草莓园土壤和草莓中邻苯二甲酸酯污染特征

杨秋菊，陈 楠，黎小鹏，庄晓梅

(1.中山职业技术学院，广东 中山 528400；2.广东省中山市三乡镇农产品检验检测站，广东 中山 528463；3.中山市农产品质量安全检验所，广东 中山 528403)

1 引言

农作物覆膜可以起到增温、保湿、保土、保肥、防虫的作用，可以显著提高农作物的产量[1～4]，因此草莓也大多采用覆膜的方式种植。地膜的大量使用，导致了大量的地膜碎片进入土壤中，进而导致土壤受到塑化剂的污染，使土地板结、农作物减产，破坏生态环境[5]。邻苯二甲酸酯类塑化剂(PAEs)是地膜中最常用的塑化剂[6]。PAEs对土壤的污染已经引起了政府监管部门和研究学者的重视[7]。但针对草莓园土壤和草莓中PAEs的污染情况及两者之间关联性的研究目前鲜有报道。

邻苯二甲酸酯类塑化剂的检测方法主要有色谱法、光谱法和电化学法，土壤样品的基质较为复杂,色谱-质谱联用技术[8～11]是目前检测PAEs的主要方法。因此本文采用气相色谱-质谱法检测了中山市三乡镇9个草莓种植村落内(分别是乌石村、平东村、大布村、雍陌村、塘敢村、古鹤村、西山村、南龙村和茅湾村)的土壤和草莓中的邻苯二甲酸酯类有机物的残留量进行了检测[12，13]，了解草莓园土壤和草莓中PAEs的污染水平。福建、广东和新疆是全国耕地土壤中邻苯二甲酸酯含量最高的3个省区。研究结果对中山市乃至广东省农业土壤质量管控和环境保护具有重要意义。

2 仪器及材料

乙腈，色谱纯；丙酮，色谱纯；正己烷，色谱纯；二氯甲烷，色谱纯，德国Merck公司。无水硫酸钠，分析纯；氯化钠，分析纯，广州化学试剂厂。邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二正辛酯，混合液体标准品，浓度为1000 μg/mL，购自坛墨质检标准物质中心。

分析天平，CP2102，奥豪斯仪器有限公司；涡旋振荡器，IKAVortex2，艾卡仪器设备有限公司；冷冻离心机，A2316R，上海安戈仪器有限公司；氮吹仪，HGC-36A，天津恒奥科技有限公司；固相萃取仪，VacElutSPS24，安捷伦科技有限公司；超声波清洗机，KQ-500E，昆山超声波仪器有限公司；气相液相-质谱联用仪，7890B-5977A，安捷伦科技有限公司。

3 实验方法

3.1 土壤试样制备

在每个草莓园中，利用梅花形布点法进行采样。收集土壤样品，并研磨成粉状，备用。

3.2 土壤试样的前处理

准确称取试样10.00 g(精确至0.01 g)于25 mL具塞磨口离心管中，加入10 mL水、约2 g 无水硫酸钠、10 mL二氯甲烷∶丙酮(1∶1，V/V)混合溶液，涡旋混匀，超声提取10 min，离心，取上清液备用。再重复一次，加入10 mL混合液，涡旋混匀，超声提取10 min，离心，取上清液，合并两次提取液，取10.0 mL于玻璃试管中，在40 ℃氮吹浓缩至近干，加2.0 mL乙腈，涡旋混匀，待SPE净化[14]。

取硅胶小柱(500 mg，10 mL)连接在PSA小柱(500 mg)上，加入10 mL乙腈活化，弃去流出液；将2 mL待净化浓缩液加入小柱，收集流出液；再用4 mL乙腈分两次进行洗脱，收集流出液，合并两次收集的流出液于试管中，40 ℃氮吹至近干，正己烷准确定容至1 mL，涡旋混匀，倒入样品瓶待用，供GC-MS分析。

3.3 草莓试样的前处理

准确称取混匀试样0.5 g(精确至0.0001 g)于25 mL具塞磨口离心管中，加入100 μL同位素内标使用液，加入2～5 mL蒸馏水，涡旋混匀，再准确加入10 mL正己烷，涡旋1 min，剧烈振摇1 min，超声提取30 min，加入约2 g氯化钠，1000 r/min离心5 min，取上清液，供GC-MS分析[15]。

3.4 仪器条件

3.4.1 气相色谱条件

色谱柱：HP-5石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)；进样口温度：250 ℃；程序升温：初始柱温60 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升温至220 ℃，保持1 min；再以5 ℃/min升温至250 ℃，保持1 min；再以20 ℃/min升温至290 ℃，保持7.5 min。载气：高纯氦，1.0 mL/min；不分流进样；进样量：1 μL。

3.4.2 质谱条件

电子轰击(EI)离子源，70eV；传输线温度：280 ℃；离子源温度：230 ℃；监测方式：选择离子扫描(SIM)；溶剂延迟：7 min。6种邻苯二甲酸酯化合物的质谱条件和总离子流色谱图分别见表1和图1。

表1 6种邻苯二甲酸酯类化合物的保留时间、定量离子和定性离子

图1 6种邻苯二甲酸酯类化合物总离子流色谱

4 结果与讨论

4.1 标准曲线

以混标溶液的浓度为横坐标，各定量离子色谱峰的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，相关系数、二次回归方程见表2。6种PAEs在0～1.0 μg/mL浓度范围内相关系数均大于0.995，说明定量离子色谱峰的峰面积与PAEs浓度之间存在良好的数学关系，可用于定量分析。

表2 土壤中6种PAEs的回归方程、相关系数、检出限、回收率及精密度

4.2 方法检出限

最低检出限按最低质量浓度点0.02 μg/mL的响应值与空白土壤样品中的噪声响应的3倍计算，6种PAEs的方法检出限介于0.5～6.0 μg/kg之间，能满足土壤中微量PAEs的检测。

4.3 方法回收率和精密度

在相同的实验条件下，对6个空白土壤样品添加质量分数为0.2μg/g的PAEs混合标样，进行加标回收和精密度测试，6种PAEs的加标回收率介于67.4%～101.9%之间，相对标准偏差介于4.3%～8.8%之间，说明该方法具有较好的回收率和精密度。

4.4 土壤中邻苯二甲酸酯类化合物的残留状况

本文对中山市3乡镇9个草莓种植村落内土壤中的邻苯二甲酸酯类有机物的残留量进行了检测[16～18]。检测结果见图2。

草莓种植村

由图2可以看出，所有村落的土壤中均检出了一定含量的邻苯二甲酸酯类化合物，6种邻苯二甲酸酯类化合物在土壤中的总含量在102～548 μg/kg之间，这与草莓园大量使用地膜造成土地污染相关。6种邻苯二甲酸酯类化合物在土壤中的含量高低具有一定的规律：DBP>DEHP>DMP> DEP>DNOP>BBP，其中又主要以DBP和DEHP两种邻苯二甲酸酯类化合物为主，DBP在6种邻苯二甲酸酯类化合物总含量中占比在33%～80%之间，DEHP在6种邻苯二甲酸酯类化合物总含量中占比在18%～65%之间，这与地膜中使用的塑化剂类型有关。

4.5 草莓中邻苯二甲酸酯类化合物的残留状况

经过多批次样品检验，草莓样品中未检出上述6种邻苯二甲酸酯类化合物，说明土壤中的邻苯二甲酸酯类化合物不易迁移到草莓果实内[19，20]。

5 结论

9个村落的土壤中均检出了邻苯二甲酸酯类化合物，说明土壤中塑化剂的污染普遍存在，应当引起重视。土壤中6种不同的邻苯二甲酸酯类化合物按残留量大小为：DBP>DEHP>DMP>DEP>DNOP>BBP，其中DBP和DEHP的组分占比较高，是中山市草莓种植园区内中PAEs的主要污染物，与地膜中使用塑化剂的类型有关。草莓果实中未检出任何邻苯二甲酸酯类化合物，说明土壤中的邻苯二甲酸酯类塑化剂不易迁移到草莓果实中。