0 引　言

十溴二苯醚（decabromodiphenyl ethers）作为添加型的溴代阻燃剂，因其热稳定性好、阻燃效率高、价格便宜等优点被广泛应用于电子电器、纺织、建材等产品中，但由于该类物质具有高亲脂性、难降解性和生物累积性，2017年《斯德哥尔摩公约》将其增列入公约附件A受控名单^[1]。BDE-209是商品十溴二苯醚中最主要的成份，在我国多种环境介质中广泛分布^[2-6]。土壤由于具有良好的吸附性能及存储空间，成为蓄积BDE-209的主要场所之一^[7]，土壤中BDE-209的污染越来越引起人们的关注。因此，有必要对土壤中BDE-209的分析方法开展研究。

由于BDE-209的分子质量大、沸点高，具有光解性和热不稳定性，且在环境中多以痕量级浓度存在，给实际检测工作带来困难。目前，国内尚未颁布关于土壤中BDE-209测定的标准方法，国内外研究一般多采用高分辨气相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、高效液相色谱法进行测定^{[2, 7-9]}，其中应用较多的是采用气相色谱-负化学源（negative chemical ionization，NCI）质谱法。该方法存在分析过程重复性差的特点，各种条件的不佳设置往往对结果准确度造成较大影响^[10]。文献报道，在全球范围内20个实验室参加的BDE-209分析比对试验中，分析结果的偏差高达48%^[11]。

本研究在相关文献报道基础上，根据本实验室实际情况，采用加速溶剂萃取，多层复合硅胶柱净化，应用同位素稀释技术，建立了气相色谱-负化学源质谱法分析土壤中BDE-209的检测方法，并且参照JJF1059.1-2012《测量不确定度的评定与表示》^[12]和CNAS-CL07《测量不确定度的要求》^[13]，对该方法分析过程中各环节引入的不确定度分别进行评定，找到影响检测结果准确度的主要因素，从而提高BDE-209测定的准确性和可靠性，为实验室质量控制提供科学、准确的依据，有利于改进分析实验室操作过程。

1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱仪配电子化学源（CI源）（美国安捷伦公司）；ASE-200快速溶剂萃取仪（美国戴安公司）；Laborota 4000 efficient旋转蒸发仪（德国Heidolph公司）；N-EVAP 111氮吹浓缩仪（美国Organomation Associates. Inc.公司）。

BDE-209标准溶液（50 μg/mL）（美国Accustandard公司）；同位素内标溶液¹³C-labeled BDE-209（50 μg/mL）（美国Cambridge Isotope Laboratories公司）。

实验用正己烷、二氯己烷等试剂均为农残级（美国J.T. Baker公司）；线状铜（山西洽诺斯科技有限公司）；无水硫酸钠，分析纯（天津市津科精细化工研究所）。

1.2 仪器工作条件

Rtx-1614色谱柱（15 m × 250 μm , 0.10 μm），进样口温度270 ℃，传输线温度300 ℃。NCI源，离子源150 ℃，四级杆温度150 ℃；升温程序：柱始温100 ℃保持1 min，以15 ℃/min升温至280 ℃保持1 min，再以25 ℃/min升温至325 ℃保持10 min。氦气流量1.0 mL/min，不分流进样，进样体积1.0 μL。BDE-209选择离子为m/z487，489；内标物¹³C₁₂-BDE-209的选择离子为m/z 495，497。

1.3 样品前处理

准确称取2.00 g土壤样品，与2.00 g硅藻土混合，置于萃取池中，随后加入质量浓度为5 000 ng/mL的¹³C₁₂-BDE-209内标溶液40 μL，平衡30 min。萃取条件：用正己烷/二氯甲烷（V/V=1:1）混合溶液萃取，萃取池炉温为150 ℃，压力为1 500 psi(1 psi=6 894.76 Pa)，加热7 min，静态平衡8 min，循环3次。将活化好的线状铜加入提取液中，旋转1 min，放置15 min，观察铜丝表面如果变黑，则再加入少量铜丝，再旋转大约1 min，放置15 min，然后加入适量无水Na₂SO₄，振荡后静置15 min，将提取液转移至另一干净平底烧瓶或鸡心瓶中，然后将提取液在旋转蒸发仪上进行浓缩至2 mL。浓缩后经复合硅胶柱净化分离，用100 mL正己烷洗脱，收集洗脱液浓缩至2 mL转移至浓缩管中，经氮吹浓缩至0.1 mL，转移至进样瓶中，定容至1.0 mL，待质谱分析。在整个样品前处理过程中，全程注意避光，用铝箔包裹净化柱及玻璃器皿。

1.4 数学模型

土壤中BDE-209含量的测定公式如下：

式中：C_土壤——土壤中BDE-209的浓度；μg/kg；

C_样——上机样品的浓度，μg/mL；

V——样品定容体积，mL；

P——前处理回收率；

W——土壤样品称样量，g。

2 结果与讨论 2.1 前处理条件的优化

土壤中多溴二苯醚的净化一般采用多层硅胶柱净化方法，本研究参考美国EPA 1614方法直接确定采用非极性的正己烷作为淋洗液。按照流出曲线的制作方法^[14]：多层复合硅胶柱填充完毕后，预先用70 mL正己烷进行淋洗，并弃去淋洗液。在柱头上添加100 μL浓度为5 000 ng/mL的BDE-209标准溶液，随后用100 mL正己烷进行洗脱，将每10 mL洗脱液单独收集于刻度试管中，浓缩至1.0 mL，上机测定。根据1.2列出的色谱质谱条件，分别对10个流出曲线的样品进行测定，得到BDE-209在多层复合硅胶柱上的流出曲线如图1所示。

结果显示，BDE-209主要在上样后洗脱体积为30 mL时被淋洗出来，为了确保实验过程的净化、回收以及干扰物去除等效果，选择洗脱体积为100 mL。

2.2 气相色谱-质谱条件优化

由于BDE-209相对分子量大，溴原子取代数目多达10个，性质不稳定。为使其充分气化并减少其在柱头的降解，对进样方式进行优化，结果显示，采用不分流进样，进样温度270 ℃可以达到满意的效果。载气流量的增加可以提高BDE-209的响应，但过高的柱流量会导致响应不稳定，综合考虑方法的灵敏度和稳定性，最终选择1 mL/min为分析时的柱流量。

BDE-209容易在色谱柱上热降解，EPA1614方法建议采用15 m或者更短的色谱柱进行测定，本研究根据文献报道选用了15 m的Rtx-1614色谱柱进行测定。为使BDE-209在较短时间内完全出峰且减少其在色谱柱内的降解，对升温程序进行优化，采用初始温度100 ℃，保持1 min，以15 ℃/min升温至280 ℃，保持1 min，再以25 ℃/min升温至325 ℃保持10 min的升温程序，BDE-209在17.5 min内完全出峰，且峰形尖锐，无降解，无拖尾的现象，可以满足分析的需求。

NCI被称为“软电离源”，对含电负性基团的物质（如含有卤素的物质）具有高灵敏度和选择性。使用NCI源进行BDE-209测定时可大大降低检出限，并且BDE-209相对分子量大，能够与其他干扰物有效分离，可避免假阳性结果的出现。本研究选用NCI源对BDE-209进行测定。BDE-209和同位素内标¹³C₁₂-BDE-209的提取离子质谱图如图2所示。

2.3 标准曲线

利用已建立的GC-NCI-MS方法，将质量浓度为10, 50, 100, 200, 500, 1 000 ng/mL的BDE-209标准溶液（内标物¹³C₁₂-BDE-209的浓度为200 ng/mL）经仪器测定2次。采用同位素内标法进行定量，得到相应的峰面积与内标峰面积的比值，用最小二乘法进行拟合，得到工作曲线为y = 2.021 x + 0.174 4，r² = 0.999 3，线性良好。

2.4 方法检出限和定量限

在空白硅藻土中，加入接近检出限浓度的BDE-209标准溶液，采用与样品相同的前处理和仪器分析方法，得到空白加标液，重复进样7次，以3倍标准偏差计算方法的检出限LOD，结果为0.87 ng/g，以10倍标准偏差计算方法的定量限LOQ，结果为2.91 ng/g。与文献相比，本研究结果低于采用EI源测定土壤中BDE-209的方法检出限LOD（3.25 ng/g）^[10]，可以满足环境中痕量BDE-209的检测需求。

2.5 回收率和精密度

以空白土壤样品为基质，分别添加相当于样品中含10、100 ng/g浓度水平的BDE-209标准溶液，按照建立的分析方法平行测定6个样品，计算出平均加标回收率及其RSD见表1。结果显示，高、低浓度基质加标回收率范围分别为91.6%~101%和92.8%~103%，均符合US EPA1614规定的参考值（50%~200%）^[15]，RSD值均<5%，说明本方法具有良好的精密度和准确度。

2.6 方法不确定度评定

通过1.4所列公式（1）可以识别土壤中BDE-209测定的不确定度来源主要包括：土壤样品称样量引入的不确定分量u_r（m）、样品定容引入的不确定度分量u_r（V）、前处理过程引入的不确定分量u_r（Rec）以及分析和数据处理引入的不确定度分量，其中分析和数据处理的不确定度分量主要源于标准溶液本身和稀释过程u_r（std）、曲线拟合过程u_r（cur）以及仪器测量的重复性u_r（Rep）。

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度的评定与表示》^[12]和CNAS-CL07《测量不确定度的要求》^[13]，以及文献[2]报道的方法，对方法中各环节引入的不确定度分量进行评定，结果见表2。对各不确定度分量的贡献率进行分析，发现分析数据引入的不确定度分量和前处理过程引入的不确定分量贡献较大，研究结果与文献报道一致^{[2, 16-19]}。其中，标准溶液本身和稀释过程引入的不确定度分量贡献率占总不确定度分量最高，为65.6%。

将表2所列各不确定度分量按照公式（2）进行计算，获得合成相对标准不确定度为0.078。在没有特殊要求情况下，置信水平为95%，扩展因子k=2，则相对扩展不确定度U_r（c）=u_r（c）×k=0.16。

3 结束语

本研究采用加速溶剂萃取结合多层酸碱硅胶层析柱净化，利用GC-NCI-MS测定土壤样品中的BDE-209，具有良好的线性范围及较低的检出限，通过同位素标记化合物作为内标，提高了定量分析的准确度，能够满足我国土壤介质中痕量BDE-209的分析要求，具有很好的适用性。不确定度评定结果表明，标准溶液本身和稀释过程引入的不确定度最大，其次为前处理过程引入的不确定度。在实际检测过程中，通过使用不确定度量值较小的有证标准样品、尽量减少标准曲线稀释步骤等方法可有效降低标准系列溶液配制引入的不确定度分量；通过优化样品前处理技术路线、提高分析者的操作技巧等方法可降低前处理操作引入的不确定度分量。本研究可用于指导气相色谱-质谱法测定土壤中其他多溴二苯醚或类似环境污染物的检测及不确定度评定。