气相色谱-质谱联用法测定土壤中8 种环境内分泌干扰物

2022-05-11王佳敏沈浩锋

山西化工 2022年2期

王佳敏，沈浩锋

（1.宁波中盛产品检测有限公司，浙江宁波 315000；2.浙江省宁波生态环境监测中心，浙江宁波 315000）

内分泌干扰物（EDCS）也称为环境雌激素，属于新兴污染物，是指经过摄入与生物体内富集作用，接入动物或人类体内荷尔蒙的输送、合成、结合、分泌、代谢与反应的过程，以雌激素方式对内分泌系统造成干扰，能够予以生物体异常影响，为外源性化学物质，具有低剂量效应、憎水性、半衰期长的特征。目前在全球土壤中被广泛检测到，对环境带来严重威胁。此类物质会降低动物、人类生殖能力，危害健康和发育行为，即便为纳克每升级别含量，也会造成生物体内分泌失衡，产生异常影响，甚至引发癌症。准确检测内分泌干扰物能够预防环境中的危害，为后续治理与预防奠定基础，可采用气相色谱-质谱联用方法，实现多类环境EDCS检测，推动检测工作规模化。

1 实验部分

1.1 材料和试剂

土壤：源自周围农业用地土壤及固体废弃物、沉积物、建设用地土壤、活性污泥等；硅藻土，840 μm～2 000 μm，昊睿化学。

丙酮（C3H8O），色谱纯，美国天地；二氯甲烷（CH2Cl2），色谱纯，美国天地；正己烷（C6H14），色谱纯，美国天地；壬基酚（C15H24O），纯品型99%，山东旭晨化工；己二酸二异丁酯（C14H26O4），纯品型99%，山东旭晨化工；己二酸二丁酯（C14H26O4），纯品型99%，山东旭晨化工；邻苯二甲酸戊基异戊酯（C18H26O4），纯品型99%，山东旭晨化工；邻苯二甲酸二庚酯（C22H34O4），纯品型99%，山东旭晨化工；邻苯二甲酸二癸酯（C28H46O4），纯品型99%，山东旭晨化工；对正庚基苯酚（C13H20O），纯品型98%，北京迈瑞达科技；二（1-丁基戊烷）己二酸（C24H46O4），纯品型98%，北京迈瑞达科技；内标：菲-d10 或五氯硝基苯，1 000 mg/L。

1.2 仪器

气相色谱-质谱联用仪，岛津，QP2020 型，具有EI 源；旋转蒸发仪，东京理化，N-1300D-WB；自动定量平行浓缩仪，莱博泰科，MultiVap-10；粗称天平，0.01 mg，江苏宏力称重设备有限公司；硅酸镁柱，1 000 mg/6 mL，安谱；索氏提取装置：含配套电热套、冷凝管、烧瓶及索提管（250 mL）；微量进样针：10、25、50、100 μL。其他玻璃器具和实验室常见器具。

1.3 样品前处理

1.3.1 提取

称取新鲜样品5.00 g，加入适量硅藻土拌匀，一起研磨至呈流沙颗粒状，然后全部转移至滤纸筒中。将滤纸筒装入索氏提取装置中。分别添加恰当丙酮-二氯甲烷混合溶剂，两者混合体积比例1∶1，放置于底部烧瓶中，注意溶剂量在索提管中液面应能高过虹吸管顶部，保证能回流。然后开启电热套和冷却水，让索氏提取装置循环提取样品16 h，保证回流速度为4 次/h～6 次/h。

1.3.2 浓缩

将上述提取后的溶液转移至旋蒸瓶中，用真空控制器设置旋转蒸发仪到合适的真空度，保证溶剂以正常速度蒸发（不出现爆沸）。之后，浓缩溶液至1 mL，添加适量正己烷旋蒸，溶液浓缩至1 mL 后可置换溶剂为正己烷，等待净化。

1.3.3 净化

用10 mL 正己烷将硅酸镁柱活化，然后将上述浓缩好的试样上硅酸镁柱，同时用少量正己烷润洗，润洗液一并上硅酸镁柱，弃去流出相。利用二氯甲烷（50 mL）将净化柱洗脱，收集相应洗脱液。

注意：需始终保持净化柱顶部有液面。

1.3.4 浓缩定容

将净化好的试样，用平行定量浓缩仪（或氮吹装置），浓缩，并定容至1 mL。加入与标准曲线等量的内标，待上机分析。

1.4 上机分析

1.4.1 仪器工作条件

1.4.1.1 质谱条件

电离方式EI；四级杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；采取选择离子监测和全扫描模式，扫描质量范围是45 amu～550 amu。

1.4.1.2 色谱条件

进样口温度280 ℃；不分流进样，进样体积1 μL；

色谱柱：选用填料95%甲基二硅氧烷-5%苯基，规格30 m×0.25 μm×250 μm；

柱流量：1.0 mL/min；

柱温条件：维持1 min 柱温60 ℃后，按照提升速率10 ℃/min，温度升高至220 ℃，维持1 min 后，按照提升速率5 ℃/min，温度升高为280 ℃，维持8 min 即可。

1.4.2 标准曲线

配制曲线质量浓度分别为1.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg/mL 的8 种内分泌干扰物溶液，分别加入适量内标，使添加的内标物质量浓度为40.0 μg/mL。按上述条件上机分析。

2 结果与分析

2.1 选择提取溶剂

提取溶液分别使用正己烷、二氯乙烷、丙酮-正己烷（1∶1）、丙酮、丙酮-二氯甲烷（1∶1）对6 个平行样品进行加标后提取，其余条件不变。开展多次平行实验，确定丙酮-二氯甲烷（1∶1）溶剂的平均提取效率最高，能达到80%～90%。因此，选择丙酮-二氯甲烷（1∶1）混合溶剂作为提取溶剂。

2.2 选择提取时间

以丙酮-二氯甲烷（1∶1）混合溶剂作为提取溶剂，分别对样品提取8、12、16、20、24 h。经过验证，发现提取时间低于16 h 时，回收率随着提取时间增加有显著提升。提取时间大于16 h 后，回收率提升不明显。故将提取时间定为16 h。

2.3 标准曲线和检出限

按照上文中标准曲线配制方法，将各曲线点上机分析。横坐标是目标浓度和内标浓度比值，纵坐标是目标响应值和内标相应比值，以此进行标准曲线绘制。结果显示，在质量浓度1.0 mg/L～50.0 mg/L 范围下，响应值比和质量浓度比具有良好线性关系，取7 个空白样品，按照《HJ 168—2020》中检出限验证方法进行8 种内分泌干扰物的检出限验证实验，上机测试，计算出检出限，见表1。

2.4 加标回收率与精密度

分别称取3 组（每组6 份）平行样品，分别进行高、中、低3 个水平浓度的加标，每个水平开展平行试验6 次，按照样品处理步骤开展实验，获得平均加标回收率和相对标准偏差，见表2。

表2 加标回收率与精密度

2.5 实际样品分析

根据上述实验方式，检测已经采集的农业土壤样品20 份，结合特征离子及保留时间特征，以内标法定量，结果表明，农业土壤样品内检测出己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸戊基异戊酯、二（1-丁基戊烷）己二酸等，测试结果见第96 页表3。

表3 实际样品检测数据

3 讨论与分析

土壤内分泌干扰物对于土壤环境具有较大影响，本文针对土壤样品采用索氏提取法，用丙酮-二氯甲烷（1∶1）溶液进行16 h 提取，经浓缩与净化后，利用气相色谱-质谱联用仪，以内标法完成测定。各组分曲线相关系数均＞0.995；检出限为0.02 mg/kg～0.12 mg/kg；加标回收率范围为74.6%～91.1%。同时，对采集的20 份实际土壤样品进行检测，能够测出其中的相应目标物，有一定的重现性，检测效果显著，能够为后续开展土壤治理，控制污染物排放提供参考的分析方法。