SPE-GC/MS法檢測(cè)水體中五氯酚殘留

孫雅峰 潘文碧 井晶 項(xiàng)麗蓉

（溫州市工業(yè)科學(xué)研究院，浙江 溫州 325028）

五氯酚及其鈉鹽具有殺蟲(chóng)、殺菌和除草等作用，曾被廣泛用作皮革和木材的防腐劑、農(nóng)作物的除草劑和殺蟲(chóng)劑。由于五氯酚具有致癌、致畸、致突變的潛在毒性，已被我國(guó)列為水中優(yōu)先控制的污染物之一。溫州市是全國(guó)最大的制革基地之一，皮革廠數(shù)量眾多，由于早期的皮革加工中大量使用五氯酚等高毒性化工原料，工業(yè)廢水直排入河，造成了溫州市局部水體的污染；并且，PCP在自然環(huán)境中降解緩慢，會(huì)對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期的影響。因此，有必要對(duì)溫州市水體中的五氯酚殘留現(xiàn)狀做一個(gè)調(diào)查。

分析工作者們對(duì)水中PCP的檢測(cè)已作了很多研究［1-4］。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，GC和GC/MS已經(jīng)廣泛用于PCP的分析，但是前處理的過(guò)程中常需進(jìn)行多次液液萃取［1，2］，操作較煩瑣、費(fèi)時(shí)。本文先用乙酸酐對(duì)水樣進(jìn)行衍生，后采用SPE法純化，GC/MS法檢測(cè)，建立了一種較便捷快速的PCP測(cè)定方法。并將建立的方法應(yīng)用于溫州地區(qū)水體中PCP的殘留分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

HP6890/5973 GC/MS氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)HP公司；HP5MS色譜柱（30mm×25mm，0.25μm），美國(guó)安捷倫公司；12管SPE真空固相萃取裝置，美國(guó)Agilent公司；MTN-2800W型自動(dòng)快速濃縮儀，天津美特塞恩斯有限公司；AP-01P型真空泵，天津美特塞恩斯有限公司；12管SPE真空固相萃取裝置，美國(guó)Agilent公司；C18固相萃取柱（6mL，500mg），美國(guó)安捷倫公司；Oasis HLB柱（6mL，0.2g），Waters公司；PCP標(biāo)準(zhǔn)品，GSB05-1850-2008，100μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所；二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇為色譜純；其它試劑均為分析純；超純水用Milli-Q系統(tǒng)制取。

1.2 水樣的采集

采樣時(shí)間為2010年6月。采樣點(diǎn)包括溫州市3個(gè)主要水源，A水庫(kù)、B水庫(kù)和C水庫(kù)，每個(gè)水庫(kù)設(shè)置l～3個(gè)采樣點(diǎn)；分別在D河Ⅰ段和Ⅱ段、E河、F江、G江、H濕地分別設(shè)置l～3個(gè)采樣點(diǎn)；飲用自來(lái)水樣采自溫州市鹿城區(qū)。水樣以干凈褐色玻璃瓶采集。

1.3 水樣前處理

取水樣100mL，經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾，調(diào)pH至中性，加2.0mL乙酸酐，搖床振搖1h衍生；將容量為6mL的C18柱安裝到固相萃取裝置上，用10mL甲醇和10mL超純水先后對(duì)C18柱進(jìn)行活化，將水樣以2mL/min流速流過(guò)上述裝置，氮?dú)獯蹈?；控制流速?.4mL/min，用10mL二氯甲烷進(jìn)行洗脫，收集洗脫液、氮?dú)獯抵辽儆?mL，用二氯甲烷定容至1mL，待分析。

1.4 檢測(cè)方法

色譜條件：初始柱溫60℃，保持2min，以10℃/min的溫度梯度升至250℃，保持5min；進(jìn)樣口溫度200℃；電子捕獲檢測(cè)器（ECD）溫度320℃；載氣為純度＞99.999％的高純氦氣，流量1.0mL/min，進(jìn)樣量1.0μL。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230℃；接口溫度270℃；離子能量70eV；溶劑延時(shí)5min；掃描范圍50～500amu，全掃描，掃描間隔0.2s。

2 結(jié)果與討論

2.1 衍生化的討論

隨著GC/MS的普及，PCP的GC/MS法檢測(cè)已有較多的報(bào)道，文獻(xiàn)［3-6］采用不通過(guò)衍生化直接進(jìn)行GC/MS檢測(cè)，本文對(duì)比了PCP直接進(jìn)樣和PCP衍生化后再進(jìn)樣的方法，其色譜圖顯示未衍生化的情況下PCP峰嚴(yán)重拖尾，影響了定量分析的準(zhǔn)確性。這是由于PCP易吸附于毛細(xì)管柱的固定相上，在進(jìn)行GC/MS測(cè)定時(shí)，易產(chǎn)生拖尾［7］。為了準(zhǔn)確定量樣品中的PCP，本文使用乙酸酐將水樣衍生化后進(jìn)行分析。

2.2 水樣純化方法的選擇

根據(jù)GB 8972-1988［1］，水樣須經(jīng)兩次液液萃取來(lái)達(dá)到純化的目的，范苓等［2］將方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，只需進(jìn)行一次萃取，但是這類(lèi)液液萃取的方法操作費(fèi)時(shí)，并需使用大量溶劑，萃取的過(guò)程中有效物質(zhì)大量流失，作者也對(duì)這兩種方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，當(dāng)PCP加入量為50μg/L時(shí)，兩種方法的回收率分別為85.1％和91.6％。固相萃取（SPE）技術(shù)具有溶劑使用量少、高效快速、能減少背景干擾、提高回收率的優(yōu)點(diǎn)。使用本文1.3的方法，利用SPE法純化水樣，PCP的回收率為91.9％，與液液萃取法得到的回收率結(jié)果差別不大。但是考慮快速和操作方便的原因，本文選擇SPE法來(lái)對(duì)衍生化后的水樣進(jìn)行純化。

在固相萃取柱的選擇上，我們對(duì)比了兩種常用的固相萃取?。篊18柱和HLB柱（親水親脂平衡柱，Hydrophilic-Lipophilic Balance），在相同條件下，使用HLB柱時(shí)，PCP回收率僅為56.2％，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇C18柱對(duì)樣品進(jìn)行富集。

選擇洗脫劑首先應(yīng)考慮其對(duì)固相的適應(yīng)性和對(duì)樣品的溶解度，要保證對(duì)分析物的完全洗脫。文獻(xiàn)中常用的洗脫劑有二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇等［3-6］，本實(shí)驗(yàn)將這幾種洗脫劑進(jìn)行比較，回收率結(jié)果如表1所示。其中，二氯甲烷對(duì)PCP的回收率較高，因此，選擇二氯甲烷做為洗脫劑。

表1 洗脫劑的比較

2.3 GC/MS分析條件的確定

五氯酚衍生物五氯苯乙酸酯的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。質(zhì)譜圖及斷裂方式如圖2所示，可推斷組分碎片離子：五氯苯乙酸酯除了極少量的母離子（m/z 308）之外，其主要碎片離子為m/z 266，m/z 43，這兩個(gè)離子峰，該離子峰主要來(lái)自于COCH3基團(tuán)斷裂后的峰和COCH3離子碎片峰；在實(shí)際樣品測(cè)試時(shí)，采用全掃描，根據(jù)保留時(shí)間和特征離子峰m/z 308，m/z 266，m/z 43進(jìn)行定性分析。

2.4 方法線性與檢出限

分別取一定量100μg/mL標(biāo)準(zhǔn)貯備液，在10mL 0.2mol/L K2CO3介質(zhì)中用0.5mL乙酸酐衍生化后，加入10mL正己烷萃取衍生化產(chǎn)物五氯苯乙酸酯，最后濃縮定容至1.0mL，得濃度為0.4、2、10、50、100、500、1000、2000、5000、10000μg/L的五氯苯乙酸酯系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。將這組溶液分別進(jìn)樣進(jìn)行GC/MS測(cè)定，每個(gè)濃度水平的樣品平行進(jìn)3針，根據(jù)10個(gè)濃度水平繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，以濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，得線性方程為Y=391794X-15278，相關(guān)系數(shù)R2=0.9997。表明在0.4～10000μg/L范圍內(nèi)，PCP濃度與色譜峰面積有很好的線性關(guān)系。水樣100mL時(shí)，得PCP檢出限為0.003μg/L，定量限為0.010μg/L。說(shuō)明本方法適用于痕量PCP的定量分析。

2.5 精密度與加標(biāo)回收試驗(yàn)

向飲用水樣中分別加入濃度為5、50、500μg/L的五氯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)行3次加標(biāo)回收測(cè)試，方法的加標(biāo)回收率為81％～95％，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）≤3.0％。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 五氯酚精密度、加標(biāo)回收率的測(cè)定（n=3）

2.6 實(shí)際水樣測(cè)定

采用上述檢測(cè)方法對(duì)溫州10處水體水樣進(jìn)行分析，檢出結(jié)果見(jiàn)表3。從結(jié)果中可以看出，除市區(qū)自來(lái)水及A、C兩水庫(kù)外，均有檢出少量的五氯酚殘留，最高殘留檢出量為0.074μg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749-2006的限定值0.009mg/L［8］。

五氯酚作為農(nóng)藥曾被廣泛應(yīng)用于溫州市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，且溫州市的皮革廠、造紙及紙制品廠、化學(xué)原料及化學(xué)制品廠等也曾大量使用PCP，長(zhǎng)期的工業(yè)廢水排放對(duì)溫州局部水環(huán)境也造成了一定程度的污染。當(dāng)前，PCP的使用與排放雖已受到較嚴(yán)格控制，但是，由于長(zhǎng)時(shí)間大范圍使用，水體中的殘留量累增，且五氯酚能在生物體內(nèi)蓄積，并通過(guò)食物鏈對(duì)人體造成危害，因此有必要進(jìn)一步嚴(yán)格控制溫州市水體中的五氯酚污染。

表3 溫州市水體中五氯酚殘留檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)前人方法的一些改進(jìn)，確定了水中PCP的測(cè)定方法，方法首先使用乙酸酐對(duì)水樣進(jìn)行衍生化，再采用SPE-GC/MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)PCP衍生物五氯苯乙酸酯進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了水體中五氯酚的定性定量分析，并得到了較高的回收率。該方法定性定量準(zhǔn)確，檢測(cè)簡(jiǎn)單快速，能夠滿(mǎn)足水質(zhì)監(jiān)控的需要。

［1］GB 8972-1988.水質(zhì)—五氯酚的測(cè)定—?dú)庀嗌V法［S］.

［2］范苓，夏豪剛.氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定水中五氯酚［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2001，13（1）：33-34.

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［8］GB 5746-2006.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.