高效液相色譜法測定農田土壤中的鄰苯二甲酸酯含量探討

王明 包維斌 楊帆 吳昕燕

摘 要 在寧夏石嘴山市農田區采集表層土樣（0～20 cm），采用超聲萃取-柱層析-液相色譜-紫外檢測法，分析土樣中鄰苯二甲酸酯（PAEs）的含量。結果表明，15種PAEs的相關系數均大于0.999，相對標準偏差（RSD）為0.28%～12.06%，檢測出的15種PAEs在土壤中含量范圍為0.041 08～2.805 80 mg·kg-1;所采用的方法具有簡便、快速、靈敏等優點，適用于土壤中15種PAEs的測定。

關鍵詞 鄰苯二甲酸酯;高效液相色譜法;土壤

中圖分類號：O657.72 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.069

隨著我國經濟的發展，塑料類制品得到廣泛使用。鄰苯二甲酸酯（PAEs）作為塑化劑被大量應用于食品包裝、玩具、化妝品等各種日用產品中[1]，也作為地膜被廣泛用于農業的生產活動中。PAEs很難被環境自然降解，農田地膜也無法做到完全處理，殘留在農田中的塑化劑不僅會影響生態環境質量，還會對作物的生長發育造成危害[2]。除了對作物的不良影響外，PAEs對內分泌系統和生殖系統有干擾作用，長期生活在PAEs高的環境中會大大增加人們患病的概率[3]。美國國家環保局（USEPA）將鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）6種PAEs列為優先控制污染物，其中DEP、DOP、DMP也是我國優先控制的有毒污染物[4]。國內外有關農田土壤中鄰苯二甲酸酯的報道屢見不鮮，但關于寧夏石嘴山市農田區土壤鄰苯二甲酸酯的污染情況卻未見報道。有關鄰苯二甲酸酯類的檢測方法已有很多[5]，其中高效液相色譜法因具有便捷高效等優點，得到了廣泛應用。本項目通過對石嘴山市農田土壤中的鄰苯二甲酸酯進行檢測，以期為該區域內鄰苯二甲酸酯污染控制及風險管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 主要儀器

島津LC-15液相色譜儀（UV）（日本島津）;超聲清洗器（深圳潔力特）;TDL-5-A型低速臺式離心機（上海安亭科學儀器廠）;超聲波細胞破碎儀（上海比朗）;ZGDCY-12S 12孔水浴氮吹儀（上海梓佳）;超純水儀（上海和泰）。

1.1.2 試劑及材料

正己烷（分析純，成都科龍化工）、丙酮（分析純，煙臺雙雙化工），甲醇（色譜純，煙臺雙雙化工），無水硫酸鈉（優級純，成都科龍化工）;硅膠（優級純，100～200目，青島海洋化工公司）;玻璃棉（上海昕滬實驗設備公司）;15種PAEs混合標樣濃度為1 000 mg·L-1（美國Sigma-Aldrich公司），分別為鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DnBP）、鄰苯二甲酸二異丙酯（DIPP）、鄰苯二甲酸二丙烯酯（DAP）、鄰苯二甲酸二丙酯（DPrP）、鄰苯二甲酸二芐酯（DBZP）、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（BBEP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸二正戊酯（DPEP）、鄰苯二甲酸二環己酯（DCHP）、鄰苯二甲酸（2-乙基）、己酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DnOP）、鄰苯二甲酸二壬酯（DNP）和鄰苯二甲酸二戊酯（DPP）;實驗用水為超純水

（18.2 MΩ·cm）。

1.2 色譜條件

色譜柱：C18（250 mm×4.6 mm，5 μL）;流動相A為純水，B為乙腈，使用梯度洗脫程序（如表1所示）進行分離;檢測波長225 nm;進樣量20 μL。

1.3 標準系列溶液的制備

取15種鄰苯二甲酸酯混標，根據說明書上的示值，用甲醇配制成系列標準溶液，所配制的鄰苯二甲酸酯標準使用液的濃度為0.1 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、5.0 mg·L-1和10.0 mg·L-1。

1.4 樣品采集與處理

1.4.1 制備層析柱

在玻璃層析柱的底部加入玻璃棉，加入5 g中性硅膠，再加入1 g無水硫酸鈉，在添加過程中用洗耳球輕敲層析柱，使填料填實。

1.4.2 樣品采集

采用網格布點和重點區域加密布點法。利用GPS進行定位，避開人工填充物，采集0～20 cm的表層土壤，四分法留取1 kg土樣帶回實驗室。

1.4.3 前處理

土壤樣品至陰涼處自然風干后，過60目篩，儲存于棕色廣口瓶中，4 ℃保存備用。準確稱取過60目篩的土壤樣品5 g于30 mL玻璃離心管中。加入30 mL正己烷-丙酮混合液（體積1∶1），然后超聲振蕩30 min，接著超聲破碎5 min，再離心30 min，收集提取液于具塞比色管中。

1.4.4 凈化濃縮

依次用10 mL正己烷和15 mL正己烷-丙酮（4∶1）預淋洗層析柱，棄去淋洗液，柱面留少量液體。隨后將提取液轉移至已淋洗過的層析柱中，用正己烷洗滌3次，每次2 mL，洗液全部轉入層析柱，用40 mL正己烷-丙酮混合溶劑（4∶1）分多次洗脫，洗脫液收集于錐型瓶中，利用氮吹濃縮近干，加入3 mL甲醇，再次氮吹濃縮濃縮至1 mL以下，用甲醇準確定容至1 mL，過有機系0.22 μm濾膜，待測。

1.5 污染預防

因PAEs分布廣泛，需盡量減少PAEs的污染，規避干擾。本實驗所采用儀器均為玻璃儀器，且均用鉻酸溶液浸泡，超純水清洗、有機溶劑淋洗后，烘干待用。

2 結果與分析

2.1 標準樣品色譜圖

由1.2中色譜條件得到的標準溶液色譜圖如圖1所示。從圖1中可以得到15個鄰苯二甲酸酯類物質的色譜峰。

2.2 標準曲線結果

由1.3中配制的標準溶液系列濃度進行上機檢測，并通過Excel軟件進行數據擬合，擬合結果見表2。

15種PAEs的線性范圍均在0.1～10.0 mg·L-1，且相關系數均大于0.999，由此可知該方法色譜分離條件和擬合曲線均滿足分析要求。

2.3 方法的精密度、重復性

對同一樣品做6個平行試驗，用本法進行處理和測定，結果表明土壤樣品中15種PAEs的相對標準偏差（RSD）為0.28%～12.06%，符合分析測試要求，見表3。

2.4 實際樣品分析

采用本法對在石嘴山市農田采集的土壤樣品進行分析測定，檢測出的15種PAEs在土壤中含量范圍為0.041 08～2.805 80 mg·kg-1，所有土壤樣品均檢測出有DIBP和DEHP。從土壤檢測結果來看，農田土壤存在PAEs污染，一方面是由于人類活動，丟棄的塑料產品較多，另一方面是由于農業地膜的大量使用和殘留。關卉等[6]對雷州半島典型區域土壤中的PAEs污染情況進行了研究調查，結果表明DBP和DEHP是兩種最主要的污染物;梁浩花等[7]通過對銀川市郊蔬菜基地土壤中PAEs的研究發現DMP、DnBP和DEHP是研究區土壤中PAEs污染物的主要組成部分。

3 結論

鄰苯二甲酸酯（PAEs）是一種普遍存在的有機污染物，在所有的農田土壤樣品中均能檢測出來。本研究采用了了超聲萃取-柱層析-液相色譜-紫外檢測法測定土壤中15種鄰苯二甲酸酯的方法，可適用于批量樣品的分析，操作簡便。利用此法對石嘴山市的農田土壤進行PAEs含量測定，可為寧夏石嘴山市PAEs的污染監測提供數據參考。

參考文獻：

[1] 郭永梅.鄰苯二甲酸酯的毒性及相關限制法規[J].廣州化學，2012，37（2）：75-79.

[2] 郭冬梅，吳瑛.南疆棉田土壤中鄰苯二甲酸酯（PAEs）的測定[J].干旱環境監測，2011，25（2）：76-79.

[3] 成昊，張麗君，張磊，等.基質固相分散萃取-分散液相微萃取-氣相色譜/質譜聯用法測定土壤中的鄰苯二甲酸酯[J].分析試驗室，2015，34（5）：574-578.

[4] Net S，Delmont A，Sempéré R，et al.Reliable quantifi-

cation of phthalates in environmental matrices （air， water， sludge， sediment and soil）： A review[J].Science of the Total Environment，2015，515-516：162-180.

[5] 吳莉莉.鄰苯二甲酸酯類增塑劑的檢測標準現狀分析[J].塑料工業，2011（1）：11-14.

[6] 關卉，王金生，萬洪富，等.雷州半島典型區域土壤鄰苯二甲酸酯（PAEs）污染研究[J].農業環境科學學報，2007，26（2）：622-628.

[7] 梁浩花，王亞娟，陶紅，等.銀川市東郊設施蔬菜基地土壤中鄰苯二甲酸酯污染特征及健康風險評價[J].環境科學學報，2018，38（9）：3703-3713.

（責任編輯：劉昀）