固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法測(cè)定水環(huán)境酚類化合物

楊 龍，裴松松

（莒縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山東 日照 276500）

酚類化合物是重要的化工原料，具有亞急性和慢性毒性、致畸性、致突變性、致癌性，進(jìn)入水環(huán)境后除對(duì)人體的傷害外，還可影響魚類和微生物的生長(zhǎng)。因此，有必要建立固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法，快速測(cè)定水環(huán)境中酚類化合物[1]。

1 試驗(yàn)儀器與試劑

1.1 儀器

一是氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，型號(hào)為Agilent 7890A/5975C，采用電子轟擊（EI）源，使用固相微萃?。⊿PME）專用進(jìn)樣口襯管（內(nèi)徑0.75 mm）。二是固相微萃取裝置，包括涂有聚丙烯酸鹽（PA，涂層厚85 μm）的萃取頭及手柄、SPME 取樣臺(tái)。萃取頭使用前在280 ℃溫度下老化2 h。三是數(shù)顯恒溫水浴堝，帶磁力攪拌功能。四是毛細(xì)管合相色譜質(zhì)譜柱，型號(hào)為DB-5MS，規(guī)格為30 m（長(zhǎng)）×0.25 mm（內(nèi)徑）×0.25 μm（膜厚）。使用前需要老化，在流速1.0 mL/min 的氦氣流條件下，爐溫為50 ℃，保持1 h，然后通過程序升溫（速率1～3 ℃/min）升到320 ℃，老化6 h。五是天平，精密度為0.1 g。六是樣品瓶，采用容量500 mL 的棕色具塞磨口玻璃瓶和容量22 mL 的頂空樣品瓶，后者帶鋁蓋和聚四氟乙烯硅橡膠墊[2]。

1.2 試劑

一是甲醇，為農(nóng)殘級(jí)。二是氯化鈉，400 ℃溫度下烘烤6 h，冷卻后于干燥器中保存。三是酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。EPA-604 混標(biāo)儲(chǔ)備液（11 種酚類化合物）的濃度為500～2 500 μg/mL，溶劑為甲醇；間甲酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度為1 000 μg/mL，溶劑為甲醇。四是酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。分別取EPA-604 混標(biāo)儲(chǔ)備液100 μL、間甲酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液200 μL，置于事先裝有少量甲醇的2.0 mL 容量瓶中，定容，混勻，配制成酚類混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，酚類化合物含量為25～125 μg/mL，將標(biāo)準(zhǔn)使用液轉(zhuǎn)移到2.0 mL 棕色色譜樣品瓶中，在冰箱內(nèi)（4 ℃）保存[3]。五是氣相色譜質(zhì)譜法（GC/MS）調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)溶液。采用十氟三苯基磷（DFTPP）質(zhì)量濃度為50 ng/μL 的二氯甲烷溶液[4]。

2 試驗(yàn)流程

2.1 儀器分析條件

2.1.1 色譜條件

載氣流速為1.0 mL/min。色譜柱溫度為35 ℃（保持5 min），以8 ℃/min 的速率升溫到230 ℃（保持0 min），以25 ℃/min 的速率升溫到280 ℃（保持1 min）。進(jìn)樣口溫度為280 ℃，采用分流/不分流毛細(xì)管柱進(jìn)樣口，采用分流進(jìn)樣，分流比為2∶1。

2.1.2 質(zhì)譜條件

離子源為EI 源。接口溫度為280 ℃，離子源溫度為230 ℃，四極桿溫度為150 ℃。離子化能量為70 eV。采用全掃描方式，掃描范圍為45～450 amu。

2.2 校準(zhǔn)

2.2.1 GC/MS 系統(tǒng)性能測(cè)試

運(yùn)行開始時(shí)，以DFTPP 檢查GC/MS 系統(tǒng)，即將體積1.0 μL 的GC/MS 調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)溶液注入GC，然后得到背景校正的DFTPP 質(zhì)譜圖。經(jīng)確認(rèn)，所有關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)均能達(dá)到表1 所列性能指標(biāo)要求，否則需要重新進(jìn)行GC/MS 系統(tǒng)調(diào)諧。從性能測(cè)試儀器參數(shù)來看，電子能量為70 eV，質(zhì)量掃描范圍為35～500 amu，掃描頻次為每個(gè)峰至少掃描5 次，每次掃描時(shí)間不超過1 s。

表1 DFTPP 關(guān)鍵離子和離子豐度指標(biāo)

2.2.2 初始工作曲線的繪制

準(zhǔn)備5 個(gè)50 mL 容量瓶，分別稱取5 份10.0 g 氯化鈉溶于5 份蒸餾水（約40 mL）中。取一定量酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用溶液加入上述容量瓶中，加蒸餾水定容，制備至少5 個(gè)點(diǎn)的酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)系列[5]。其中，苯酚、2,4-二甲酚、2-氯酚、2,4-二氯酚的質(zhì)量濃度為1.0 μg/L、2.5 μg/L、10.0 μg/L、25.0 μg/L、50.0 μg/L；間甲酚的質(zhì)量濃度為4.0 μg/L、10.0 μg/L、40.0 μg/L、100.0 μg/L、200.0 μg/L；2,4,6-三氯酚的質(zhì)量濃度為0.3 μg/L、0.75 μg/L、3.0 μg/L、7.5 μg/L、30.0 μg/L；對(duì)氯間甲酚、五氯酚的質(zhì)量濃度為0.5 μg/L、1.25 μg/L、5.0 μg/L、12.5 μg/L、25.0 μg/L；4-硝基酚的質(zhì)量濃度為5.0 μg/L、12.5 μg/L、50.0 μg/L、125.0 μg/L、250.0 μg/L。

取上述酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)系列溶液20 mL，將其加入22 mL 頂空瓶中，加入攪拌子1 個(gè)，蓋上橡膠墊，加鋁蓋密封。將頂空瓶放于50 ℃恒溫水浴鍋中，插入涂有聚丙烯酸鹽的萃取頭，并使涂層浸入水樣，然后進(jìn)行高速磁力攪拌。萃取30 min 后，取出針頭，在氣相色譜進(jìn)樣口于280 ℃溫度下脫附30 min，進(jìn)入氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析。以定量離子峰面積響應(yīng)為縱坐標(biāo)、濃度為橫坐標(biāo)，繪制酚類化合物工作曲線。工作曲線的相關(guān)系數(shù)要大于0.995。各酚類化合物的特征離子荷質(zhì)比如表2 所示。

表2 酚類化合物的特征離子荷質(zhì)比

2.2.3 樣品分析

中間濃度檢驗(yàn)應(yīng)急事故發(fā)生時(shí)，因時(shí)間緊迫，無法重新建立工作曲線。在開展樣品分析時(shí)，可進(jìn)行曲線中間濃度點(diǎn)檢驗(yàn)，曲線中間濃度測(cè)定值與初始曲線測(cè)定值的相對(duì)偏差應(yīng)不大于20%，否則應(yīng)重新繪制工作曲線。采用固相微萃取方式進(jìn)樣。

2.3 結(jié)果計(jì)算及表示

2.3.1 定性結(jié)果

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)總離子流色譜圖中各組分保留時(shí)間和扣除背景后的樣品質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖中的特征離子的比較結(jié)果，確定被測(cè)試樣中出現(xiàn)的酚類化合物組分的數(shù)目和名稱。

2.3.2 定量結(jié)果

用外標(biāo)曲線法定量，根據(jù)定量離子的峰面積響應(yīng)，在工作曲線上直接查出水樣中各酚類化合物的質(zhì)量濃度，或根據(jù)其色譜峰面積，采用式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中：ρi為酚類化合物的質(zhì)量濃度，μg/L；Ai為定量離子的峰面積；bi為工作曲線的截距；ai為工作曲線的斜率。

3 方法的檢出限、精密度與準(zhǔn)確度

3.1 方法檢出限

當(dāng)萃取水樣體積為20 mL 時(shí)，采用浸入式固相微萃取法測(cè)定酚類化合物的檢出限和測(cè)定下限。取7 個(gè)質(zhì)量濃度為1.0～5.0 μg/L 的酚類化合物空白加標(biāo)水樣進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算出酚類化合物各自的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，則方法檢出限為3.143S，二者單位均為μg/L。

3.2 方法精密度和準(zhǔn)確度

按本方法確定的分析測(cè)定條件及步驟，對(duì)質(zhì)量濃度50～25.0 μg/L 的酚類化合物加標(biāo)水樣進(jìn)行精密度測(cè)定，重復(fù)測(cè)定6 次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.0%～19.3%。選取不同質(zhì)量濃度（高、中、低）的酚類化合物重復(fù)進(jìn)行3 次水樣加標(biāo)測(cè)定，加標(biāo)回收率為100%±50%，其中低質(zhì)量濃度的加標(biāo)回收率相對(duì)較低，如表3 所示。

表3 方法的精密度和準(zhǔn)確度

4 結(jié)論

針對(duì)水環(huán)境污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)中酚類化合物的測(cè)定，本文建立了固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法。本方法通過石英纖維表面的固相涂層對(duì)水樣中的酚類進(jìn)行萃取、分離和富集，集取樣、萃取、富集于一體，操作簡(jiǎn)便、快速，單個(gè)樣品的前處理時(shí)間僅為30 min。此外，本研究通過氣相色譜質(zhì)譜法對(duì)酚類化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)判斷，增加了定性準(zhǔn)確度。