王佳敏,沈浩鋒
(1.寧波中盛產(chǎn)品檢測有限公司,浙江 寧波 315000;2.浙江省寧波生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,浙江 寧波 315000)
內(nèi)分泌干擾物(EDCS)也稱為環(huán)境雌激素,屬于新興污染物,是指經(jīng)過攝入與生物體內(nèi)富集作用,接入動物或人類體內(nèi)荷爾蒙的輸送、合成、結(jié)合、分泌、代謝與反應(yīng)的過程,以雌激素方式對內(nèi)分泌系統(tǒng)造成干擾,能夠予以生物體異常影響,為外源性化學(xué)物質(zhì),具有低劑量效應(yīng)、憎水性、半衰期長的特征。目前在全球土壤中被廣泛檢測到,對環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅。此類物質(zhì)會降低動物、人類生殖能力,危害健康和發(fā)育行為,即便為納克每升級別含量,也會造成生物體內(nèi)分泌失衡,產(chǎn)生異常影響,甚至引發(fā)癌癥。準(zhǔn)確檢測內(nèi)分泌干擾物能夠預(yù)防環(huán)境中的危害,為后續(xù)治理與預(yù)防奠定基礎(chǔ),可采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法,實現(xiàn)多類環(huán)境EDCS檢測,推動檢測工作規(guī)?;?。
土壤:源自周圍農(nóng)業(yè)用地土壤及固體廢棄物、沉積物、建設(shè)用地土壤、活性污泥等;硅藻土,840 μm~2 000 μm,昊睿化學(xué)。
丙酮(C3H8O),色譜純,美國天地;二氯甲烷(CH2Cl2),色譜純,美國天地;正己烷(C6H14),色譜純,美國天地;壬基酚(C15H24O),純品型99%,山東旭晨化工;己二酸二異丁酯(C14H26O4),純品型99%,山東旭晨化工;己二酸二丁酯(C14H26O4),純品型99%,山東旭晨化工;鄰苯二甲酸戊基異戊酯(C18H26O4),純品型99%,山東旭晨化工;鄰苯二甲酸二庚酯(C22H34O4),純品型99%,山東旭晨化工;鄰苯二甲酸二癸酯(C28H46O4),純品型99%,山東旭晨化工;對正庚基苯酚(C13H20O),純品型98%,北京邁瑞達(dá)科技;二(1-丁基戊烷)己二酸(C24H46O4),純品型98%,北京邁瑞達(dá)科技;內(nèi)標(biāo):菲-d10 或五氯硝基苯,1 000 mg/L。
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,島津,QP2020 型,具有EI 源;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,東京理化,N-1300D-WB;自動定量平行濃縮儀,萊博泰科,MultiVap-10;粗稱天平,0.01 mg,江蘇宏力稱重設(shè)備有限公司;硅酸鎂柱,1 000 mg/6 mL,安譜;索氏提取裝置:含配套電熱套、冷凝管、燒瓶及索提管(250 mL);微量進(jìn)樣針:10、25、50、100 μL。其他玻璃器具和實驗室常見器具。
1.3.1 提取
稱取新鮮樣品5.00 g,加入適量硅藻土拌勻,一起研磨至呈流沙顆粒狀,然后全部轉(zhuǎn)移至濾紙筒中。將濾紙筒裝入索氏提取裝置中。分別添加恰當(dāng)丙酮-二氯甲烷混合溶劑,兩者混合體積比例1∶1,放置于底部燒瓶中,注意溶劑量在索提管中液面應(yīng)能高過虹吸管頂部,保證能回流。然后開啟電熱套和冷卻水,讓索氏提取裝置循環(huán)提取樣品16 h,保證回流速度為4 次/h~6 次/h。
1.3.2 濃縮
將上述提取后的溶液轉(zhuǎn)移至旋蒸瓶中,用真空控制器設(shè)置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀到合適的真空度,保證溶劑以正常速度蒸發(fā)(不出現(xiàn)爆沸)。之后,濃縮溶液至1 mL,添加適量正己烷旋蒸,溶液濃縮至1 mL 后可置換溶劑為正己烷,等待凈化。
1.3.3 凈化
用10 mL 正己烷將硅酸鎂柱活化,然后將上述濃縮好的試樣上硅酸鎂柱,同時用少量正己烷潤洗,潤洗液一并上硅酸鎂柱,棄去流出相。利用二氯甲烷(50 mL)將凈化柱洗脫,收集相應(yīng)洗脫液。
注意:需始終保持凈化柱頂部有液面。
1.3.4 濃縮定容
將凈化好的試樣,用平行定量濃縮儀(或氮吹裝置),濃縮,并定容至1 mL。加入與標(biāo)準(zhǔn)曲線等量的內(nèi)標(biāo),待上機(jī)分析。
1.4.1 儀器工作條件
1.4.1.1 質(zhì)譜條件
電離方式EI;四級桿溫度150 ℃;離子源溫度230 ℃;采取選擇離子監(jiān)測和全掃描模式,掃描質(zhì)量范圍是45 amu~550 amu。
1.4.1.2 色譜條件
進(jìn)樣口溫度280 ℃;不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣體積1 μL;
色譜柱:選用填料95%甲基二硅氧烷-5%苯基,規(guī)格30 m×0.25 μm×250 μm;
柱流量:1.0 mL/min;
柱溫條件:維持1 min 柱溫60 ℃后,按照提升速率10 ℃/min,溫度升高至220 ℃,維持1 min 后,按照提升速率5 ℃/min,溫度升高為280 ℃,維持8 min 即可。
1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線
配制曲線質(zhì)量濃度分別為1.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg/mL 的8 種內(nèi)分泌干擾物溶液,分別加入適量內(nèi)標(biāo),使添加的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度為40.0 μg/mL。按上述條件上機(jī)分析。
提取溶液分別使用正己烷、二氯乙烷、丙酮-正己烷(1∶1)、丙酮、丙酮-二氯甲烷(1∶1)對6 個平行樣品進(jìn)行加標(biāo)后提取,其余條件不變。開展多次平行實驗,確定丙酮-二氯甲烷(1∶1)溶劑的平均提取效率最高,能達(dá)到80%~90%。因此,選擇丙酮-二氯甲烷(1∶1)混合溶劑作為提取溶劑。
以丙酮-二氯甲烷(1∶1)混合溶劑作為提取溶劑,分別對樣品提取8、12、16、20、24 h。經(jīng)過驗證,發(fā)現(xiàn)提取時間低于16 h 時,回收率隨著提取時間增加有顯著提升。提取時間大于16 h 后,回收率提升不明顯。故將提取時間定為16 h。
按照上文中標(biāo)準(zhǔn)曲線配制方法,將各曲線點上機(jī)分析。橫坐標(biāo)是目標(biāo)濃度和內(nèi)標(biāo)濃度比值,縱坐標(biāo)是目標(biāo)響應(yīng)值和內(nèi)標(biāo)相應(yīng)比值,以此進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。結(jié)果顯示,在質(zhì)量濃度1.0 mg/L~50.0 mg/L 范圍下,響應(yīng)值比和質(zhì)量濃度比具有良好線性關(guān)系,取7 個空白樣品,按照《HJ 168—2020》中檢出限驗證方法進(jìn)行8 種內(nèi)分泌干擾物的檢出限驗證實驗,上機(jī)測試,計算出檢出限,見表1。
分別稱取3 組(每組6 份)平行樣品,分別進(jìn)行高、中、低3 個水平濃度的加標(biāo),每個水平開展平行試驗6 次,按照樣品處理步驟開展實驗,獲得平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,見表2。
表2 加標(biāo)回收率與精密度
根據(jù)上述實驗方式,檢測已經(jīng)采集的農(nóng)業(yè)土壤樣品20 份,結(jié)合特征離子及保留時間特征,以內(nèi)標(biāo)法定量,結(jié)果表明,農(nóng)業(yè)土壤樣品內(nèi)檢測出己二酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸戊基異戊酯、二(1-丁基戊烷)己二酸等,測試結(jié)果見第96 頁表3。
表3 實際樣品檢測數(shù)據(jù)
土壤內(nèi)分泌干擾物對于土壤環(huán)境具有較大影響,本文針對土壤樣品采用索氏提取法,用丙酮-二氯甲烷(1∶1)溶液進(jìn)行16 h 提取,經(jīng)濃縮與凈化后,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,以內(nèi)標(biāo)法完成測定。各組分曲線相關(guān)系數(shù)均>0.995;檢出限為0.02 mg/kg~0.12 mg/kg;加標(biāo)回收率范圍為74.6%~91.1%。同時,對采集的20 份實際土壤樣品進(jìn)行檢測,能夠測出其中的相應(yīng)目標(biāo)物,有一定的重現(xiàn)性,檢測效果顯著,能夠為后續(xù)開展土壤治理,控制污染物排放提供參考的分析方法。
綜上所述,土壤多類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物中,使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法,樣品提取利用索氏提取法,經(jīng)過合適濃縮、凈化方式,能夠獲得土壤試樣。從本文開展的驗證工作來看,該方法滿足土壤中8 種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物測試要求,線性關(guān)系良好,且具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好的特點,建議推廣。