1 引 言
多溴聯(lián)苯醚（Polybrominated diphenyl ethers,， PBDEs）作為一類溴代阻燃劑（BFRs）， 廣泛應用于電子,、紡織,、建材和家具等工業(yè)產(chǎn)品。PBDEs屬于持久性有機污染物（POPs）,， 具有疏水性,， 易于在顆粒物和沉積物中吸附[1]。PBDEs在環(huán)境中難降解,， 滯留時間長,。大氣、水體,、土壤中的PBDEs可通過“蚱蜢跳效應”廣域遷移,， 導致污染[2]。毒理學研究表明,， PBDEs在動物和人體中會累積,， 并通過食物鏈和生物放大作用向人體轉(zhuǎn)移,， 影響甲狀腺[3～7]、內(nèi)分泌及神經(jīng)[7～9]等系統(tǒng)的正常功能,， 同時可能存在潛在的致癌性[10],。
目前，對土壤樣品中PBDEs的提取方法有索氏萃取[11～13],、聲波輔助萃取[14],、微波輔助萃取[13]、加速溶劑萃取等[13～19],。索氏萃取法費時,， 且有機溶劑消耗量大；聲波和微波萃取法可節(jié)省提取時間和溶劑,， 但提取不*[11,，14]。加速溶劑萃取技術(shù)（Accelerated solvent extraction,， ASE）具有操作簡便,、萃取效率高、速度快,、有機溶劑用量少等特點,， 是一種省時、安全,、自動化的萃取技術(shù),， 廣泛應用于土壤中農(nóng)藥殘留[15]、多氯聯(lián)苯[13,，16],、多環(huán)芳烴以及多溴聯(lián)苯[12，14,，16,，19，20]等污染物的分析檢測,。
ASE土壤提取液成分復雜,， 雜質(zhì)較多， 須進行凈化處理,。本研究將固相萃取技術(shù)（Solid phase extraction,， SPE）應用于土壤樣品的凈化,。SPE樣品前處理技術(shù)具有,、快速、方便和高選擇性等優(yōu)點,， 被廣泛應用于環(huán)境樣品分析的前處理過程中[21～27],。目前,， 土壤介質(zhì)中PBDEs的凈化存在過程復雜、有機溶劑用量大,、靈敏度低,、重現(xiàn)性差等問題[14，28,，29],。選擇合適的填料是提高除雜效率、獲得良好的回收率及重現(xiàn)性的關鍵,， 因此,， 本研究重點優(yōu)化了ASE提取和SPE純化條件， 并結(jié)合氣相色譜電子捕獲法（Gas chromatography with electron capture detector,， GCECD）,， 建立一種、快捷,、高靈敏度且具有低檢出限的土壤中PBDEs分析方法,。
2 實驗部分
2.1 實驗試劑
正己烷、二氯甲烷（DCM）,、丙酮（色譜純,，美國Merck公司）；硅藻土（100～200目,， 德國Fluka公司）,；弗羅里硅土（60～100目， 美國TEDIA公司）,；無水Na2SO4,、Al2O3（100～200目）、硅膠（100～200目）,、石英砂,、H2SO4（分析純）購于國藥集團化學試劑公司；實驗用水為去離子水,。
PBDEs標準樣品：BDE15,， BDE28， BDE47,， BDE66,， BDE77， BDE99,， BDE100,， BDE153， BDE154,， BDE183,， 濃度為1000 ng/mL,， 購自美國AccuStandard公司。
2.2 供試土壤
2.3 PBDEs標準曲線的繪制及檢出限的確定
采用Agilent 7890A GCECD（美國Agilent公司）,， 對PBDEs進行定性與定量分析,。色譜條件：DB5色譜柱（30 m × 0.32 mm × 0.25 μm）， 進樣口溫度為265℃,， 載氣為高純氮氣,， 流量為2 mL/min， 檢測器溫度為298℃,， 進樣量為1 μL,， 不分流進樣。升溫程序：初始溫度140℃,， 保持2 min,， 5℃/min升至180℃， 保持5 min,；5℃/min 升至265℃,， 保持5 min；15℃/min升至315℃,， 保持10 min,。
配制濃度為10， 25,， 50,， 100， 250和500 ng/mL的PBDEs混標溶液,， GC測定,。以進樣濃度為橫坐標， 峰面積為縱坐標,， 繪制標準曲線,。同時， 以信噪比S/N=3時對應的濃度作為儀器的方法檢出限,。
2.4 固相萃取柱制備及洗脫實驗
選取實驗室常用的硅膠,、弗羅里硅土、硅藻土,、氧化鋁4種填料,， 并通過濃H2SO4改性制備了酸性硅膠、酸性弗羅里硅土,、酸性硅藻土3種改性填料,。SPE柱裝填順序（自下而上）為墊片、0.5 g無水Na2SO4、填料層,、1 g無水Na2SO4及墊片,。根據(jù)不同填料的單一及復配組合,， 共制備了10種SPE柱（表2）,。
洗脫實驗：用5 mL正己烷活化SPE柱后向柱中加入40 μL 1000 ng/mL PBDEs混合標準溶液， 移取1 mL正己烷進行洗脫,， 以進樣瓶接收洗脫液,， 待洗脫液*過柱后更換進樣瓶。重復以上操作,， 直至洗脫液總體積達18 mL,。洗脫液氮吹定容至0.5 mL， GC測定,。以洗脫體積為橫坐標,， 總回收率（累積求和）為縱坐標， 繪制洗脫曲線,。2.5 PBDEs土壤提取液凈化實驗
土壤中PBDEs提?。悍Q取1.00 g供試土壤于燒杯中， 加入40 μL 1000 ng/mL PBDEs混標溶液,， 待溶劑揮發(fā)后加入2 g硅藻土,， 攪拌均勻后裝入不銹鋼萃取池， 采用ASE200型加速溶劑萃取儀（美國DIONEX公司）進行提取,。萃取儀爐溫為100℃,， 壓力為1500 psi， 提取劑為正己烷丙酮（4∶1,， V/V）,。萃取過程：加熱5 min， 靜態(tài)萃取5 min,， 沖洗體積60%,， 氮氣吹掃60 s， 循環(huán)2次,。提取液用R210/R215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（瑞士Buchi公司）濃縮至約1 mL,。
PBDEs土壤提取液凈化：選取2.4節(jié)制備的10種SPE柱進行實驗， 實驗均設置6個平行,， 并設置3個對照,。凈化過程：5 mL正己烷活化SPE柱后， 將濃縮后的土壤提取液加入柱中,， 用正己烷洗脫,， 洗脫體積由洗脫曲線確定， 收集全部洗脫液， 濃縮定容至1 mL,， GC測定,。
2.6 ASE萃取溶劑優(yōu)化
ASE萃取溶劑直接影響PBDEs的萃取效率及基質(zhì)效應。為確定佳萃取溶劑,， 本實驗設計了以下4種萃取體系：正己烷,、正己烷DCM（1∶1， V/V）,、正己烷丙酮（4∶1,， V/V）、正己烷丙酮（4∶1,， V/V）進行萃取劑優(yōu)化實驗,， 采用酸性硅膠柱進行凈化， GC測定（具體步驟參照2.5節(jié)）,。
3 結(jié)果與討論
3.1 方法線性關系和檢出限
由表1可知,， 各目標化合物在各自濃度范圍內(nèi)（10～500 ng/mL）均呈現(xiàn)出良好的線性關系， 相關系數(shù)均大于0.999,， 檢出限為0.042～0.22 ng/mL,。
3.2 SPE填料選擇和洗脫優(yōu)化
由圖1可知， 硅藻土柱,、酸性硅藻土柱,、弗羅里硅土柱、硅膠柱和酸性硅膠柱的洗脫趨勢大體一致,， 對PBDEs的大洗脫量出現(xiàn)在1～3 mL之間,， PBDEs*洗脫所需體積為5 mL（即洗脫體積， Vmax）,；酸性弗羅里硅土柱和氧化鋁硅膠復合柱洗脫趨勢大體一致,， 大洗脫量在2～5 mL之間， Vmax為8 mL,； 氧化鋁柱,、氧化鋁弗羅里硅土復合柱和氧化鋁酸性硅膠復合柱的大洗脫量在5～10 mL之間， Vmax為15 mL,；氧化鋁柱和氧化鋁酸性硅膠復合柱對PBDEs拖尾現(xiàn)象較明顯,。
硅藻土具有良好的微孔結(jié)構(gòu)， 比表面積較大,， 吸附能力較強,。實驗表明， 土壤提取液過硅藻土柱和酸性硅藻土柱后,， 溶液顏色仍然較深,， 說明兩種SPE柱除雜效果較差,。由表 2可知， 雜質(zhì)的存在影響了PBDEs的定量分析,， 使PBDEs回收率偏高,。
弗羅里硅土是一種極性較強的硅鎂型吸附劑， 對脂肪及類脂類雜質(zhì)有較的去除效果,， 常用于凈化土壤,、植物和動物組織樣品的萃取液[20，29,，30],。酸性弗羅里硅土極性更強,， 同時,， 濃H2SO4的存在可有效去除有色有機雜質(zhì)。由表2可知,， 兩種SPE柱的回收率相對偏低,。
氧化鋁對目標物保留的主要機理是偶極偶極作用， 可用于除去土壤提取液中極性較強的有機酸類及其它極性雜質(zhì),。氧化鋁對PBDEs有一定的保留能力,， 這使得PBDEs在氧化鋁柱中出現(xiàn)不同程度的拖尾現(xiàn)象， Vmax為15 mL,。隨著洗脫量增加,， 雜質(zhì)會隨洗脫液共流出， 凈化效果變差,。為減少氧化鋁的拖尾現(xiàn)象,， 本研究制備了氧化鋁硅膠柱、氧化鋁弗羅里硅土柱和氧化鋁酸性硅膠柱,。實驗表明,， 硅膠、酸性硅膠及弗羅里硅土中加入氧化鋁后,， 洗脫速度明顯變慢,， 洗脫時間明顯增加， 有機溶劑用量增多,， 增加了環(huán)境污染,。由表2可知， 氧化鋁柱和其它3種氧化鋁復合柱對PBDEs回收率在75.3%～110.9%之間,。
硅膠表面由于吸水作用形成硅醇基,， 合理數(shù)量的硅醇基可以增加硅膠與極性物質(zhì)之間除疏水作用以外的氫鍵作用、離子相互作用和偶極偶極相互作用,， 故硅膠表面硅醇基的數(shù)量決定了硅膠的吸附性能[31],。本研究對所用硅膠行去活化處理后,， 再進行定量活化， 這樣制備出的硅膠的表面硅醇基含量均一,， 性質(zhì)穩(wěn)定,， 了實驗的重現(xiàn)性。酸改性使得硅膠表面引入了磺酸基,， 增加了酸性硅膠對極性雜質(zhì)吸附作用,；同時濃H2SO4能較好地去除有色有機雜質(zhì)[32，33],。由表2可知,， 酸性硅膠柱與硅膠柱相比回收率更高， 除雜效果更好,。由圖1還可知,， 濃H2SO4改性的硅膠對PBDEs的作用機制及強度并無明顯變化， 而良好的回收率說明濃H2SO4的存在并沒有使PBDEs發(fā)生氧化降解等現(xiàn)象,。
綜上,， 對于土壤提取溶液的凈化， 當以正己烷作為洗脫液時,， 酸性硅膠具有洗脫溶劑用量少,、價格低廉、凈化效果好,、回收率及重現(xiàn)性好等優(yōu)點,， 是一種的PBDEs土壤提取溶液SPE凈化的柱填料。
3.3 ASE萃取條件優(yōu)化
由表 3可知,， 對于土壤中PBDEs的提取,， 正己烷回收率為87.6%～113.4%， 但提取穩(wěn)定性（RSD=4.1%～9.1%）較正己烷丙酮（4∶1,， V/V）體系差一些（RSD=1.7%～4.6%）,， 故極性和非極性溶劑的組合提取效果更好。在正己烷中加入極性溶劑（丙酮或二氯甲烷）后,， PBDEs的提取效率增加,， 而隨著提取體系極性增加， 所得提取溶液顏色越深,， 提取出的雜質(zhì)越多,， 這增加了凈化過程的復雜性， 而未凈化除掉的雜質(zhì)的存在會影響儀器的定性及定量性,。
終實驗選取正己烷丙酮（4∶1,， V/V）作為ASE提取劑， 該提取體系對PBDEs的平均加標回收率為85.4%～103.1%,；相對標準偏差為1.7%～4.6%,， 實驗重現(xiàn)性較好,；提取液經(jīng)凈化后雜質(zhì)較少， 且不影響定量分析,， 可用作加速溶劑萃取土壤中PBDEs的提取劑,。
3.4 方法度和精密度
以1.00 g海南磚紅壤作為基質(zhì)， 分別加入濃度相當于10,、40和100 ng/mL PBDEs進行加標回收實驗（參照2.5節(jié)）,， 每個濃度重復6次， 并設置3個對照,。方法的度和精密度分別通過加標回收率和相對標準偏差表征,。由表4可知， 低,、中,、高 3組（濃度分別為10， 40和100 ng/mL ）的平均加標回收率分別為74.4%～115.2%,， 87.5%～125.2%,， 87.3%～115.9%,；相對標準偏差分別為4.4%～14.4%,， 5.0%～13.8%， 4.8%～7.1%,。3.5 實際樣品分析
采用上述優(yōu)化后的方法,， 對采集自某地的土樣進行分析。由表5可知,， 該地區(qū)存在不同程度的PBDEs污染,， ΣPBDEs為5.91～17.69 ng/g， 污染物以中,、高溴代PBDEs為主,。同時， 實際樣品分析結(jié)果說明,， 優(yōu)化的方法可用于測定土壤中的PBDEs,。
4 結(jié) 論
采用ASE法提取土壤中的PBDEs， 正己烷丙酮（4∶1,， V/V）的提取效果佳,；采用酸性硅膠SPE柱對樣品凈化， PBDEs*流出僅需5 mL正己烷,， 溶劑用量少,， 環(huán)境污染小， 洗脫速度快,， 雜質(zhì)干擾少,。本方法簡單,、快捷， 具有良好的凈化效果,、度和精密度（回收率74.4%～125.2%,， RSD<15%）， 良好的線性關系（r>0.999）及較低的檢出限（≤0.22 ng/mL）,， 可作為土壤介質(zhì)中PBDEs的有效凈化和檢測方法,。
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