基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線法分別定量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同定量方法的回收率（%）Tab.3 Recovery rate of different quantitative methods（%）

由表3 可見，采用空白基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線法測試結(jié)果回收率較高，因此，本實(shí)驗(yàn)采用空白基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線法消除土壤基質(zhì)效應(yīng)。

2.4 線性方程及檢出限

在1.2 色譜質(zhì)譜條件下，進(jìn)樣9 種鄰苯二甲酸酯類化合物標(biāo)準(zhǔn)系列溶液各1μL,采集相應(yīng)的色譜質(zhì)譜圖,以濃度為橫坐標(biāo)、色譜峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以3 倍信噪比所對應(yīng)的待測化合物濃度值作為方法檢出限，見表4。

表4 方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Tab.4 Linear equation,correlation coefficient and detection limit of the method

由表4 可見，9 種鄰苯二甲酸酯類化合物在10.0～300μg·L-1濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，方法檢出限為0.7～2.0μg·kg-1，方法測試靈敏度高。

2.5 加標(biāo)回收率與精密度測試

在不含以上9 種鄰苯二甲酸酯類化合物的空白土壤樣品中加入一定量的已知濃度的9 種鄰苯二甲酸酯類化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制濃度值分別為0.05、0.50 和2.00mg·kg-1的加標(biāo)樣品。按本方法中操作步驟對3 種濃度的土壤加標(biāo)樣品進(jìn)行分析，每個濃度樣品測定6 次，考察方法的準(zhǔn)確度和精密度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 方法的加標(biāo)回收率和精密度（%）Tab.5 Standard addition recovery and precision of the method

由表5 可見，9 種鄰苯二甲酸酯類化合物的加標(biāo)回收率為87.0%～105.0%，6 次測試結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%～4.5%，本方法的準(zhǔn)確度和精密度良好。

3 結(jié)語

本文建立了固相萃取前處理方法結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜法同時測定土壤中9 種鄰苯二甲酸酯類化合物殘留量的方法。本方法具有操作簡單快速、抗干擾能力強(qiáng)、測試靈敏度高、重現(xiàn)好和回收率高等優(yōu)點(diǎn)，可滿足對土壤中鄰苯二甲酸酯類化合物殘留量檢測的要求。