高效液相色譜法測(cè)定生活飲用水中的苯并[a]芘

賀光秀，賈瑞寶，鄧長(zhǎng)江

(1.山東綠潔環(huán)境檢測(cè)有限公司，濟(jì)南 250101； 2.山東省城市供排水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心，濟(jì)南 250000；3.山東省國(guó)合循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心，濟(jì)南 250100)

苯并[a]芘(Bap)是一種公認(rèn)的強(qiáng)致癌物質(zhì)，主要由煤炭、石油、天然氣、木材等不完全燃燒而產(chǎn)生，在土壤、空氣、水等多種環(huán)境介質(zhì)中廣泛存在。水體中苯并[a]芘的主要來(lái)源包括工業(yè)“三廢”排放、降水和儲(chǔ)水槽及管道涂層淋溶等。人體和動(dòng)物攝入該物質(zhì)后，可誘發(fā)皮膚、肺和消化道癌癥，對(duì)健康造成很大威脅［1–2］。我國(guó)國(guó)標(biāo)GB 5749–2006［3］規(guī)定生活飲用水中苯并[a]芘限值為0.000 01 mg／L。

目前苯并[a]芘的檢測(cè)方法主要有乙酰化濾紙層析熒光分光光度法、薄層色譜法、高效液相色譜熒光檢測(cè)器法、氣相色譜法、氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用等方法［4–13］。國(guó)標(biāo)GB／T 5750–2006［9］推薦使用高效液相色譜熒光檢測(cè)器測(cè)定苯并[a]芘，其前處理方法低效繁瑣，液相色譜檢測(cè)器要求為熒光檢測(cè)器，這使生活飲用水中苯并[a]芘的檢測(cè)在實(shí)際操作和儀器配置方面有一定的局限性。筆者研究了高效液相色譜二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)生活飲用水中苯并[a]芘的方法，對(duì)樣品前處理方法和色譜分析條件進(jìn)行了優(yōu)化，該方法具有準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，拓展了液相色譜檢測(cè)器的選擇范圍，滿(mǎn)足GB 5749–2006［3］對(duì)苯并[a]芘的檢測(cè)需求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：LC–20AT型，配備二元泵、脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫箱、LC–Solution色譜工作站、二極管陣列檢測(cè)器(PDA)，日本島津公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE52CS型，上海亞榮生化儀器廠(chǎng)；

溶劑過(guò)濾器：T–50.1L型，天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

超純水機(jī)：FDY1002–UV型，青島富勒姆科技有限公司；

甲醇、環(huán)己烷：HPLC級(jí)，美國(guó)DIKMA公司；

無(wú)水硫酸鈉：優(yōu)級(jí)純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液：20 mg／L，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所；

實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 水樣處理

［9–10］確定水樣的前處理方法。取500 mL均勻水樣置于1 000 mL分液漏斗中，用70 mL正己烷分兩次萃取(40 mL和30 mL)，每次振搖5 min，注意放氣。靜置分層后，棄去水相。合并兩次的正己烷萃取液。用真空泵抽濾使正己烷萃取液通過(guò)覆蓋無(wú)水硫酸鈉的0.45 μm有機(jī)濾膜，于60～70℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，冷卻后，將殘留物溶于甲醇中，定容至1.0 mL，搖勻后過(guò)0.45μm有機(jī)濾膜，待測(cè)。

1.3 色譜條件

色譜柱：C18反相色譜柱(150 mm×4.6 mm，5 μm，日本島津公司)；流動(dòng)相：甲醇–水(體積比為90∶10)；流量：1.0 mL／min；檢測(cè)波長(zhǎng)：295 nm；柱溫：35℃；進(jìn)樣體積：20 μL。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

準(zhǔn)確吸取苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液(20 mg／L) 0.5 mL于50 mL容量瓶中，用甲醇定容，將其作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(0.2 mg／L)。分別準(zhǔn)確吸取不同體積的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用甲醇配制成質(zhì)量濃度分別為0，4，7，15，26，50，70，100 ng／mL的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。采用1.3色譜條件進(jìn)樣分析，以苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

2.1.1 流動(dòng)相與流量

比較了3種流動(dòng)相配比，在甲醇–水體積比為為90∶10，85∶15，80∶20條件下，發(fā)現(xiàn)在甲醇–水體積比為90∶10時(shí)苯并[a]芘和樣品中干擾物能達(dá)到較好的基線(xiàn)分離(見(jiàn)圖1)；在0.5～2.0 mL／min范圍內(nèi)調(diào)整流量，發(fā)現(xiàn)流量為1.0 mL／min時(shí)苯并[a]芘出峰時(shí)間合適，峰形較好(見(jiàn)圖2)。

圖1 甲醇–水體積比為90∶10時(shí)生活飲用水水樣加標(biāo)色譜圖

2.1.2 檢測(cè)波長(zhǎng)

在230，254，270，287，295，296 nm波長(zhǎng)條件下檢測(cè)苯并[a]芘，發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)為295 nm時(shí)苯并[a]芘響應(yīng)值大，且雜質(zhì)干擾小。因此實(shí)驗(yàn)選擇檢測(cè)波長(zhǎng)為295 nm。

2.1.3 進(jìn)樣體積

通過(guò)不同體積進(jìn)樣量比較，發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣體積為20 μL時(shí)，檢測(cè)器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)最低濃度標(biāo)準(zhǔn)樣品(4 ng／mL)苯并[a]芘有響應(yīng)，且峰形較好。

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，確定高效液相色譜二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)苯并[a]芘的最佳色譜條件見(jiàn)1.3，在此條件下苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)樣品(70 ng／mL)的色譜圖見(jiàn)圖2。

圖2 苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液(70 ng／mL)色譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與檢出限

GB 5749–2006［3］規(guī)定生活飲用水中苯并[a]芘限值為0.000 01 mg／L，若取500 mL水樣檢測(cè)，經(jīng)萃取濃縮后定容至1.0 mL，濃縮倍數(shù)500倍。為滿(mǎn)足檢測(cè)判定要求，按1.4繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。苯并[a]芘質(zhì)量濃度x在0～100 ng／mL范圍內(nèi)，其線(xiàn)性回歸方程為f(x)=193.93x+15.56，相關(guān)系數(shù)r=0.999 97。

將濃度已知的樣品測(cè)試的信號(hào)和空白樣品的信號(hào)作對(duì)比，在信噪比為3∶1的條件下得出本方法的檢出限是6 ng／L。若取500 mL水樣測(cè)定，本法最低檢測(cè)質(zhì)量為0.08 ng，定量下限為8 ng／L。因此該方法靈敏度高，滿(mǎn)足分析要求。

2.3 精密度試驗(yàn)

在1.3色譜條件下，將質(zhì)量濃度為50 ng／mL的標(biāo)準(zhǔn)樣品重復(fù)測(cè)定9次，記錄標(biāo)準(zhǔn)樣品苯并[a]芘的峰面積，計(jì)算得苯并[a]芘峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.06%（結(jié)果見(jiàn)表1），表明本方法的精密度良好。

表1 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.4 回收試驗(yàn)

取生活飲用水水樣6份，測(cè)定水樣中苯并[a]芘的含量并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 回收試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，生活飲用水水樣中未檢出苯并[a]芘，水樣的加標(biāo)回收率為88.1%～93.4%，說(shuō)明該方法具有較高的準(zhǔn)確度，滿(mǎn)足分析檢測(cè)要求，適合檢測(cè)生活飲用水中苯并[a]芘。

3 結(jié)語(yǔ)

建立了高效液相色譜二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)生活飲用水中苯并[a]芘的測(cè)定方法，優(yōu)化了樣品前處理方法和檢測(cè)條件，拓展了生活飲用水苯并[a]芘的檢測(cè)方法。與我國(guó)新版國(guó)標(biāo)方法(GB／T 5750–2006)［9］推薦使用的高效液相色譜熒光檢測(cè)器法比較，該法樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單，分離度高，分析時(shí)間短，適用于生活飲用水、地下水和地表水等較清潔水樣中苯并[a]芘的準(zhǔn)確定性定量測(cè)定。

參 考 文 獻(xiàn)

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［4］ GB 11895–1989 水質(zhì) 苯并[a]芘的測(cè)定 乙酰化濾紙層析分光光度法［S］.

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