固相萃取-液相色譜/質(zhì)譜法測定水中硝基苯酚類化合物

彭華，趙新娜，王晶晶，吳立業(yè)，朱澤軍，王琪

(河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004)

固相萃取-液相色譜/質(zhì)譜法測定水中硝基苯酚類化合物

彭華，趙新娜*，王晶晶，吳立業(yè)，朱澤軍，王琪

(河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004)

建立了固相萃取-液相色譜/質(zhì)譜測定水中硝基苯酚類化合物的方法。在最優(yōu)條件下，7種硝基苯酚類化合物的分離度較好，目標(biāo)物在0.02～3.00 mg/L范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均>0.998，檢出限為0.007～0.026 μg/L，加標(biāo)回收率為71.1%～95.9%，精密度為7.36%～18.6%。該方法操作簡便、準(zhǔn)確，具有較好的實(shí)用性。

固相萃??；液相色譜/質(zhì)譜法；水樣；硝基苯酚類化合物

硝基苯酚類化合物是一類重要且常用的化工原料，常用于合成炸藥、醫(yī)藥、染料、殺蟲劑和橡膠等[1]，由其造成的環(huán)境污染十分廣泛。硝基苯酚類對(duì)皮膚有強(qiáng)烈刺激作用，并能經(jīng)皮膚和呼吸道吸收，可在水生生物和人體中殘留和濃縮，具有高毒性和致癌性。因此，開展環(huán)境中硝基苯酚類化合物的污染研究具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

目前，水中硝基苯酚類化合物的前處理以液液萃取和固相萃取(SPE)為主。相比于傳統(tǒng)的液液萃取法，SPE 具有選擇性高、方便快速、回收率高、溶劑用量少、重復(fù)性好、便于自動(dòng)化操作等突出優(yōu)點(diǎn)[2]，是一種理想的前處理方式。硝基苯酚類化合物檢測方法則以氣相色譜法(GC)[3-4]、氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)[5-9]和液相色譜法(LC)[10-11]為主，用液相色譜/質(zhì)譜法(LC/MS)測定水中硝基苯酚類化合物的研究則相對(duì)較少。因此，現(xiàn)采用SPE進(jìn)行前處理，嘗試建立LC/MS同時(shí)測定水中7種硝基苯酚類化合物的方法，為水中硝基苯酚類化合物的測定提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

TSQ Quantum Access液相色譜質(zhì)譜儀(Thermo公司，美國)； X bridge Phenyl色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm， Waters公司，美國) ；固相萃取裝置(Supelco 公司，美國)；超純水機(jī)(Millipore公司，美國)；TTL-DC多功能氮吹儀(北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司)；Agilent Bond Elut C18柱(6 mL/500 mg)；Waters HLB 固相萃取柱(6 mL/150 mg) ；氮?dú)? 純度≥99. 999%)。

7種硝基苯酚類化合物混標(biāo)(100 mg/L，AccuStandard公司，美國)，4 ℃以下保存。二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙腈均為色譜純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 分析條件

色譜條件：柱溫35 ℃；流速0.3 mL/min；流動(dòng)相由20%乙腈/80%水(V/V)經(jīng)50 min線性變化至100%乙腈，進(jìn)樣量為10 μL。

質(zhì)譜條件：ESI源；負(fù)離子模式；噴霧電壓3 000 V；鞘氣30 arb；輔助氣10 arb；加熱毛細(xì)管溫度320 ℃；碰撞氣壓力0.2 Pa；離子源裂解(CID)碰撞能量1.2 eV。

1.2.2 樣品采集與保存

采集樣品時(shí)，不能用水樣預(yù)洗采樣瓶，樣品采集后用濃硫酸調(diào)至pH值≤2，并加蓋密封，4 ℃下避光保存。

1.2.3 樣品前處理

固相萃取柱的活化：用5 mL 1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑預(yù)洗HLB柱， 10 mL甲醇分2次活化HLB柱，再用10 mL水分2次活化HLB柱。

地表水、地下水等清潔水樣可直接進(jìn)行萃取。萃取流程為：取1 000 mL水樣加入10 g氯化鈉和10 mL甲醇，混勻后，以5 mL/min速度過已活化的 HLB 柱，用10 mL 1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑分2次洗脫HLB 柱，收集洗脫液并濃縮至1 mL以下，加入乙腈，濃縮定容至1.0 mL，過0.45 μm微孔濾膜，待測。

基體較復(fù)雜的水樣須先進(jìn)行預(yù)處理，然后用濃硫酸調(diào)至pH值≤2，再按清潔水樣萃取流程進(jìn)行萃取。復(fù)雜水樣的預(yù)處理流程為：取1 000 mL 水樣于分液漏斗中，加入60 g氯化鈉，加入適量氫氧化鈉調(diào)節(jié)水樣pH值≥13；加入1:2(V/V)二氯甲烷-正己烷混合溶劑150 mL進(jìn)行萃取，振搖后靜止分層，棄去有機(jī)相，保留水相，即為預(yù)處理后的水樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 固相萃取條件優(yōu)化

2.1.1 固相萃取柱的選擇

考察了 C18柱和HLB柱對(duì)硝基苯酚類化合物的萃取效率，結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示，HLB柱對(duì)硝基苯酚類化合物的萃取效率明顯優(yōu)于C18柱。因此，選擇HLB柱作為萃取柱。

1. 對(duì)硝基苯酚；2. 3-甲基-4-硝基苯酚；3. 2,6-二硝基苯酚；4. 4,6-二硝基鄰甲酚；5. 2,4,6-三硝基苯酚；6. 2,4,6-三硝基間苯二酚；7. 2-環(huán)己基-4,6-二硝基苯酚。圖1 不同萃取柱對(duì)硝基苯酚類的萃取效率

2.1.2 洗脫劑的選擇

固定其他條件，選擇甲醇、二氯甲烷和1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑作為洗脫劑，考察不同洗脫劑對(duì)硝基苯酚類化合物回收率的影響，結(jié)果見圖2，圖中橫坐標(biāo)各數(shù)字對(duì)應(yīng)化合物同圖1。由圖2可知，1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑作洗脫劑時(shí)，目標(biāo)物的回收率最高。故選擇1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑作為洗脫劑。

圖2 不同洗脫劑對(duì)硝基苯酚類的回收率

2.1.3 洗脫劑使用量

在保證較好回收率的前提下，洗脫劑用量應(yīng)盡可能小。在其他條件相同時(shí)，考察了不同體積洗脫劑(2，5，8，10和15 mL)對(duì)目標(biāo)物回收率的影響，結(jié)果見圖3。由圖3可見，在洗脫劑達(dá)到10 mL時(shí)，目標(biāo)物的回收率趨于穩(wěn)定。故選擇洗脫劑的使用量為10 mL。

圖3 淋洗曲線

2.2 質(zhì)譜圖

在最優(yōu)的固相萃取和質(zhì)譜條件下，7種硝基苯酚類化合物的質(zhì)譜TIC圖和特征離子峰圖見圖4(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)。由圖4可見，7種硝基苯酚類化合物的分離度較好。

2.3 方法性能

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

配置7種硝基苯酚類化合物質(zhì)量濃度為0.02，0.10，0.50，1.00，2.00和3.00 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，進(jìn)樣分析。對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行線性擬合，得7種硝基苯酚類化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線見表1。結(jié)果表明，7種硝基苯酚類化合物在質(zhì)量濃度0.02～3.00 mg/L范圍內(nèi)均線性良好，相關(guān)系數(shù)均>0.998。

圖 4 硝基苯酚類物質(zhì)混標(biāo)質(zhì)譜TIC圖和特征離子峰譜圖

對(duì)濃度值為估計(jì)方法檢出限值2～5倍的樣品進(jìn)行7次平行測定，根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2010)[12]附錄A中公式A.1計(jì)算出方法檢出限為0.007～0.026 μg/L(見表1)。

表1 硝基苯酚類化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限及精密度

2.3.2 精密度

在超純水中添加不同濃度的目標(biāo)物，使其濃度為低(0.04～0.10 μg/L)、中(0.20～0.50 μg/L)和高(0.40～1.00 μg/L)3種水平，測定6個(gè)平行樣品，結(jié)果見表1。由表1可見，目標(biāo)物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)為7.36%～18.6%，符合精密度的測定要求。

2.3.3 實(shí)際樣品測定及加標(biāo)回收率

采集地表水、地下水和石油化工廢水，檢測其中7種硝基苯酚類化合物的濃度，并進(jìn)行加標(biāo)回收率的測定。地表水和地下水中各目標(biāo)物均未檢出，工業(yè)廢水中僅2,4,6-三硝基間苯二酚、2,4,6-三硝基苯酚和4,6-二硝基鄰甲酚有檢出，對(duì)應(yīng)質(zhì)量濃度分別為0.8 ，1.1 和0.6 μg/L。實(shí)際水樣中目標(biāo)物的加標(biāo)回收率為71.1%～95.9%(見表2)，能夠滿足實(shí)際需要。

表2 實(shí)際水樣中硝基苯酚類化合物的加標(biāo)回收率① %

①地表水、地下水和工業(yè)廢水中的加標(biāo)質(zhì)量濃度分別為0.20～0.50，0.04～0.10和0.40～1.00 μg/L。

3 結(jié)語

建立了固相萃取-液相色譜/質(zhì)譜法測定7種硝基苯酚類化合物的方法，考察了不同固相萃取柱、洗脫溶劑種類及體積等影響因素，確定采用HLB色譜柱、1:2(V/V)的二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶劑作為洗脫劑且用量10 mL為最優(yōu)SPE條件。在優(yōu)化條件下，7種硝基苯酚類化合物的分離度較好，各目標(biāo)物化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性較好，檢出限為0.007 ～0.026 μg/L，實(shí)際樣品的加標(biāo)回收率為71.1%～95.9%，精密度RSD 為7.36%～18.6%。該方法具有較好的分離效果，方法的精密度、準(zhǔn)確度較好，滿足水樣中硝基苯酚類化合物的監(jiān)測要求。

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Determination of Nitrophenols in Water by Solid Phase Extraction and Liquid Chromatography-Mass Spectrometry

PENG Hua, ZHAO Xin-na*, WANG Jing-jing, WU Li-ye, ZHU Ze-jun，WANG Qi

(He’nanEnvironmentMonitoringCenter,Zhengzhou,He’nan450004,China)

A method based on solid phase extraction coupled with liquid chromatography-mass spectrometry was established for the determination of nitrophenols in water. Under the optimum experimental conditions, 7 kinds of nitrophenols can be separated completely. The linearity of the regression equations was excellent. The limits of detection were from 0.007 to 0.026 μg/L. The recoveries were in the range of 71.1%～95.9%. The relative standard deviations were between 7.36% and 18.6%. The method is simple, accurate and practical.

Solid phase extraction; Liquid chromatography-mass spectrometry; Water; Nitrophenols

10.3969/j.issn.1674-6732.2017.03.007

2017-01-17；

2017-03-07

國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(八六三計(jì)劃，2013AA06A308)

彭華(1967—)，女，高級(jí)工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測工作。

*通訊作者：趙新娜 E-mail：357067273@qq.com

X832；O657.7+2

B

1674-6732(2017)03-0031-04