一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法与流程

本发明涉及环境分析技术领域，尤其是涉及一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法。

背景技术：

邻苯二甲酸酯(phthalateesters,paes)又称酞酸酯,是世界上生产量大、应用面广的人工合成有机化合物之一，除用作增塑剂生产聚氯乙烯薄膜、软管、人造革、包装材料和医疗用品外,还可用作农药载体、驱虫剂、化妆品和去污剂的生产原料。在这些商品中,邻苯二甲酸酯的含量变化较大，一般为20％～50％,有的高达90％以上。作为增塑剂，全球范围内每年消费约600万吨，其中欧洲的消费量约为100万吨，占整个塑料制品重量的10～60％。而在我国，2006年和2007年paes增塑剂产量分别达到125万吨和145万吨，消费量分别达到160万吨和185万吨，由于一些相关的环境问题，paes已经引起了数十年的公众关注。美国环保署(美国环境保护局)将六种paes(dmp，dep，dnbp，bbzp，dehp和dnop)分类为优先污染物，欧盟和欧盟的epa将最常见的paes分类为优先污染物质和内分泌干扰物质。

为了检测，鉴定和定量释放到环境中的paes，分析物需要从土壤基质中分离出来。现有技术公开了多种提取方法来确定土壤样品中paes的浓度。包括振荡提取、索氏提取、微波辅助提取、加速溶剂提取和加压液体萃取。上述提取后，进一步浓缩样品，提取后采用的净化方法大都是将样品通过填充净化材料的柱子达到净化效果。上述有关土壤中提取paes的方法，操作繁琐费时，有机溶剂用量大，如传统索氏提取，约耗时6-8h。并容易在净化过程中带入paes二次污染，在后续检测中，导致回收率不稳定或者不能满足分析要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法，本发明的检测方法结果准确、可靠并且检测时间短。

本发明提供了一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法，包括：

a)将土壤样品与萃取剂、钠盐混合，超声萃取，得到上清液；所述萃取剂包括丙酮、二氯甲烷和正己烷的任意两种混合液；

b)将上清液与镁盐混合；再与净化剂混合、超声净化，得到提取液；所述净化剂包括c18和n-丙基乙二胺；

c)将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量。

优选的，所述土壤样品中邻苯二甲酸酯包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸卞酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲氧乙酯、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯、邻苯二甲酸双-2-乙氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸(己基-2-乙基)己基酯、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二正辛酯中的一种或几种。

优选的，步骤a)前还包括将土壤样品与水混合，振动；所述土壤样品的质量g与水的体积ml的比为(3～7)：(3～10)。

优选的，所述土壤样品的质量g、萃取剂的体积ml和钠盐的质量g比为(3～7)：(10～30)：(1～5)；所述萃取剂中丙酮和二氯甲烷的一种或几种与正己烷的体积比为1：(0.5～1.5)；所述二氯甲烷与丙酮的体积比为1：(0.5～1.5)。

优选的，步骤a)所述超声萃取的时间为5～15min；步骤b)所述超声净化的时间为1～5min。

优选的，所述钠盐为氯化钠或硫酸钠；所述镁盐为硫酸镁。

优选的，步骤b)所述超声后为离心；所述离心的转速为3000～4000rpm/min；所述离心的时间为3～5min。

优选的，所述上清液的体积ml与净化剂的质量比为(10～20)：(0.05～1)；所述净化剂中c18和n-丙基乙二胺的质量比为(0.5～5)：1；所述上清液的体积ml与镁盐的质量g的比为(10～20)：(1～5)。

优选的，所述检测条件为：

色谱柱为hp-5ms，30m×0.25mm×0.25μm，载气为氦气，流速0.8ml/min，采用不分流进样，进样量为1.0μl，进样口温度为300℃，溶剂延迟3min；升温程序为：120℃保持1分钟，然后以5℃/min的速度升温至240℃，保持1分钟，以2℃/min的速度升温至270℃，保持2分钟30m×0.25mm×0.25μm，质谱条件：质谱离子源为ei源，采用sim模式进行扫描，电离电压70ev。

优选的，所述步骤c)前还包括配制梯度标准工作液，对所述标准工作液采用气相色谱-质谱检测，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标建立标准曲线。

与现有技术相比，本发明提供了一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法，包括：a)将土壤样品与萃取剂、钠盐混合，超声萃取，得到上清液；所述萃取剂包括丙酮、二氯甲烷和正己烷的任意两种混合液；b)将上清液与镁盐混合；再与净化剂混合、超声净化，得到提取液；所述净化剂包括c18和n-丙基乙二胺；c)将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量。本发明提供的检测方法采用特定的萃取剂同时结合钠盐和镁盐作为溶出和萃取助剂，萃取效果好；同时采用特定的净化剂，净化效果好且不会带来新的污染，本发明整体萃取时间短，有机试剂用量低，检测结果准确，检出限低，应用范围广。

附图说明

图1.本发明实施例4不同溶剂对paes回收率的影响；

图2.本发明实施例5不同净化剂对paes回收率的影响。

具体实施方式

本发明提供了一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法，包括：

a)将土壤样品与萃取剂、钠盐混合，超声萃取，得到上清液；所述萃取剂包括丙酮和二氯甲烷的一种或几种与正己烷的混合液；

b)将上清液与镁盐混合；再与净化剂混合、超声净化，得到提取液；所述净化剂包括c18和n-丙基乙二胺；

c)将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量。

本发明提供的土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法对于适用于的土壤不进行限定，可以为耕地土壤等。

本发明土壤优选经过预处理，所述预处理优选具体为：

不锈钢铲与木勺采集5-15cm深度的土壤，去掉颗粒与植物残渣后，每个样品由周围的5个采样点混合，依据四分法采集而来。于室温下风干，过60目(0.25mm)筛后，存储于棕色玻璃广口瓶中备用。

本发明检测方法首先为制备待测样品溶液，即为土壤中邻苯二甲酸酯的提取。

按照本发明，所述土壤样品中邻苯二甲酸酯优选包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸卞酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲氧乙酯、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯、邻苯二甲酸双-2-乙氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸(己基-2-乙基)己基酯、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二正辛酯中的一种或几种；更优选为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸卞酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲氧乙酯、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯、邻苯二甲酸双-2-乙氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸(己基-2-乙基)己基酯、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯和邻苯二甲酸二正辛酯。

本发明优选可以同时萃取和测定上述十六种中邻苯二甲酸酯类组分。本发明所述邻苯二甲酸酯指的是可以包括上述十六种组分。

按照本发明首先将土壤样品预处理；所述预处理优选具体为：将土壤样品与水混合，振动。

本发明所述水优选为超纯水；本发明对于所述混合方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明所述振动优选为强烈振动；所述强烈振动优选为手动震荡或涡旋震荡。

所述土壤样品的质量g与水的体积ml的比为优选(3～7)：(3～10)；更优选为(3～6)：(4～10)。

振动后优选为静置；本发明对于所述静置时间不限定；优选为10-30min。

预处理后，将土壤样品与萃取剂、钠盐混合，超声萃取，得到上清液。

本发明对于所述混合方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明对于土壤样品与萃取剂、钠盐混合的容器不进行限定，可以为烧杯或离心管。

按照本发明，所述萃取剂优选包括丙酮和二氯甲烷的一种或几种与正己烷的混合液；更优选为二氯甲烷与正己烷的混合液。

按照本发明，所述萃取剂中丙酮与正己烷的体积比优选为1：(0.5～1.5)；更优选为1：(0.8～1.3)；最优选为1：1；所述萃取剂中二氯甲烷与正己烷的体积比优选为1：(0.5～1.5)；更优选为1：(0.8～1.3)；最优选为1：1；所述萃取剂中二氯甲烷与丙酮的体积比优选为1：(0.5～1.5)；更优选为1：(0.8～1.3)；最优选为1：1。

本发明对于所述丙酮、正己烷和二氯甲烷的来源和纯度不进行限定，市售的色谱纯、分析纯均可。

在本发明中，所述土壤样品的质量g、萃取剂的体积ml和钠盐的质量g比优选为(3～7)：(10～30)：(1～5)；更优选为(3～6)：(15～25)：(1～4)；最优选为(3～5)：(17～23)：(1～3)。

本发明所述钠盐优选为氯化钠或硫酸钠。本发明对于所述氯化钠或硫酸钠的来源和纯度不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明所述超声萃取的时间优选为5～15min；更优选为5～10min；最优选为5～7min。

超声后优选为静置，本发明对于所述静置时间不限定；分层即可。分层得到上清液。

取上清液，将上清液与镁盐混合。本发明所述镁盐优选为硫酸镁。

本发明对于所述混合方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。混合后优选为静置，本发明对于所述静置时间不限定。

按照本发明，所述上清液的体积ml与镁盐的质量g的比优选为(10～20)：(1～5)；更优选为(10～18)：(1～4)；最优选为(10～15)：(2～3)。

静置后再与净化剂混合、超声净化，得到提取液。

按照本发明，所述净化剂优选包括c18和n-丙基乙二胺。

所述上清液的体积ml与净化剂的质量比优选为(10～20)：(0.05～1)；更优选为(10～18)：(0.1～0.9)；最优选为(10～15)：(0.1～0.7)。

所述净化剂中c18和n-丙基乙二胺的质量比优选为(0.5～5)：1；具体的说，若提取剂选择正己烷：丙酮，则净化剂c18和n-丙基乙二胺的质量比优选为(0.5～3):1；更优选为(1～2.5):1。

若提取剂选择正己烷：二氯甲烷，则净化剂c18和n-丙基乙二胺的质量比为(1～5):1；更优选为(2～4):1。

若提取剂选择二氯甲烷：丙酮，则净化剂c18和n-丙基乙二胺的质量比为(1～5):1；更优选为(2～4):1。

采用本发明的混合超声净化的方式避免了新的paes的引入，大范围的降低了样品的基质效应；萃取效果更稳定，结果更加准确。

所述超声净化的时间优选为1～5min；更优选为2～4min。

本发明所述超声后为离心；所述离心的转速为3000～4000rpm/min；所述离心的时间为3～5min。

本发明对于所述离心的具体操作不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

离心后，得到萃取液，浓缩进行测定；本发明所述浓缩优选为氮吹浓缩；优选浓缩至1ml测定。

采用本发明的超声萃取的，使样品更容易分散在溶剂当中，萃取效率有大幅度提升；较传统土壤中paes的提取方法，本发明可大幅度降低有机试剂的使用量，缩短提取测定周期。较传统土壤中paes的前处理方法，本发明的萃取过程简单、时间短、操作简便，便于实施。并成功应用于实际污染土壤样品的检测。

将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量。

配制梯度标准工作液，对所述标准工作液采用气相色谱-质谱检测，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标建立标准曲线。

优选具体为：在20μg/l-500μg/l范围内配置不同浓度梯度的paes标准工作溶液，按照确定的气相色谱-质谱检测条件，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标制作标准工作曲线，测定paes的回归方程、相关系数和检出限。

而后将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量。

由标准曲线计算的即为定量结果，未经计算的由面积百分比计算的为定性结果。其中面积百分比自动积分和手动积分均可。

按照本发明，仪器为：气质联用仪为agilent7890n-5975c；

所述检测条件为：所述色谱柱为hp-5.ms；所述升温程序为：120℃保持1分钟，然后以5℃/min的速度升温至240℃，保持1分钟，以2℃/min的速度升温至270℃，保持2分钟。

色谱柱为hp-5ms，30m×0.25mm×0.25μm，载气为氦气，纯度为99.999％；流速0.8ml/min，采用不分流进样，进样量为1.0μl，进样口温度为300℃，溶剂延迟3min；质谱条件：采用sim模式进行扫描，离子源为ei源，电离电压70ev，四极杆温度150℃。

本发明采用sim模式进行扫描，提取离子优选如下表1

表1paes的定量离子和特征离子

本发明提供了一种土壤中邻苯二甲酸酯的提取检测方法，包括：a)将土壤样品与萃取剂、钠盐混合，超声萃取，得到上清液；所述萃取剂包括丙酮和二氯甲烷的一种或几种与正己烷的混合液；b)将上清液与镁盐混合；再与净化剂混合、超声净化，得到提取液；所述净化剂包括c18和n-丙基乙二胺；c)将提取液采用气相色谱-质谱检测，得到土壤中邻苯二甲酸酯的含量；所述检测条件为：所述色谱柱为hp-5.ms；所述升温程序为：120℃保持1分钟，然后以5℃/min的速度升温至240℃，保持1分钟，以2℃/min的速度升温至270℃，保持2分钟。本发明提供的检测方法采用特定的萃取剂同时结合钠盐和镁盐作为溶出和萃取助剂，萃取效果好；同时采用特定的净化剂，净化效果好且不会带来新的污染，本发明整体萃取时间短，有机试剂用量低，检测结果准确，检出限低，应用范围广。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的土壤中邻苯二甲酸酯的检测方法进行详细描述。

实施例1

paes污染土壤的前期准备：

本实例所用土壤为广东省内某耕地土壤样品，使用不锈钢铲与木勺采集5-15cm深度的土壤，去掉颗粒与植物残渣后，每个样品由周围的5个采样点混合，依据四分法采集而来。于室温下风干，过60目(0.25mm)筛后，存储于棕色玻璃广口瓶中备用。

实施例2

标准曲线的绘制：

在20μg/l-500μg/l范围内配置不同浓度梯度的paes标准工作溶液，采用本发明的检测条件，以峰面积对浓度进行线性回归并绘制标准曲线，以产生3倍信噪比(s/n)时各目标物的浓度作为该目标物的检出限(lod)。16中邻苯二甲酸酯所得线性范围、回归方程、相关系数、最低检出限如下表2。

表2paes的线性方程、线性范围、相关系数和最低检出限

实施例3

方法的精密度和准确度：

准确称取3g无污染土壤样品于50ml离心管中作为空白，设置5个平行样试验，分别加入10ml超纯水，振动后静置；

加入paes标准溶液，使土壤paes浓度为10ug/kg，加入20ml正己烷：丙酮(1:1,v:v)，并加入1gnacl，密封离心管，超声萃取5分钟后静置；

转移10ml上清液，并加入2gmgso4，混合均匀后静置，然后加入0.1g净化剂(c18/psa(1.5:1,m:m))，超声2分钟，并以4000转/分钟离心5分钟；

转移5ml上清液，氮吹浓缩，定容至1ml，供gc/ms上机分析。计算各目标物质的平均回收率和相对标准偏差，结果见表3。结果表明，16种paes的平均加标回收率为70.00％-109.82％，rsd在1.10％-3.51％范围内，精密度和准确度较高，符合土壤中paes的监测分析要求。

表3检测方法的精密度和准确度

实施例4

不同萃取剂对paes回收率的影响：

准确称取3g污染土壤样品于50ml离心管中，加入10ml超纯水，振动后静置；

加入20ml不同萃取剂(本实施例分别采用萃取剂为正己烷：丙酮(1:1,v:v)、正己烷：二氯甲烷(1:1,v:v)、二氯甲烷：丙酮(1:1,v:v))，并加入1gnacl，密封离心管，超声萃取5分钟后静置；

转移10ml上清液，并加入2gmgso4，混合均匀后静置，然后加入0.1g净化剂(本实施例分别采用净化剂为c18/psa(3:1,m:m)、c18/psa(2:1,m:m)、c18/psa(2:1,m:m))，超声2分钟，并以4000转/分钟离心5分钟；

转移5ml上清液，氮吹浓缩，定容至1ml，供gc/ms上机分析。测试结果见图1；图1为本发明实施例4不同溶剂对paes回收率的影响。

实施例5

不同净化剂对paes回收率的影响：

准确称取3g污染土壤样品于50ml离心管中，加入10ml超纯水，振动后静置；

加入20ml萃取剂(本实施例采用正己烷：丙酮(1:1,v:v))，并加入1gnacl，密封离心管，超声萃取5分钟后静置；

转移10ml上清液，并加入2gmgso4，混合均匀后静置，然后加入0.1g不同净化剂，其中不加净化剂作为空白样品(本实施例分别采用净化剂为0.1g的c18、0.1g的psa和0.1g的c18/psa(3:1,m:m))，超声2分钟，并以4000转/分钟离心5分钟；

转移5ml上清液，氮吹浓缩，定容至1ml，供gc/ms上机分析。测试结果见图2，图2为本发明实施例5不同净化剂对paes回收率的影响。

实施例6

用所建立方法对广东省某耕地土壤样品按照以下步骤进行分析检测，即结果如表4所示：

准确称取3g污染土壤样品于50ml离心管中，加入10ml超纯水，振动后静置；

加入20ml正己烷：丙酮(1:1,v:v)，并加入1gnacl，密封离心管，超声萃取5分钟后静置；

转移10ml上清液，并加入2gmgso4，混合均匀后静置，然后加入0.1g净化剂c18/psa(3:1,m:m)，超声2分钟，并以4000转/分钟离心5分钟；

转移5ml上清液，氮吹浓缩，定容至1ml，供gc/ms上机分析。测试结果见表5。从检测结果来看，16种邻苯二甲酸酯均有不同程度检出，表明此处的土壤，已经受到paes污染。通过实际土壤样品的测定，表明该方法能够成功测定土壤中痕量paes。

表4广东省某耕地土壤总邻苯二甲酸酯的检测结果

n.d.指未检出

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。