氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆類(lèi)物質(zhì)的殘留量

何鳳芹 張定煌 賀鴻志

摘要 [目的]建立土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆物質(zhì)殘留的氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜（GC- EI-MS/MS）的測(cè)定方法。[方法]經(jīng)乙腈或丙酮∶正己烷（1∶9）提取樣品，以FL柱凈化柱分離，在GC- EI-MS/MS多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式檢測(cè)，基質(zhì)匹配外標(biāo)法定量。[結(jié)果]6種得克隆及相關(guān)化合物在50～1 000 mg/mL均具有良好的線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.998 0，加標(biāo)回收率為77.0%～102.1%，相對(duì)偏差為2.3%～6.8%。[結(jié)論]該方法具有準(zhǔn)確可靠、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆物質(zhì)殘留分析的要求。

關(guān)鍵詞 得克隆;氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜;超聲萃取;阻燃劑;土壤;農(nóng)產(chǎn)品;殘留

中圖分類(lèi)號(hào) O657.63 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ?文章編號(hào) 0517-6611（2020）21-0213-03

Abstract [Objective]A method of gas chromatographytriple quadrupole mass spectrometry with acetonitrile or acetone extraction was established for dechloranes and related compounds in soil and agricultural products. [Method]The samples were extracted by acetonehexane （ 1∶9，by volume）， then followed by FL purification extraction column cleanup and the extracts were detected by GCEIMS/MS multiple reaction monitoring （MRM） mode and with the matrix mathing external standard method for quantification. [Result]The detection limits were in the range of 50-1 000 mg/mL， and six kinds of related compounds had a good linear relationship in which the correlation coefficient was more than 0.998 0. The recoveries were 77.0%-102.1%， and the relative deviation was 2.3%-6.8%. [Conclusion]The method has the advantages of accuracy， reliability， high sensitivity， and meets the requirements for analysis of dechloranes and related compounds in soil and agricultural products.

Key words Dechloranes;Gas chromatographytandem mass spectrometry;Ultrasonic extraction;Flame retardant;Soil;Agricultural products;Residue

基金項(xiàng)目 中山市社會(huì)公益科技研究重大項(xiàng)目（2018B1013）。

作者簡(jiǎn)介 何鳳芹（1970—），女，廣東清遠(yuǎn)人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究。

*通信作者：郭艷峰，副教授，博士，從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究;張益文，工程師，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究。

收稿日期 2020-03-16;修回日期 2020-04-15

得克?。╠echlorane plus，DP）是一種有機(jī)氯系脂肪族阻燃劑[1]，與其結(jié)構(gòu)類(lèi)似物Dec 602～604及滅蟻靈等統(tǒng)稱(chēng)為得克隆類(lèi)物質(zhì)（DPs），它們是一類(lèi)難降解、易生物蓄積、長(zhǎng)距離遷移[2]及具有潛在高毒性的持久性有機(jī)污染物，已在世界許多地區(qū)的大氣[3]、水體、土壤[4]、沉積物、生物[5]等介質(zhì)中檢測(cè)到了它們的存在。因此，它們?cè)诃h(huán)境中的污染狀況和環(huán)境行為已成為各國(guó)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)[1，6]。對(duì)得克隆類(lèi)物質(zhì)的亞急性毒理性研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期皮膚接觸和吸入高濃度得克隆類(lèi)物質(zhì)會(huì)造成肺部、肝臟和生殖系統(tǒng)組織病變等。研究表明得克隆類(lèi)物質(zhì)在珠三角區(qū)域的很多環(huán)境介質(zhì)和生物樣品中被檢出[7-8]，說(shuō)明其已經(jīng)是一類(lèi)普遍存在的污染物。

中山市是工業(yè)比較發(fā)達(dá)的珠三角城市，也屬于潛在的得克隆類(lèi)物質(zhì)高污染區(qū)。但目前關(guān)于相關(guān)的報(bào)道十分有限，其檢測(cè)方法幾乎是空白，因此，有必要建立起得克隆物質(zhì)的分析檢測(cè)方法。目前，氣相色譜-負(fù)化學(xué)電離質(zhì)譜法（GC-NCI-MS）[9]是檢測(cè)得克隆類(lèi)的常用方法，但因其常使用低質(zhì)量數(shù)的氯離子定性定量，在復(fù)雜基質(zhì)樣品檢測(cè)時(shí)可能產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果[10];也有研究者使用氣相色譜-電子轟擊-高分辨質(zhì)譜法（GC-EI-HR/MS）[11]來(lái)提高定性的準(zhǔn)確性和靈敏度，但儀器價(jià)格高昂，難以普及;用氣相色譜-電子轟擊-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-EI-MS/MS）進(jìn)行分析可以很好地解決基質(zhì)干擾問(wèn)題，分析時(shí)采用反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式，可以大大提高檢測(cè)靈敏度，同時(shí)結(jié)合氣質(zhì)保留時(shí)間及SIM的特征離子進(jìn)行定性和定量，可以很大程度上去除由于保留時(shí)間相同而待測(cè)離子不同所帶來(lái)的干擾。因此，該研究采用GC-EI-MS/MS法測(cè)定土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆類(lèi)物質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

Agilent7000C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（色譜Agilent7890B型，質(zhì)譜Agilent7000C）;Milli-Q去離子水發(fā)生器，Milli公司;XS105型電子分析天平（瑞士Mettler公司）。

丙酮、正己烷、甲醇、乙腈、甲苯等均為色譜純;試驗(yàn)用水為Milli-Q超純水系統(tǒng)所制超純水;NH2固相萃取柱，弗羅里硅土（FL）、C18柱，樣品為某市周邊地區(qū)28個(gè)代表性樣品。

1.2 樣品前處理

1.2.1 樣品的采集和制備。

1.2.1.1 土壤樣品。

土壤地采集在農(nóng)田按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行，將采集好的土壤經(jīng)烘箱干燥，研磨后過(guò)20目篩再過(guò)100目篩放入聚乙烯瓶中，放在干燥皿中備用。

1.2.1.2 大米樣品。

在農(nóng)田按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采集若干水稻，將水稻曬干干燥，利用脫殼機(jī)脫殼，研磨機(jī)研磨并通過(guò)524 μm的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩收集500 g樣品放入聚乙烯瓶中，干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.1.3 蔬菜樣品。

在農(nóng)田周邊的農(nóng)作物蔬菜按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取樣，對(duì)于個(gè)體較小的樣品全部處理。對(duì)于個(gè)體較大的切小塊或?qū)ΨQ(chēng)面分割等將其切碎，用四分法取樣或直接放入搗碎機(jī)均勻制樣，放入樣品瓶中在-18 ℃冷藏備用。

1.2.2 樣品的提取。

1.2.2.1 土壤和大米樣品。

分別稱(chēng)取5.00 g土壤、大米樣品于50 mL離心管中，加入10 mL蒸餾水旋渦混勻，靜止30 min;加入4 g無(wú)水硫酸鈉以及陶瓷均質(zhì)子，加入20 mL丙酮∶正己烷（1∶9）蓋上離心管蓋子在圓周振蕩搖床振蕩20 min;接著放入超聲萃取儀上50 ℃水浴超聲30 min;然后置于離心機(jī)轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心5 min;吸取上清液10 mL于試管中，在45 ℃的水浴氮吹儀吹至近干，待凈化。

1.2.2.2 蔬菜樣品。

稱(chēng)取樣品10 g于50 mL離心管中，加入20 mL乙腈，在高速勻漿機(jī)12 000 r/min上勻漿2 min;加入3～6 g的氯化鈉在旋渦振蕩器上旋渦1 min;接著放入超聲萃取儀上50 ℃水浴超聲30 min;然后放在離心機(jī)上以5 000 r/min離心5 min;用移液器準(zhǔn)確吸取上清液10 mL于試管中，在45 ℃的水浴氮吹儀吹至近干，待凈化。

1.2.3 樣品的凈化。

用5 mL乙腈∶甲苯（3∶1）溶液預(yù)洗FL固相萃取柱，棄去;用20 mL試管放入固定架上;將上述待凈化樣品加入3 mL乙腈∶甲苯（3∶1）溶液，振蕩;倒入固相萃取柱上收集;再加3 mL 乙腈∶甲苯（3∶1）溶液振蕩倒入柱中重復(fù)2次，將上述流出液放入45 ℃的水浴氮吹儀吹至近干，用1 mL正己烷定容，用于測(cè)定。

1.3 GC- EI-MS/MS條件

1.3.1

GC條件。VF-1701MS氣相色譜柱，載氣為氦氣（純度≥99.999%），流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度為260 ℃，進(jìn)樣量1.0 μL，不分流進(jìn)樣;升溫程序：50 ℃保持1 min，以25 ℃/min的速度升溫至250 ℃，再以20 ℃/min升溫至300 ℃保持18 min，總運(yùn)行時(shí)間29.5 min。

1.3.2

MS條件。電子轟擊電離源（EI源）電壓為70 eV，離子源溫度280 ℃;四級(jí)桿溫度150 ℃;傳輸線(xiàn)溫度290 ℃;溶劑延遲時(shí)間10 min，碰撞氣1.5 mL/min;氮?dú)猓兌取?9.999%），淬滅氣氦氣2.25 mL/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 化合物的全掃描定性

根據(jù)上述條件分別配制6種化合物的單標(biāo)溶液濃度為2 mg/kg;分別在GC-MS-MS全掃描100～500 m/z，閾值為80，掃描時(shí)間11～32 min下得出各化合物的出峰時(shí)間及母離子信息，見(jiàn)圖1。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

根據(jù)“2.1”的條件及信息配制6種化合物的混標(biāo)濃度為0.5 mg/kg;在GC-MS/MS中進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描并得出各化合物的子離子信息;然后通過(guò)儀器上的碰撞能優(yōu)化軟件及多次進(jìn)樣的數(shù)據(jù)篩選得出響應(yīng)相對(duì)離子豐度最強(qiáng)對(duì)應(yīng)最佳的碰撞能的離子對(duì)作為定量離子對(duì)，次級(jí)響應(yīng)離子豐度的離子對(duì)作為定性離子對(duì)，見(jiàn)表1。

2.3 提取溶劑的選擇

該試驗(yàn)先后選擇了乙腈、丙酮、甲醇、丙酮-正己烷為提取溶劑時(shí)的洗脫效果，結(jié)果表明，在蔬菜中用丙酮、甲醇和丙酮-正己烷提取效果較差，基質(zhì)效應(yīng)較強(qiáng)，所以用乙腈提取;在大米、土壤樣品中用丙酮、甲醇分層不明顯，而乙腈提取時(shí)間較長(zhǎng)，所以用丙酮∶正己烷（1∶9）提取。

2.4 凈化方式的選擇

該試驗(yàn)考察了6種得克隆類(lèi)物質(zhì)分別在弗羅里硅土（FL）、氨基柱（NH2）、C18柱對(duì)凈化效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖2），NH2在6種得克隆類(lèi)物質(zhì)的回收率是72.3%～98.7%，F(xiàn)L的回收率是88.2%～98.7%，C18的回收率是34.0%～37.9%，可見(jiàn)，C18柱回收率并不理想，而NH2柱在順式得克隆和反式得克隆回收率中比FL柱回收率差，因此該研究選擇FL柱作為凈化柱。

2.5 線(xiàn)性范圍、相關(guān)系數(shù)和檢出限

準(zhǔn)確配制50、100、200、500、1 000 ng/mL的系列得克隆標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按照“1.3”中條件進(jìn)行測(cè)定，以峰面積對(duì)濃度做線(xiàn)性回歸分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到待測(cè)得克隆的線(xiàn)性方程及相關(guān)系數(shù)，檢出限按信噪比3∶1計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，6種得克隆在50～1 000 ng/mL范圍內(nèi)呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，r≥0.998 0，能夠滿(mǎn)足土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆檢測(cè)分析的要求。

2.6 方法的加標(biāo)回收和精密度試驗(yàn)

為了考察該方法的回收率和精密度，以不含得克隆的樣品分別添加3個(gè)水平的混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液，每個(gè)濃度設(shè)4個(gè)平行樣，2個(gè)空白試驗(yàn)，計(jì)算各待測(cè)組分的回收率和精密度（RSD）。結(jié)果表明（表3），6種得克隆類(lèi)物質(zhì)的加標(biāo)回收率為77.0%～102.1%，RSD為2.3%～6.8%，回收率和精密度均符合限量分析的要求，能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室對(duì)土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆殘留的檢測(cè)需要。

2.7 實(shí)際樣品分析

該研究通過(guò)對(duì)儀器分析參數(shù)[12]、超聲萃取和色譜條件的優(yōu)化及提取溶劑和凈化方式的選擇，初步形成了土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆殘留檢測(cè)的方法，確定了方法的檢出限，得克隆602～604檢出限分別是0.032、0.270、0.600 ng/kg，順式得克隆、反式得克隆、滅蟻靈檢出限分別是 0.071、0.050、0.005 ng/kg，測(cè)定回收率77.0%～102.1%。并應(yīng)用該方法對(duì)分別采自某市周邊地區(qū)28個(gè)代表性的土壤和農(nóng)產(chǎn)品樣品進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表4），除了得克隆603、滅蟻靈在土壤和大米中有檢出外，其他均未檢測(cè)到。

3 結(jié)論

近年來(lái)，得克隆作為新興有機(jī)污染物得到廣泛關(guān)注[13]，該試驗(yàn)建立了測(cè)定土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆類(lèi)物質(zhì)殘留量的氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定方法。該方法以乙腈或丙酮∶正己烷（1∶9）提取，經(jīng)FL柱凈化，采用反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式，可以很好地減少基質(zhì)干擾，提高分析準(zhǔn)確性，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、檢出限低的特點(diǎn)，且可結(jié)合離子對(duì)的保留時(shí)間多反應(yīng)監(jiān)測(cè)中定性離子與定量離子進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量分析，并成功應(yīng)用于目前的土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆類(lèi)物質(zhì)殘留量的測(cè)定，該方法為土壤和農(nóng)產(chǎn)品中得克隆類(lèi)物質(zhì)殘留監(jiān)測(cè)，以及該類(lèi)污染物的研究提供了可靠的分析和研究手段。

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