固相萃取-氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）法測(cè)定水中硝基酚類化合物

穆 肅

江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇南京 210036

0 引言

硝基酚類是危害環(huán)境的有機(jī)污染物，可在水生生物和人體中殘留和濃縮，具有高毒性和致癌性，其中4-硝基酚被我國(guó)列入環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物監(jiān)測(cè)名單中。硝基酚類主要用于制備染料、藥物和作為有機(jī)合成的中間體。

目前國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系尚無(wú)硝基酚類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)以揮發(fā)酚（以苯酚計(jì)）指標(biāo)來(lái)控制酚類的污染?！端蛷U水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）中半揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定氣相色譜質(zhì)譜法的目標(biāo)化合物中有部分硝基酚類化合物，該方法使用酸性條件下，液液萃取-氣相色譜質(zhì)譜直接測(cè)定，檢出限為3.0μg/L～50μg/L。缺點(diǎn)在于方法檢出限較高，只涵蓋部分硝基酚類化合物。國(guó)外對(duì)水中硝基酚類化合物的測(cè)定方法，主要是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 17495-2001方法及美國(guó)EPA方法，多采用衍生化后測(cè)定，分析步驟復(fù)雜，操作較難控制，測(cè)定各硝基酚類目標(biāo)化合物檢出限在0.15μg/L～16.0μg//L。

固相萃取技術(shù)通過(guò)固體吸附劑提取樣品，因其與液液萃取相比使用有機(jī)溶劑量少、回收率高，處理時(shí)間短、重現(xiàn)性好、富集倍數(shù)大、可處理較大或較小體積的樣品等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多的被人們重視和使用。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)液液萃取富集技術(shù)難以處理大體積樣品及萃取過(guò)程中容易乳化等缺點(diǎn)，可以獲得高的回收率和高的富集倍數(shù)，減少了有機(jī)溶劑的用量，減少了對(duì)環(huán)境的污染。本方法使用固相萃取-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可快速、準(zhǔn)確、有效的測(cè)定水質(zhì)中硝基酚類化合物，測(cè)定各硝基酚類目標(biāo)化合物檢出限在0.6μg/L～1.1μg/L。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器

Agilent5975C氣相色譜質(zhì)譜儀，氣相部分具有程序升溫功能，毛細(xì)管分流、不分流進(jìn)樣口電子轟擊（EI）離子源，具有選擇離子（SIM）掃描功能。

載氣為氦氣（純度為99.99%）。

DB-5MS毛細(xì)管色譜柱30m×0.25mm×0.25μm。

1.2 試劑

HPLC級(jí)的 丙酮、二氯甲烷、正己烷、甲醇；

用純水裝置制備的去離子亞沸水，經(jīng)測(cè)定無(wú)干擾物；

無(wú)水硫酸鈉：在300℃的烘箱中烘烤4h，轉(zhuǎn)移至干燥器中冷卻至室溫，裝入磨口瓶中，于干燥器中保存。

硝基酚類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：2-硝基酚、3-硝基酚、4-硝基酚、2,4-二硝基酚、2,5-二硝基酚、2,6-二硝基酚、4-甲基-2-硝基酚、3-甲基-4-硝基酚、5-甲基-2-硝基酚、3-甲基-2-硝基酚、6-甲基-2,4-二硝基酚、2,6-二甲基-4-硝基酚等硝基酚，純度不小于99%。

標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：ρ=1000mg/L。分別稱取每種硝基酚類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（5.10）各100mg（精確至0.1mg），放入100mL棕色容量瓶中，用少量二氯甲烷（5.3）溶解，然后用二氯甲烷（5.3）定容，混勻。該容易在4℃下可保存三個(gè)月。

內(nèi)標(biāo)溶液（IS）：萘-d8，ρ=2000μg/mL。使用時(shí)用二氯甲烷稀釋至所需濃度。按方法在滿足方法要求且不干擾目標(biāo)化合物測(cè)定的前提下，也可使用其他內(nèi)標(biāo)。

固相萃取柱：有機(jī)聚合物吸附劑，其基體材料為聚二乙烯基苯或類似的填料，Strata-X（500mg/6mL）商品化小柱。使用前需進(jìn)行活化，方法如下：

將固相萃取柱置于固相萃取裝置的針座圈上，用5mL正己烷浸泡5min后過(guò)柱，在正己烷完全流過(guò)萃取柱后加入5mL甲醇，在甲醇完全流過(guò)萃取柱后，加入10mL固相萃取活化用水過(guò)柱，最終使柱床處于濕潤(rùn)且上表面留有約1mm液面狀態(tài)備用。

1.3 水樣采集保存

采樣時(shí)直接采集樣品至滿瓶；樣品用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH＜2。水樣應(yīng)充滿樣品瓶并加蓋密封。水樣采集時(shí)應(yīng)作全程序空白。采集水樣后應(yīng)盡快分析，如不能及時(shí)分析，可在4℃冷藏箱中儲(chǔ)存，不多于3天。

1.4 樣品制備

較清潔水樣可將樣品調(diào)節(jié)pH＜2后，啟動(dòng)固相萃取真空系統(tǒng)，使水樣以約3mL/min～5 mL/min的速率抽過(guò)活化后的萃取柱，在富集過(guò)程中要始終保持柱床上至少有1cm 高水樣，直至所有樣品均穿過(guò)萃取柱為止。當(dāng)顆粒物阻塞管柱而降低流速時(shí)，增大真空抽氣速率以保持流速。盡量避免讓空氣通過(guò)柱。水樣全部通過(guò)萃取柱后，繼續(xù)抽濾10分鐘將萃取柱吸附的水分徹底抽干。加6mL二氯甲烷至柱上，浸泡1分鐘后，靠重力自然淋洗萃取柱。收集流出液至接收管中。

萃取完成后，使用無(wú)水硫酸鈉脫水裝置進(jìn)行脫水：將萃取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉直接過(guò)濾到濃縮器皿中，每次用少量萃取溶劑充分洗滌萃取容器，將洗滌液也倒入漏斗中，重復(fù)3次。最后再用少許溶劑沖洗過(guò)濾殘留物，脫水后濃縮定容至1.0mL。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取一定量的硝基酚類標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，根據(jù)樣品濃度范圍配制成3.0、5.0、10.0 、15.0、 20.0μg/mL系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入內(nèi)標(biāo)溶液，使內(nèi)標(biāo)濃度為5.0μg/mL。

1.6 色譜條件

載氣（氦氣）流量：1.0mL/min；進(jìn)樣口溫度：220℃ 不分流進(jìn)樣；四極桿：150℃；離子源：230℃；接口溫度：260℃；質(zhì)譜采集方式：選擇離子掃描（SIM）模式。

柱溫：采用程序升溫：

8℃ /min；

初始溫度50℃（保持5min） 250℃（保持4min）。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

圖1 12種硝基酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

2.2 定性定量

目標(biāo)化合物的定性主要是通過(guò)目標(biāo)組分的保留時(shí)間和產(chǎn)生主要離子的質(zhì)荷比（M/Z）定性。

定量采用內(nèi)標(biāo)法定量，在能夠保證準(zhǔn)確定性檢出目標(biāo)化合物時(shí)，用選擇離子（SIM）采集定量。目標(biāo)化合物定量離子及輔助定量離子見表1。

表1 目標(biāo)化合物名稱及定量離子

2,4-二硝基酚 2,4-Dinitrophenol 51-28-5 184154,63,1072,5-二硝基酚 2,5-Dinitrophenol 329-71-5184 63,532,6-二硝基酚 2,6-Dinitrophenol 573-56-8184 126,634-甲基-2-硝基酚 4-Methyl-2-nitrophenol 119-33-5153 154,773-甲基-4-硝基酚 3-Methyl-4-nitrophenol 2581-34-2136 153,775-甲基-2-硝基酚 5-Methyl-2-nitrophenol 700-38-9153 123,773-甲基-2-硝基酚 3-Methyl-2-nitrophenol 4920-77-8136 153,776-甲基-2,4-二硝基酚 6-Methyl-2,4-Dinitrophenol 534-52-1198105,121,512,6-二甲基-4-硝基酚 2,6-Dimethyl-4-nitrophenol 2423-71-416791,77,137

2.3 精密度和準(zhǔn)確度

五家實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)兩種不同含量水平的統(tǒng)一樣品進(jìn)行了測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：其中濃度為5.0μg/L樣品精密度為2.6%～19.8%。濃度為15.0μg/L樣品，精密度為0.1%～2.9%。實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：濃度為5.0μg/L樣品精密度為9.6%～22.6%；濃度為15.0μg/L樣品，精密度為0.8%～3.8%。重復(fù)性限為：0.4%～2.1%。再現(xiàn)性限為：0.7%～2.2%。

五家實(shí)驗(yàn)室對(duì)三種不同類型實(shí)際樣品，進(jìn)行2個(gè)不同濃度加標(biāo)回收測(cè)定，加標(biāo)回收率為：71.6%～87.4%。

12種硝基酚類化合物檢出限在0.6μg/L～1.1μg/L。

本方法采用固相萃取前處理，GC /MS同時(shí)測(cè)定12種硝基酚類化合物，降低了方法檢出限，同時(shí)保證重現(xiàn)性和回收率，節(jié)省了分析時(shí)間。本方法可用于水中痕量12種硝基酚類化合物的測(cè)定。

[1]ISO17495-2001.Water quality Determination of nitrophenols by solid-phase extraction and gas chromatography with mass spectrometric detection.

[2]EPA8270C.Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS).

[3]水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版），2002.

[4]張海霞，朱彭齡.固相萃取[J].分析化學(xué)，2000(28)，9.

[5]石青，等.化學(xué)品毒性法規(guī)環(huán)境數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，389-399.

[6]江桂斌，等.環(huán)境樣品前處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社：67-69.