固相萃取-高效液相色譜法測(cè)地表水中11種酚類化合物

葛 璇，李海濱，張厚勇

濟(jì)南市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，山東 濟(jì)南 250014

固相萃取-高效液相色譜法測(cè)地表水中11種酚類化合物

葛 璇，李海濱，張厚勇

濟(jì)南市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，山東 濟(jì)南 250014

建立了固相萃取-高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定地表水中11種酚類化合物的方法。水樣經(jīng)過全自動(dòng)固相萃取儀富集，以HLB柱為萃取柱，乙腈(含1%乙酸)為洗脫劑，用高效液相色譜儀分析定量。該方法在0.5～5.0 mg/L范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為0.999 6～0.999 9，11種酚類化合物的純水加標(biāo)回收率為82.0%～111%，地表水加標(biāo)回收率為98.5%～116%，精密度為3.58%～4.67%，檢出限為1×10-4～5×10-4mg/L，該方法簡(jiǎn)單實(shí)用、準(zhǔn)確可靠，可用于地表水中酚類化合物的同時(shí)測(cè)定。

固相萃??；高效液相色譜法；地表水；酚類化合物

酚類化合物是煉焦、造紙等工業(yè)廢水的主要污染物質(zhì)，在生活污水、天然水和飲用水中普遍存在[1]，是造成環(huán)境污染的主要原因之一。酚類化合物是第二大環(huán)境污染物，幾乎對(duì)所有生物均有毒殺作用[2]。研究顯示，2，4-二氯酚、五氯酚等酚類化合物具有雌激素的特性，在環(huán)境中難以降解，易于在生物體內(nèi)蓄積，即使含量極低也能使生物內(nèi)分泌失調(diào)，具有致癌、致畸、致基因突變的潛在毒性[3]。

USEPA公布的129項(xiàng)優(yōu)先控制污染物中有11項(xiàng)是酚類化合物(苯酚、2-氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、五氯酚、對(duì)硝基酚、鄰硝基酚、2，4-二硝基苯酚、2，4-二甲基苯酚、對(duì)-氯-間甲苯酚、4，6-二硝基-對(duì)-甲苯酚)，中國(guó)優(yōu)先控制污染物黑名單[4]中也有6項(xiàng)酚類化合物(苯酚、間甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚、對(duì)硝基酚)，因此，建立水中酚類化合物快速準(zhǔn)確的分析方法具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

目前酚類化合物的分析方法一般有4-氨基安替比林分光光度法[5-7]、氣相色譜法[8-9]和液相色譜法[10-11]等。4-氨基安替比林分光光度法溶劑使用量大，蒸餾時(shí)間長(zhǎng)，富集效果差，易造成二次污染[12]；氣相色譜法測(cè)定酚類化合物，需要進(jìn)行多次液-液萃取和衍生化反應(yīng)，操作過程較為繁瑣；而高效液相色譜(HPLC)法適用于檢測(cè)分子量較大、 沸點(diǎn)高、 熱穩(wěn)定性差的有機(jī)物，彌補(bǔ)了氣相色譜法的不足[13]，可對(duì)酚類化合物進(jìn)行直接測(cè)定，無需進(jìn)行衍生化反應(yīng)，且分離度好，靈敏度高，另外，固相萃取法與傳統(tǒng)的液-液萃取法相比具有有機(jī)溶劑用量少、對(duì)環(huán)境污染小、不發(fā)生乳化現(xiàn)象、自動(dòng)化程度高、節(jié)省人工、萃取效率高等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境分析中得到了廣泛應(yīng)用[14]。因此，研究選擇固相萃取富集，通過高效液相色譜儀對(duì)地表水中11種酚類化合物進(jìn)行分析(苯酚、對(duì)硝基苯酚、2-氯苯酚、2，4-二硝基苯酚、鄰硝基苯酚、2，4-二甲基苯酚、4-氯-3-甲基苯酚、2，4-二氯苯酚、4，6-二硝基鄰甲酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚)，操作過程簡(jiǎn)便、快捷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，該方法對(duì)水中酚類化合物的檢測(cè)具有一定的參考價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器與配件

LC-20A型高效液相色譜儀(日本)；全自動(dòng)固相萃取儀；N-EVAP112型氮吹儀(美國(guó))；C18液相色譜柱(250 mm×4.6 mm×5 μm，美國(guó))； HLB固相萃取柱(200 mg，6 mL，美國(guó))；C18固相萃取柱(500 mg，6 mL，日本)；活性炭固相萃取柱(500 mg，6 mL，美國(guó))；SAX固相萃取柱(500 mg，6 mL，美國(guó))。

1.1.2 主要試劑

甲醇、乙腈、二氯甲烷、丙酮(農(nóng)殘級(jí)，德國(guó))；Millipore超純水；冰乙酸(優(yōu)級(jí)純)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

采用HLB固相萃取柱，依次用10 mL甲醇、純水活化。取1L水樣，加入乙酸調(diào)節(jié)pH為1～2，設(shè)置固相萃取條件，使水樣以10 mL/min速度通過固相萃取柱，之后再用10 mL純水淋洗柱，淋洗完畢后用氮?dú)獯蹈?，最后?0 mL乙腈(含1%乙酸)洗脫，待測(cè)。

1.2.2 液相色譜條件

C18液相色譜柱(250 mm×4.6 mm×5 μm，美國(guó))，進(jìn)樣量為10 μL；柱溫為38 ℃；流速為1 mL/min；梯度洗脫，洗脫程序見表1。

表1 液相色譜梯度條件

注：“—”表示停止洗脫。

在此液相色譜梯度洗脫條件下，用二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，得到11種酚類化合物的保留時(shí)間和最佳檢測(cè)波長(zhǎng)，見表2。

表2 酚類化合物的保留時(shí)間和檢測(cè)波長(zhǎng)

2 結(jié)果與分析

2.1 固相萃取條件優(yōu)化

以11種酚類化合物的回收率作為最優(yōu)化固相萃取條件的選擇依據(jù)，分別研究了固相萃取柱、樣品pH、洗脫溶劑、洗脫溶劑體積、氮?dú)鉂饪s回收率5個(gè)實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)。取1L水樣，加入乙酸調(diào)節(jié)pH，分別加入11種酚類化合物的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使水中11種酚類化合物質(zhì)量濃度均為10 μg/L。設(shè)定不同的固相萃取條件進(jìn)行萃取。

2.1.1 不同固相萃取柱的優(yōu)選

分別選擇HLB固相萃取小柱、C18柱、活性炭柱、SAX柱，按照相應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行前處理，經(jīng)測(cè)定后所得結(jié)果見圖1。由圖1看出，用HLB柱進(jìn)行固相萃取時(shí)得到11種酚類化合物的回收率均較高，且11種酚類的平均回收率最高，因此選擇HLB固相萃取柱。

圖1 不同固相萃取柱萃取11種酚類化合物的回收率

2.1.2 不同pH的優(yōu)選

用乙酸分別調(diào)節(jié)6個(gè)平行水樣的pH為6～7、5～6、4～5、3～4、2～3、1～2，按照相應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行前處理，經(jīng)測(cè)定后所得結(jié)果見圖2。由圖2看出，11種酚類化合物的回收率隨著pH的降低而升高，當(dāng)pH為1～2時(shí)達(dá)到最大值，因此選擇待測(cè)樣品pH為1～2。

圖2 不同pH時(shí)萃取11種酚類化合物的回收率

2.1.3 不同洗脫試劑的優(yōu)選

分別選擇二氯甲烷、二氯甲烷-丙酮(體積比為1∶1)、乙腈、乙腈(含1%乙酸)作為固相萃取的洗脫試劑，按照相應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行前處理，經(jīng)測(cè)定后所得結(jié)果見圖3。由圖3看出，含1%乙酸的乙腈萃取11種酚類化合物的回收率最好，平均回收率最高。因此，選擇乙腈(含1%乙酸)作為最佳洗脫試劑。

圖3 不同洗脫試劑萃取11種酚類化合物的回收率

2.1.4 洗脫體積的優(yōu)化

分別選擇2、4、6、8、10 mL乙腈(含1%乙酸)對(duì)固相萃取柱進(jìn)行洗脫，按照相應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行前處理，經(jīng)測(cè)定后所得結(jié)果見圖4。由圖4看出，11種酚類化合物的回收率隨著洗脫體積的增加而逐漸增大，當(dāng)達(dá)到10 mL后11種酚類化合物的回收率達(dá)到最大，且均在85%以上，考慮到節(jié)省溶劑，不再采用更多體積的試劑進(jìn)行洗脫，因此選擇優(yōu)化洗脫體積為10 mL。

圖4 不同洗脫體積時(shí)11種酚類化合物的回收率

2.1.5 氮吹回收率驗(yàn)證

對(duì)11種酚類化合物進(jìn)行氮吹回收率的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過氮?dú)鉂饪s后，11種酚類化合物的回收率為70.8%～73.8%，因此為保證回收率，確定不對(duì)固相萃取洗脫液進(jìn)行氮吹濃縮。

綜上，11種酚類化合物的最佳固相萃取條件為水樣pH為1～2，采用HLB固相萃取柱，上樣速度為10 mL/min，洗脫試劑為乙腈(含1%乙酸)，洗脫體積為10 mL。在此固相萃取條件下，這11種酚類化合物可以獲得滿意的回收率。

2.2 方法評(píng)價(jià)

2.2.1 線性方程和檢出限

利用優(yōu)化后的固相萃取條件和儀器分析條件，測(cè)定質(zhì)量濃度為0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L的11種酚類化合物的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，各目標(biāo)物的檢出限以10倍信噪比計(jì)算，所得結(jié)果見表3。

表3 11種酚類化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)和檢出限

2.2.2 回收率和精密度

配制質(zhì)量濃度為10 μg/L的11種酚類化合物純水加標(biāo)平行水樣6份，并對(duì)地表水進(jìn)行相同濃度的加標(biāo)，經(jīng)過前處理后測(cè)定，所得結(jié)果見表4，由表4數(shù)據(jù)可知，11種酚類化合物的純水加標(biāo)回收率均為82.0%～111%，地表水加標(biāo)回收率均為98.5%～116%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，說明11種酚類化合物的加標(biāo)回收率和精密度較好，該方法準(zhǔn)確可靠。

表4 11種酚類化合物的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 %

2.3 實(shí)際樣品分析

選取濟(jì)南市鵲山水庫(kù)水、臥虎山水庫(kù)水、錦繡川水庫(kù)水、玉清水庫(kù)水、黃河水進(jìn)行11種酚類化合物的殘留分析，結(jié)果表明這11種酚類化合物的質(zhì)量濃度均小于檢出限，說明在該地區(qū)這11種酚類化合物污染水平較低。

3 結(jié)論

建立了固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定地表水中11種酚類化合物的高通量檢測(cè)方法：樣品通過HLB固相萃取柱富集，用10 mL乙腈(含1%乙酸)洗脫，然后用高效液相色譜儀進(jìn)行定性定量分析。11種酚類化合物的純水加標(biāo)回收率為82.0%～111%，地表水加標(biāo)回收率為98.5%～116%，精密度為3.58%～4.67%，檢出限為1×10-4～5×10-4mg/L，線性方程的相關(guān)系數(shù)均大于0.999 5。采用該方法對(duì)濟(jì)南市的水庫(kù)水和黃河水進(jìn)行檢測(cè)，均未檢出11種酚類化合物。

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Determination of Eleven Phenolic Compounds in Surface Water by Solid-Phase Extraction and High Performance Liquid Chromatography

GE Xuan, LI Haibin, ZHANG Houyong

Jinan Environmental Monitoring Centre,Jinan 250014,China

A high performance liquid chromatography (HPLC) method was established for the determination of eleven phenolic compounds in surface water. The sample was enriched with solid-phase extraction column, extracted with acetonitrile (1% acetic acid) and then analyzed by HPLC. Under the optimal conditions，good linearities were obtained in the range of 1×10-4-5×10-4mg/L with correlation coefficients of 0.999 6-0.999 9.The recoveries of eleven phenolic compounds of pure water and surface water were 82.0%-111% and 98.5%-116%.The relative standard deviations ranged from 3.58%to 4.67%.The limits were 1×10-4-5×10-4mg/L. The method was easy and reliable. It can be used to determinate the phenolic compounds in surface water at the same time.

solid-phase extraction；HPLC；surface water；phenolic compounds

2015-03-29;

2015-04-28

葛 璇(1985-)，女，山東兗州人，碩士，工程師。

X832.02

A

1002-6002(2016)02- 0100- 04