氣相色譜-質譜法測定沉積物中3，3’-二氯聯(lián)苯胺

傅佳澤，張 凡，張志鵬

(中科廣化檢測技術服務(深圳)有限公司，廣東 深圳 518107)

3，3’-二氯聯(lián)苯胺(3，3’-Dichlorobenzidine，DCB)是一種重要且常用的顏料中間體，以其為重氮組分合成的顏料色澤明亮且耐堿、耐熱，在顏料生產行業(yè)中屬于難以取代的品種[1]。2017年10月27日世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理，3，3’-二氯聯(lián)苯胺在2B類致癌物清單中。苯胺類化合物常常通過工業(yè)廢水的排放遷移到沉積物中[2]，因此對3，3’-二氯聯(lián)苯胺在沉積物中的監(jiān)測是必要的。

現(xiàn)有環(huán)境樣品中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的測定方法主要有紫外分光光度法[3]、高效液相色譜法[4]、超聲波萃取-氣相色譜/質譜法[5]等，檢測對象分別為空氣、飲用水和土壤，而且這些方法前處理包含風干、超聲波萃取、索氏提取和固相萃取等過程，耗費時間長、回收率低、重現(xiàn)性差。同時，由于沉積物樣品的含水率較高，常規(guī)的干燥方法較難處理，需要一種高效的除水方法。

本文通過冷凍干燥-加壓流體萃取-平行濃縮-凈化的方式進行前處理，氣相色譜-質譜聯(lián)用儀分析測試，目的是形成一套規(guī)范化的分析流程，適用于沉積物樣品中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的提取和測定。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

GCMS-QP2020NX氣相色譜-質譜聯(lián)用儀，具電子轟擊(EI)電離源，日本島津公司；SH-Rxi-5Sil MS色譜柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm)，日本島津公司；DGJ -10C真空冷凍干燥機，上海博登生物科技有限公司；EXPEC 550加壓流體萃取儀，杭州譜育科技發(fā)展有限公司；EXPEC 510減壓平行濃縮儀，杭州譜育科技發(fā)展有限公司；NV622ZH電子天平，奧豪斯儀器(常州)有限公司；Classic DI純水機，英國ELGA Labwater公司；CNW BOND Florisil SPE小柱(1 g，6 mL)，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.1.2 試劑

3，3’ -二氯聯(lián)苯胺標準溶液(1000 μg/mL)，壇墨質檢科技股份有限公司；4，4’-三聯(lián)苯-d14內標標準溶液(4000 μg/mL)，壇墨質檢科技股份有限公司；丙酮，色譜純；二氯甲烷，色譜純；無水硫酸鈉，優(yōu)級純；實驗用水均由Classic DI純水機制備，且對目標物及內標物的色譜峰無明顯干擾。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準溶液配制

3，3’ -二氯聯(lián)苯胺標準儲備液(100 μg/mL)：準確移取1.0 mL 3，3’-二氯聯(lián)苯胺標準溶液(1000 μg/mL)用二氯甲烷定容至10 mL。

4，4’ -三聯(lián)苯-d14內標標準儲備液(200 μg/mL)：準確移取0.25 mL 4，4’ -三聯(lián)苯-d14內標標準溶液(4000 μg/mL)用二氯甲烷定容至5.0 mL。

1.2.2 樣品制備

將實驗所用的新鮮沉積物樣品置于真空冷凍干燥機中，預凍8 h，干燥24 h。

1.2.3 樣品前處理

準確稱取20 g凍干后的樣品，使用研缽研磨成細小顆粒，轉移至加壓流體萃取裝置的萃取池中，用1∶1的二氯甲烷∶丙酮溶劑進行萃取，萃取加熱溫度100 ℃，萃取壓力10 MPa，加熱時間5 min，萃取時間5 min，吹掃時間1 min，循環(huán)2次，萃取后經減壓平行濃縮儀濃縮(必要時使用Florisil SPE小柱進行凈化)至少于1.0 mL，加入50 μL 1.2.1中4，4’ -三聯(lián)苯-d14內標標準儲備液后定容至1.0 mL，使用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀進行分析。

在前處理過程中，若經加壓流體萃取后的提取液出現(xiàn)分層現(xiàn)象，說明存在明顯水分，此時需用無水硫酸鈉過濾除水以保護色譜柱；提取液顏色較深時，需使用Florisil SPE小柱凈化，去除干擾的同時能夠保證氣相色譜-質譜聯(lián)用儀的狀態(tài)穩(wěn)定。

1.3 儀器條件

氣相色譜條件：氣化室溫度：250 ℃；載氣(He)流速：1.0 mL/min；進樣量：1.0 μL；隔墊吹掃流量：3.0 mL/min；分流進樣，分流比10∶1；程序升溫：50 ℃保持2 min，以20 ℃/min升溫至150 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升溫至300 ℃，保持2 min。

質譜條件：質譜采用電子轟擊源(EI源)；離子化溫度：230 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；溶劑延遲時間：5 min；選擇性離子掃描方式(Selected Ion Monitoring，SIM)。內標和目標物標準品的質譜圖及保留時間見圖1。

圖1 標準品的質譜圖及保留時間

2 結果與討論

2.1 工作曲線和方法檢出限

用二氯甲烷稀釋1.2.1中的3，3’-二氯聯(lián)苯胺標準儲備液配制成1、5、10、20、50 μg/mL的標準系列，以4，4’ -三聯(lián)苯-d14為內標進行定量。根據(jù)1.3的儀器條件從低濃度到高濃度依次進樣分析，標準曲線及相關系數(shù)見圖2，在試驗范圍內相關系數(shù)大于0.999，線性關系良好。

圖2 3，3’-二氯聯(lián)苯胺標準曲線及相關系數(shù)

根據(jù)美國環(huán)保署EPA方法，方法檢出限(Method Detection Limit，MDL)最適合的加標濃度為預期檢出限的1～5倍，同時計算得出的檢出限值必須大于加標濃度的1/10且小于加標濃度[6]。選取曲線最低點濃度水平1/4的1倍、2倍、4倍進行檢出限測試，通過公式MDL=t(n-1，0.99)×S(式中：MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測定次數(shù)；t為自由度為n-1，置信度為99%時的t單側分布值，n=7時t=3.143；S為n次平行測定的標準偏差)進行計算，取4倍方法檢出限為測定下限[7]，結果見表1。

表1 方法檢出限測試結果

根據(jù)表1可知，加標濃度越高，方法檢出限越低，當加標濃度為0.050 mg/kg時，方法檢出限最低為0.002 mg/kg，但此時方法檢出限小于加標濃度的1/10，不符合要求。所以最適合的加標濃度為0.025 mg/kg，此時方法檢出限為0.003 mg/kg，符合“1/10加標濃度<方法檢出限<加標濃度”的要求。該方法的檢出限水平能達到較低的范圍，符合美國環(huán)保署EPA方法關于方法檢出限的要求，適合沉積物中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的測定。

2.2 精密度和正確度

對實際沉積物樣品進行低、中、高三種濃度的加標，添加水平分別為0.125 mg/kg、0.250 mg/kg、1.000 mg/kg，每個濃度平行測定6次，精密度結果見表2，正確度結果見表3。

表2 精密度測試結果

表3 正確度測試結果

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可知，低濃度加標(0.125 mg/kg)的相對標準偏差為7.7%，回收率在57.0%～68.0%之間；中濃度加標(0.250 mg/kg)的相對標準偏差為5.4%，回收率在60.4%～70.8%之間；高濃度加標(1.000 mg/kg)的相對標準偏差為3.3%，回收率在62.5%～68.3%之間。在線性范圍內，隨著加標濃度的升高，精密度的相對標準偏差也對應著降低，說明方法的重現(xiàn)性較好。總體的加標回收率平均值為64.9%，加標回收率中位數(shù)為66.5%，中、高濃度水平的加標回收率明顯高于低濃度水平，考慮到目標物在萃取及凈化過程中存在難以避免的損失，本方法的正確度能滿足檢測需求。該方法的精密度、正確度結果良好，適合沉積物中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的測定。

3 結 論

本文建立了氣相色譜-質譜法測定沉積物中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的方法。使用冷凍干燥-加壓流體萃取-平行濃縮-凈化的規(guī)范化前處理流程，通過氣相色譜-質譜聯(lián)用儀進行檢測分析，自動化程度高，大大降低了所需的時間成本和人力成本，可操作性強，能夠在有效減少偶然誤差帶來的風險的同時提高檢測效率。

該實驗方法線性良好，相關系數(shù)大于0.999；通過對三個不同濃度水平進行檢出限加標測試，得到最合適的方法檢出限0.003 mg/kg；通過對低、中、高三種濃度的加標，得到實驗室內的相對標準偏差在3.3%～7.7%范圍內，精密度良好；得到加標回收率在57.0%～70.8%之間，正確度較高，能夠滿足實驗的要求。

通過對沉積物中3，3’-二氯聯(lián)苯胺的監(jiān)測，能夠有效監(jiān)控顏料生產行業(yè)中相關工業(yè)廢水的排放，督促企業(yè)改進廢水的處理工藝，減小其對生態(tài)環(huán)境的污染，提高企業(yè)的環(huán)境保護意識。同時相關的監(jiān)測結果可以用來研究苯胺類化合物在生態(tài)環(huán)境中的遷移轉化過程，對于環(huán)境與生態(tài)的保護有著重要的意義。