沈 斐， 许燕娟， 任 敏

(1.江苏省无锡环境监测中心，江苏无锡 214121;2.江苏省环境监测中心，江苏南京 210036；3.江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122)

邻苯二甲酸酯(PAEs)又称酞酸酯，一般为无色透明的油状液体，主要用于塑料的改性添加剂。PAEs具有较强的内分泌干扰性，对动物有致癌和致突变作用[1]，其进入人体后，与相应的激素受体结合，干扰血液中的激素正常水平的维持，从而影响人的生殖、发育和行为，可导致分泌紊乱、生殖机能失常等，可产生跨代影响[2]。美国环境保护署早在1977年就将6种酞酸酯类列为优先控制污染物，欧盟和我国也将其列入重点控制的有毒污染物名单。由于PAEs已成为全球性污染物，美国、欧盟和日本均相继出台了PAEs的检测标准。我国在24个城市的饮用水环境中的PAEs调查中发现其含量在5.9～595.5 ng/L[3]。

PAEs类物质的分析一般采用气相色谱法[4]和液相色谱法[5,6]。近年来，随着检测技术的不断发展，气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联用技术因其灵敏度高，抗干扰能力强被广泛应用于水环境中PAEs的测定[7,8]。前处理则主要采用固相萃取[5,9]、液-液萃取[8]和固相微萃取[4]等方法。固相萃取法因其溶剂用量少、分离效果好、操作简单等特点，被广泛应用于水环境中有机污染物的分离富集。目前以市售固相萃取小柱最为常用，但是固相萃取小柱由于柱表面积小，上样富集时间较长，适用于颗粒物含量较低的清洁水样[10]，对于颗粒物较多的实际水体，往往发生堵塞，导致上样困难，影响了样品的富集及测定。固相萃取膜片因其表面积较大，富集倍数高、萃取速度快，不易堵塞、特别适用于颗粒物较多或较大体积水样的快速萃取[11,12]。在萃取自来水中药物残留实验中发现，由于固相萃取膜片具有更小的吸附颗粒，能够使待测物与吸附材料充分接触，更容易富集水中的有机污染物，具有更高的回收率和更短的分析时间[13]。目前在测定水中多环芳烃、有机氯农药和多溴联苯醚等有机污染物分析方法中，固相萃取膜均取得了很好的萃取效果，且被应用于国外标准方法[14]中。本文利用全自动固相膜萃取设备，通过固相萃取膜对环境水样中PAEs类化合物富集方法进行研究，采用气相色谱-质谱法对其进行测定。该方法操作简便，快速，适用于颗粒物较多或较大体积水样中PAEs的快速萃取及测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

安捷伦7890-5977气相色谱-质谱联用仪，载气为高纯氦气(纯度>99.99%)，DB-5 5%苯甲基聚硅氧烷弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)(美国，安捷伦公司)；全自动固相萃取系统(美国，Horizon Technology公司)；Empore©C18固相萃取膜片(美国，3M公司)；Atlantic©C18固相萃取膜片，Atlantic©HLB固相萃取膜片(美国，Horizon公司)。硅酸镁净化小柱(1 g/6mL)(德国，CNW公司)。

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸2-乙基己基酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP)混合标准溶液(2 000 mg/L)，氘代邻苯二甲酸二丁酯(DBP-D4)、氘代邻苯二甲酸2-乙基己基酯(DEHP-D4)和氘代邻苯二甲酸二正戊酯(DPP-D4)溶液(1 000 mg/L)(美国AccuStandard公司)。甲醇、二氯甲烷和乙腈均为农残级(德国CNW公司)。H2SO4为优级纯。实验用水为蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 玻璃器皿处理[9]将干净的玻璃器皿用铬酸洗液清洗并冲洗干净，于150 ℃烘干后，再用农残级的正己烷荡洗2遍，最后将玻璃器皿放入马弗炉中于400 ℃下烘烤2 h，待冷却到室温后使用。

1.2.2 空白水样采用分液漏斗中加入500 mL水和100 mL正己烷，振摇10 min后静置，制备空白水样。

1.2.3 样品前处理准确吸取水样250 mL，加入2 mL甲醇，如需用替代物指示全程样品回收率，则可在甲醇中加入适量替代物(DPP-D4)使用液，用H2SO4(1∶1)将水样pH值调到2～4左右，混匀待测。

1.2.4 全自动固相萃取系统设置先用5 mL二氯甲烷清洗固相萃取膜，再用5 mL甲醇预淋固相萃取膜并浸泡1 min，5 mL水冲洗萃取膜，以70 mL/min的流速对水样进行富集。上样完成用5 mL乙腈冲洗上样瓶后，以40 mL/min的流速洗脱固相萃取膜，再用二氯甲烷重复上述操作2次，溶液收集于接收管中。

1.2.5 干燥浓缩将萃取液过无水Na2SO4或除水膜干燥，用10 mL二氯甲烷分2次洗涤接收管及无水Na2SO4，合并洗脱液。旋蒸浓缩后，加入适量内标使用液，定容至5.0 mL，混匀后转移至样品瓶中，待测。如需净化，将萃取液浓缩定容至1.0 mL。

1.2.6 净化如基质干扰严重，可使用硅酸镁净化小柱对萃取液进行净化：用10 mL正己烷冲洗柱床，柱内充满正己烷后关闭流速控制阀，浸润萃取柱5 min，弃去流出液。保持液面稍高于柱床，将浓缩液转移至柱内，打开控制阀，使浓缩液以2 mL/min速度流过净化柱，用1 mL正己烷洗涤样品瓶2次，并转移至柱内。用10 mL乙醚-正己烷混合溶液(2∶8，V/V)洗脱，接收洗脱液，浓缩后加入适量内标使用液，用正己烷定容至5.0 mL，待测。

1.2.7 分析条件色谱条件：柱温70 ℃保持3 min，以13 ℃/min升至280 ℃，保持10 min。进样口温度：280 ℃，不分流进样，进样体积1 μL。载气流速：1 mL/min。选择离子检测，各化合物保留时间和检测质量数如表1所示。

表1 邻苯二甲酸酯质谱碎片

2 结果与讨论

2.1 水样pH值选择

图1 邻苯二甲酸酯标准的色谱图Fig.1 Chromatograms of PAEs standards

先前研究发现固相萃取对PAEs的吸附性能随着样品溶液pH值升高而降低[15]。本实验室在用C18固相萃取小柱萃取中性水样时，同样发现DEHP和DnOP萃取回收率偏低[9]。这可能与邻苯二甲酸酯的pKa值密切相关[16]，酸性条件下邻苯二甲酸酯更易形成分子状态的疏水性分子，其强度足以达到被C18键合相从水相中完全吸附，中性条件下则更倾向于亲水性的离子状态。通过H2SO4(1∶1，V/V)调节水样的pH值，改变了PAEs在水相的存在形态和疏水性，使其更易被C18固定相吸附。

2.2 固相萃取膜片选择

HLB具有良好的水浸润性和化学稳定性，对各类极性、非极性化合物具有均衡的吸附作用，其吸附能力和样品容量远高于C18键合相。但是HLB固相萃取膜片对水中DBP、BBP和DEHP富集效果并不理想，见表2。C18键合相的固相萃取膜则没有类似问题，且不同品牌的C18键合相萃取膜片，加标回收率及精密度无太大差别，适用于水环境中PAEs类物质的提取。

表2 C18和HLB固相萃膜片加标回收率对比(n=6)

2.3 洗脱溶剂选择

大多数固相萃取法萃取水环境中PAEs方法时所用洗脱溶剂为二氯甲烷。选择二氯甲烷作为洗脱溶剂时，固相萃取膜片萃取完成后，需要使用抽真空或氮气进行膜片干燥除水后才能以二氯甲烷溶剂洗脱。但是在干燥过程中，发现DMP有大量损失，导致回收率降低。由于Atlantic©C18固相萃取膜片厚度要远大于Empore©C18，干燥时间更长，导致Atlantic©C18固相萃取膜片加标回收率要低于Empore©C18品牌的固相萃取膜片，见表3。鉴于此，先采用乙腈洗脱，将膜片上残留水分洗脱，再采用二氯甲烷洗脱目标物，洗脱液合并混匀后，再使用无水NaSO4除水，很好解决了固相萃取膜片除水的问题。

表3 二氯甲烷洗脱溶剂对回收率的影响

2.4 空白控制

由于PAEs类化合物在环境中普遍存在，应当确认是否有干扰物质存在器皿和试剂空白的干扰。同时萃取液浓缩过程、气相色谱仪的隔垫、衬管和自动进样器注射针不可避免地会受到污染，导致空白值中DBP和DEHP基本会或多或少检出[9]。采用水经正己烷萃取后制备空白水样；玻璃器皿使用前均经过甲醇或二氯甲烷荡洗；全自动固相萃取系统避免使用含增塑剂管线；气相色谱-质谱联用仪进样前使用溶剂空白连续进样5次以上。通过上述措施DBP和DEHP微量检出，空白值分别稳定在0.27 μg/L和0.53 μg/L左右。

2.5 标准曲线

以目标化合物质量浓度为横坐标，以目标化合物与内标化合物定量离子响应值的比值和内标化合物质量浓度的乘积为纵坐标，建立标准曲线。本实验PAEs类校准曲线平均响应因子和相对标准偏差结果见表4。

表4 平均响应因子和相对标准偏差

2.6 方法检出限

于250 mL空白水中加入标准溶液，分析7个该加标样品,计算标准偏差s,由方法检出限(MDL)=s×tn-1(0.95)，求得DMP、DEP、DPP-D4、BBP、DnOP的方法检出限，见表5。由于DBP和DEHP微量检出，则采用测定空白水样的值计算。

表5 方法检出限和定量限

2.7 精密度和回收率

用该方法进行低、中、高三种浓度空白水样加标的精密度和回收率实验，精密度和回收率结果良好，实验数据见表6。

表6 方法精密度和回收率(n=6)

2.8 实际样品测试

用该方法测定了江苏无锡地表水、生活污水和工业废水。地表水样品为太湖水，生活污水样品为无锡某生活污水处理厂出水，工业废水为无锡市某企业塑料粒子合成工业废水。其中生活污水和工业废水中PAEs有检出，结果见表7，实际样品加标回收率在73.0%～132%之间。结果显示，实际水体中PAEs测定结果比较理想，适用于地表水、生活污水和工业废水中PAEs的测定。

表7 实际水体邻苯二甲酸酯测定结果(n=2)

3 结论

本文采用固相萃取膜萃取技术，以乙腈和二氯甲烷为洗脱溶剂，气相色谱-质谱法测定水环境中6种邻苯二甲酸酯。通过调节萃取水样的pH值，固相萃取膜片选择，空白控制，洗脱溶剂选择等方式对方法进行了优化。对固相萃取水中邻苯二甲酸酯所遇到的常见问题，并提出了解决方案。结果表明，该方法操作简便、上样速度快、回收率高，为水中邻苯二甲酸酯测定标准的制定和实施奠定了基础。