农业生产中水利灌溉是提高生产力的重要举措，为了普及水利灌溉，大量应用PVC塑料管[1-2]。PVC管中邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种重要增塑剂，PAEs是环境内分泌干扰物，大量研究表明PAE对动物和人体具有生殖毒性[3-4]。此外，PAEs具有致突变性、致畸性和致癌性[5]。虽然，水利灌溉中PVC管道与人们日常生活无直接接触，但是PAEs类增塑剂渗透至土壤、大气、水体等，随着自然循环进入饮用水，或被人体直接吸入[6]。另外，PAEs也可能被动植物摄入，再通过食物链的传递而进入人体，对人体健康产生威胁[7-8]。因此，水利灌溉用PVC管中PAEs的含量，需要引起足够重视。本实验建立适用于检测PVC管道中13种PAEs的方法，样品前处理中增加固相萃取，使样品基质得到净化作用，减少PVC样品中基质干扰，确保检测结果具有可靠性。1实验部分1.1主要试剂二氯甲烷、丙酮、甲苯，分析纯、硅胶填料、中性氧化铝填料，100~200目，国药集团化学试剂有限公司；乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷，HPLC级，美国Merck公司；13种PAEs标准物质，RMC013，迪卡实验科技有限公司；13种PAEs，纯度97%，美国Sigma-Aldrich公司；C18填料，40~60 μm，博纳艾杰尔科技有限公司。1.2仪器与设备气相色谱质谱联用仪，7890 GC-5975C MS，美国安捷伦科技有限公司；超声波振荡器，PS3100，上海亿器智能有限责任公司；固相萃取装置，USE-24S24，北京优晨联合科技有限公司；隔膜真空泵，GM-033A，天津津腾实验设备有限公司；氮吹仪，DC-12，上海安谱科学仪器有限公司；电热鼓风干燥箱，DHG9140，上海一恒科学仪器有限公司；研磨仪，SM300，弗尔德（上海）仪器设备有限公司；离心机，TDL-5-A，上海安亭科学仪器有限公司。1.3样品前处理PVC切割至10 mm×10 mm，液氮中冷冻12 h以上，取出后研磨粉碎，碎片过筛18目，得到低于1 mm的PVC颗粒。称取0.5 g过筛的PVC颗粒，于密封玻璃器皿中，加入25 mL二氯甲烷溶液，室温下超声振荡萃取25 min，静置10 min，取萃取液5 mL，5 000 r/min转速下离心10 min。取内径1 cm的固相萃取小柱，填装1 g硅胶填料，使用前采用5 mL正己烷预淋洗，利用5 mL二氯甲烷预淋洗。将离心的5 mL萃取液过固相萃取小柱，如果萃取液过柱时间较长，可采用真空泵抽滤，流速1.0 mL/min。5 mL正己烷淋洗基质中杂质，利用20 mL V（正己烷）∶V（乙酸乙酯）=2∶8混合溶液进行洗脱，收集洗脱液，氮吹浓缩，并定容至1 mL，待气相色谱-质谱仪分析检测。硅胶填料使用前，需在150 ℃下活化12 h以上；中性氧化铝填料在使用前，需在350 ℃下活化6 h以上。1.4气相色谱-质谱仪工作条件1.4.1色谱条件气相色谱柱选择DB-35MS，30.0 m×0.25 mm，0.25 μm；载气为高纯He（纯度99.999%）；载气为恒流模式，流速为1.0 mL/min；进样口温度设定280 ℃，进样量1.0 μL；程序升温：初始柱温120 ℃，保持1.0 min，以25 ℃/min 升至250 ℃，以5 ℃/min升至300 ℃，再以25 ℃/min 升至320 ℃，保持5 min至所有组分流出。1.4.2质谱条件离子源电离模式为EI，电压70 eV；离子源温度为250 ℃，传输线温度为300 ℃；四极杆温度为150 ℃；数据采集模式为全扫描/选择离子监测(Scan/SIM)共用模式。表1为13种PAEs保留时间和特征离子等参数，图1为13种PAEs色谱图。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.T001表113种 PAEs的保留时间、特征离子及丰度比Tab.1Retention times， specific ions and relative abundances of 13 PAEs编号PAEs保留时间/min特征离子特征离子丰度比1邻苯二甲酸二甲酯（DMP）5.23163*，164，194100∶10∶82邻苯二甲酸二乙酯（DEP）6.38149*，150，177，176100∶13∶27∶103邻苯二甲酸二丙酯（DPP）7.57149*，209，191100∶7∶64邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）7.87149*，205，223100∶3∶65邻苯二甲酸二丁酯（DBP）8.52149*，205，223100∶4∶56邻苯二甲酸二戊基酯（DnPP）9.18149*，237，219100∶7∶17邻苯二甲酸二己酯（DnHP）10.12149*，150，251100∶9∶88邻苯二甲酸二丁基苄基（BBP）10.73149*，206，91100∶25∶649邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）11.09149*，167，279100∶33∶1210邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）11.58149*，167，249100∶32∶1811邻苯二甲酸二辛酯（DnOP）11.80149，150，279*100∶10∶912邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）12.09293*10013邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）12.37307*100注：“*”特征离子为该化合物的定量离子。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F001图113种PAEs的色谱图Fig.1Chromatograms of 13 PAEs2结果与讨论2.1萃取条件的优化2.1.1萃取溶剂的选择选择超声振荡方式萃取样品，需要对萃取溶剂进行选择。图2为萃取溶剂对13种PAEs萃取效率的影响。从图2可以看出，萃取效果最好的是二氯甲烷，其次是甲苯，最差的是丙酮。对于PVC样品的渗透效果，甲苯和二氯甲烷优于丙酮，甲苯和二氯甲烷的萃取效率高于丙酮。甲苯是弱极性溶剂，二氯甲烷是中等偏弱极性，而13种邻苯二甲酸酯的极性是中等偏弱，与二氯甲烷更接近，所以二氯甲烷的萃取效率略高于甲苯。因此，最终选择的萃取溶剂为二氯甲烷。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F002图2萃取溶剂对13种PAEs回收率的影响Fig.2The effect of extraction solvents on recovery rate of 13 PAEs2.1.2萃取时间的优化超声振荡萃取的时间如果较短，则萃取不完全；如果过长，则降低检测效率。因此需要优化超声振荡萃取的时间，以确保在最短的时间内完成萃取。图3为萃取时间对13种PAEs回收率的影响。从图3可以看出，萃取时间达到25 min时，13种PAEs的回收率均超过95%，满足检测需求，因此选择的超声萃取时间为25 min。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F003图3萃取时间对13种PAEs回收率的影响Fig.3The effect of extraction times on recovery rate of 13 PAEs2.2净化条件的优化2.2.1净化填料的选择图4为固相萃取填料对13种PAEs回收率的影响。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F004图4不同固相萃取填料对13种PAEs回收率的影响Fig.4Effect of different solid phase extraction fillers on recovery rate of 13 PAEs从图4可以看出，硅胶和中性氧化铝对13种PAEs的吸附效果优于C18填料，C18对PAEs的吸附保留较差，大部分目标化合物已随萃取液流失。另一方面，中性氧化铝吸附能力过强，PAEs洗脱导致回收率偏低。因此，最终选择硅胶为固相萃取填料。2.2.2洗脱液的选择当萃取液流过固相萃取小柱，PAEs在萃取液与硅胶填料两相间分配，PAEs吸附于硅胶填料，与萃取液中杂质分离和净化。当洗脱液流过固相萃取小柱，PAEs在洗脱液与硅胶填料间分配，PAEs转移至洗脱液，需要选择适宜的溶剂作为洗脱液。图5为不同比例洗脱液对13种PAEs回收率的影响。从图5可以看出，当V（正己烷）∶V（乙酸乙酯）=2∶8，回收率最高。随着正己烷比例的增加，乙酸乙酯比例的减少，回收率逐渐降低，因此选择V（正己烷）∶V（乙酸乙酯）=2∶8的混合溶液为洗脱液。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F005图5不同比例洗脱液对13种PAEs回收率的影响Fig.5Effect of different proportions of eluent on recovery rate of 13 PAEs2.2.3洗脱液体积的优化洗脱液如果用量太少，不足以将目标化合物从完全洗脱；如果用量过多，则造成浪费，因此需要对洗脱液的体积进行优化。图6为洗脱液体积对13种PAEs的回收率的影响。从图6可以看出，洗脱液体积为5 mL、10 mL，洗脱效率较低。当洗脱液体积≥20 mL，13种PAEs的回收率均达到97%以上，因此选择洗脱液体积为20 mL。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F006图6洗脱液体积对13种PAEs回收率的影响Fig.6Effect of eluent volumes on recovery rate of 13 PAEs2.3线性范围和检出限以峰面积为纵坐标（y轴），质量浓度为横坐标（x轴），进行线性拟合得到回归方程式和相关系数R，以3倍信噪比(S/N)计算得到检出限数据，表2为13种PAEs的线性方程、相关系数及检出限。从表2可以看出，R0.998 0，说明13种PAEs在5.0~150 mg/L质量浓度范围内，得到色谱峰面积与质量浓度具有较好的线性相关性。方法的检出限在1.65~6.74 mg/L范围。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.T002表213种PAEs的线性方程、R及检出限Tab.2Linear equation， R and detection limit of 13 PAEsPAEs线性范围/（mg·L-1）线性方程R检出限/（mg·L-1）DMP5.0~150.0y=79614x+12530.99951.71DEPy=67884x+15920.99991.65DPPy=31138x-41740.99972.07DIBPy=698741x+110040.99901.94DBPy=335170x+124010.99852.66DnPPy=18998x-45620.99911.91DnHPy=23471x-31700.99902.63BBPy=76846x-29430.99892.99DEHPy=654780x+101710.99872.96DCHPy=47008x-20220.99921.83DnOPy=44763x-35070.99903.17DINP10.0~150.0y=45431x-40190.99876.44DIDPy=37652x-38150.99956.742.4方法精密度和回收率表3为方法精密度和回收率。从表3可以看出，方法的加标回收率均超过97%，方法精密度低于6%，确保检测结果的准确性。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.T003表3方法精密度和回收率Tab.3Method precision and recoveryPAEs加标量/（mg·kg-1）平均值/（mg·kg-1）回收率/%RSD/%PAEs加标量/（mg·kg-1）平均值/（mg·kg-1）回收率/%RSD/%DMP10097.997.94.22BBP10098.898.83.83500491.798.32.87500501.5100.33.231000989.098.92.6610001004.0100.43.23DEP10098.898.83.39DEHP10098.798.75.19500496.299.23.62500498.099.65.051000997.999.83.231000993.099.35.55DPP100100.7100.73.86DCHP100102.0102.03.63500497.499.53.94500498.599.73.541000997.199.73.631000986.098.63.38DIBP100994.0994.05.50DnOP10099.299.23.43500511.5102.35.20500498.599.73.8510001008.0100.85.031000982.998.33.71DBP10098.898.84.05DINP100102.8102.84.12500494.598.93.46500509.0101.84.331000989.999.03.6910001025.0102.54.68DnPP100100.8100.83.27DIDP100101.7101.74.67500491.098.23.30500501.5100.34.701000997.099.73.661000997.099.74.53DnHP10099.599.53.29500512.6102.52.5010001009.0100.92.662.5样品检测为了进一步验证方法的可靠性，测试PAEs标准物质(RMC013)，样品平行测试6次，表4为检测结果。从表4可以看出，样品检测平均值在标准结果不确定度范围内，平行样品的RSD小于5%，可进一步说明本方法对于PVC塑料管道样品检测的可靠性。图7为RMC013样品色谱图。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.T004表4RMC013标准样品检测结果Tab.4Test results of RMC013 standard samples编号PAEs标准值/（mg·kg-1）平均值/（mg·kg-1）RSD/%1DMP571±52582.33.32DEP611±55598.62.73DPP668±62688.03.54DIBP740±71726.84.05DBP741±70756.43.96DnPP675±59635.62.87DnHP766±77786.33.68BBP753±69784.93.59DEHP704±67734.64.510DCHP691±66672.83.711DnOP741±71712.73.812DINP752±68786.34.413DIDP875±81835.64.710.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F007图7RMC013标准样品色谱图Fig.7Chromatograms of RMC013 standard samples表5为15种的市售PVC塑料管检测结果。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.T005表5市售样品检测结果Tab.5Test results of commercial samples样品编号DIBPDBPBBPDEHPDnOPDINPDIDP1106.1n.d.n.d.123.4n.d.n.d.n.d.2258.4n.d.77.6300.5n.d.233.5305.43175.2163.0n.d.203.7n.d.n.d.n.d.4n.d.47.1n.d.58.978.9n.d.n.d.5579.5539.0n.d.673.8n.d.n.d.n.d.6n.d.n.d.n.d.1020.3n.d.768.4967.57342.9319.0n.d.398.7n.d.n.d.n.d.8n.d.125.1n.d.156.4113.4n.d.n.d.9n.d.142.2203.6177.8n.d.n.d.n.d.10487.7453.7n.d.567.1n.d.341.6n.d.11351.1326.698.7408.3n.d.n.d.n.d.1254.550.7n.d.63.4n.d.n.d.n.d.13n.d.n.d.56.5190.8n.d.180.9n.d.1468.5n.d.n.d.79.6n.d.n.d.n.d.15236.8220.3n.d.275.4n.d.n.d.n.d.注：“n.d.”表示未检出。mg·kg-1mg·kg-1从表5可以看出，15个样品中共检出7种PAEs，分别是DIBP、DBP、BBP、DEHP、DnOP、DINP、DIDP。DMP、DEP、DPP、DnPP、DnHP、DCHP在PVC管道样品中未检出。15个样品中检出DEHP，最高值为1 020.3 mg/kg；DIBP在10个样品中检出，最大值为579.5 mg/kg；DBP在10个样品中检出，最大值为539.0 mg/kg；BBP在4个样品中检出，最大值为203.6 mg/kg；DINP在4个样品中检出，最大值为768.4 mg/kg；DIDP在2个样品中检出，最大值为967.5 mg/kg；DnOP在2个样品中检出，最大值为113.4 mg/kg。图8为2号样品色谱图。10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2022.02.019.F008图8样品2号色谱图Fig.8Chromatograms of No.2 sample3结论本实验优化超声振荡萃取的萃取溶液和萃取时间，并重点研究固相萃取净化所用填料及洗脱液等参数条件，建立适合于PVC塑料管道中13种PAEs的检测方法。方法的检出限在1.65~6.74 mg/L范围，回收率均高于97%，精密度小于6%，对标准物质成分样品RMC013的检测数值也均在不确定度范围内。本方法对于PVC塑料管道中13种PAEs的检测准确可靠。检测市售15种PVC管道样品，PAEs类增塑剂在PVC塑料管中普遍存在，而且含量较高，需要引起关注。