气相色谱质谱法测定土壤中邻苯二甲酸酯残留量

丁 可，李海侠

（山东省临沂生态环境监测中心，山东 临沂 276001）

邻苯二甲酸酯是一类工业上大量生产的脂溶性有机化合物，在各种塑料和合成橡胶中作为增塑剂使用，被普遍应用于玩具、食品包装材料、化妆品和壁纸等行业中。邻苯二甲酸酯是一种对人体有害的环境激素，人体吸收后会伤害生殖系统，影响人体的免疫功能，并对神经系统产生毒害[1，2]。邻苯二甲酸酯可在土壤中积累并具有难降解和亲脂性的特点，可通过食物链进入人体，对人体健康造成一定的危害。由于邻苯二甲酸酯类化合物引起的健康危害已引起人们的广泛关注，因此,加强对土壤中邻苯二甲酸酯类化合物残留量分析具有重要的现实意义。

目前，对邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法有气相色谱法、气相色谱质谱法、液相色谱法和荧光法等[3-6]，其中气相色谱质谱法具有灵敏度高、选择性好、检出限低和定量准确等优点，被广泛应用于有机化合物的痕量检测分析。本文建立了采用固相萃取净化法提取富集土壤中邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二庚酯微量残留并结合气相色谱质谱法进行检测的方法，方法操作简便，测试结果准确，适用于土壤中微量邻苯二甲酸酯类化合物残留的分析。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

7890-5977 型气相色谱质谱联用仪（美国安捷伦）；H2100R 型高速冷冻离心机（湖南湘仪）；XS-205 Du 型电子天平（梅特勒公司）；固相萃取装置（北京迪科马）；DC-12H 型氮吹仪（上海安普）；YZ-180DB 型超声波清洗器（上海越众）。

邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二己酯（DHXP）、邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）和邻苯二甲酸二庚酯（DHP）标准溶液，标准值均为100μg·mL-1，农业部环境保护科研检测所；丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷，均为色谱纯，天津致远化学试剂公司；氧化铝固相萃取小柱（杭州微米派科技公司）；NaCl（AR 西安化学试剂厂）。

1.2 仪器参数

色谱条件 安捷伦DB-5 型毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；进样口温度250℃；载气为高纯He，流速为1.2mL·min-1；不分流进样，进样体积1μL。色谱柱升温程序：初始温度60℃保持1min，以20℃·min-1的速率升温至220℃保持1min，以10℃·min-1的速率升温至280℃保持5min[7]。

质谱条件 电子轰击电离源（EI）,电子能量70eV；离子源温度250℃；传输线温度280℃；扫描方式为多反应监测模式（MRM）。

1.3 样品前处理

将采集的待测土壤样品混合均匀，置于室内，自然风干后过1mm 孔筛网，置于棕色玻璃瓶中密封保存，待用。移取10.0g 土壤样品于50mL 离心管中，加入5g NaCl 溶液和20mL 丙酮放置30min,振摇混匀后超声提取30min，收集上清液。将上清液置于离心机中在温度低于4℃时以3000r·min-1转速离心5min，取10mL 上清液置于浓缩瓶中氮吹至5mL 待静化[8]。

将氧化铝固相萃取小柱置于固相萃取装置上，取上述5mL 上清液过氧化铝固相萃取柱静化。用5mL 丙酮-二氯甲烷（体积比1∶1）试剂洗脱固相萃取柱，重复洗脱2 次，将收集的洗脱液氮吹近干，用正已烷定容至1.0mL 进气相色谱质谱仪测定。

1.4 校准溶液配制

分别移取1.0mL 邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二庚酯标准溶液于50mL 容量瓶中，用正已烷为溶剂定容，配制成浓度为2mg·L-1混合标准储备液。

分别移取一定量的9 种邻苯二甲酸酯类化合物混合标准储备液至6 个50mL 容量瓶中，用正已烷稀释，配制浓度分别为10.0、30.0、60.0、80.0、100、300μg·L-1的混合标准系列溶液。用空白土壤样品按1.3 操作步骤制备空白基质溶液，空白基质溶液经氮气吹干后分别加入1.0mL 9 种邻苯二甲酸酯类化合物混合标准系列溶液复溶混匀，配制成基质匹配系列混合校准溶液。

2 结果与讨论

2.1 洗脱溶剂的选择

本文以浓度为50μg·kg-1的9 种邻苯二甲酸酯类化合物土壤样品为实验对象，考察了样品静化时分别用丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮-二氯甲烷（体积比1∶1）作为洗脱剂时对样品测试结果的影响，测试结果见表1。

表1 洗脱溶剂对9 种邻苯二甲酸酯类测试结果的影响（%）Tab.1 Effect of elution solvent on test results of 9 phthalates（%）

由表1 可见，采用丙酮-二氯甲烷体积比为1∶1试剂作为洗脱剂时，9 种邻苯二甲酸酯类化合物测试结果回收率最高。因此，实验选择丙酮-二氯甲烷体积为1∶1 作为洗脱溶剂。

2.2 质谱条件的优化

邻苯二甲酸酯类化合物大多具有丰度较高的碎片离子峰作为定量离子，但一些化合物结构较相似，分析过程中难以完全分离。本实验通过质谱全扫描模式对浓度为50μg·L-1的9 种邻苯二甲酸酯类化合物标准液进行扫描，通过对离子比率、碰撞电压等仪器条件进行优化，选择响应较好的特征离子作为定量、定性离子，以保证待测化合物测试定量、定性准确。9 种邻苯二甲酸酯类化合物质谱参数见表2，标准样品色谱图见图1。

图1 9 种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液色谱图Fig.1 Chromatogram of standard solutions of 9 phthalate compounds

表2 9 种邻苯二甲酸酯质谱参数Tab.2 Mass spectrum parameters of 9 phthalates

2.3 基质效应的消除

土壤样品基质性质一般较为复杂，在样品分析过程中出现的基质效应会导致实际含量与测试结果相差较大。近年来，消除土壤基质效应一般采用空白基质匹配校准曲线法、基质净化法和同位素标记法等，其中空白基质匹配校准曲线法因空白基质易得、操作简便而常用于消除土壤基质效应。该实验采用本方法对浓度为50μg·kg-1的9 种邻苯二甲酸酯类化合物土壤样品进行测定后，采用标准曲线法和空白基质匹配校准曲线法分别定量，实验结果见表3。

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

由表3 可见，采用空白基质匹配校准曲线法测试结果回收率较高，因此，本实验采用空白基质匹配校准曲线法消除土壤基质效应。

2.4 线性方程及检出限

在1.2 色谱质谱条件下，进样9 种邻苯二甲酸酯类化合物标准系列溶液各1μL,采集相应的色谱质谱图,以浓度为横坐标、色谱峰面积为纵坐标绘制标准曲线。以3 倍信噪比所对应的待测化合物浓度值作为方法检出限，见表4。

表4 方法的线性方程、相关系数和检出限Tab.4 Linear equation,correlation coefficient and detection limit of the method

由表4 可见，9 种邻苯二甲酸酯类化合物在10.0～300μg·L-1浓度范围内呈现良好的线性关系，方法检出限为0.7～2.0μg·kg-1，方法测试灵敏度高。

2.5 加标回收率与精密度测试

在不含以上9 种邻苯二甲酸酯类化合物的空白土壤样品中加入一定量的已知浓度的9 种邻苯二甲酸酯类化合物混合标准溶液，配制浓度值分别为0.05、0.50 和2.00mg·kg-1的加标样品。按本方法中操作步骤对3 种浓度的土壤加标样品进行分析，每个浓度样品测定6 次，考察方法的准确度和精密度，实验结果见表5。

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

由表5 可见，9 种邻苯二甲酸酯类化合物的加标回收率为87.0%～105.0%，6 次测试结果相对标准偏差为2.5%～4.5%，本方法的准确度和精密度良好。

3 结语

本文建立了固相萃取前处理方法结合气相色谱质谱法同时测定土壤中9 种邻苯二甲酸酯类化合物残留量的方法。本方法具有操作简单快速、抗干扰能力强、测试灵敏度高、重现好和回收率高等优点，可满足对土壤中邻苯二甲酸酯类化合物残留量检测的要求。