兩親性聚離子液體膜微萃?。合嗌V－串聯(lián)質(zhì)譜法測定水中5種氯酚

陳曉紅，閔劍青，王 倩，蔡美強，金米聰＊

（1．寧波市疾病預(yù)防控制中心 浙江省微量有毒化學(xué)物健康風(fēng)險評估技術(shù)研究重點實驗室，寧波315010；2．寧波市疾病預(yù)防控制中心 寧波市毒物研究與控制重點實驗室，寧波315010；3．浙江樹人大學(xué) 生物與環(huán)境工程學(xué)院，杭州310015； 4．浙江工商大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，杭州310035）

氯酚（CPs）是常用的殺蟲劑、除草劑和木材防腐劑，在工農(nóng)業(yè)中大量使用，已經(jīng)造成不同程度的環(huán)境污染。CPs具有一定的毒性，經(jīng)口、皮膚接觸等途徑進入體內(nèi)，對生物體具有致癌和致突變作用。美國環(huán)境保護局將CPs列為優(yōu)先控制的污染物，世界衛(wèi)生組織和中國對飲用水中CPs規(guī)定了限量標準。美國環(huán)境保護局規(guī)定美國地表水中2－氯酚、2，4－二氯酚、2，4，6－三氯酚和五氯酚的限量值分別為81，77，1．4，0．27μg·L－1［1］。歐洲環(huán)境署也將 CPs列為優(yōu)先控制污染物［2］。因此，開展CPs的新型檢測方法研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

目前，文獻報道的CPs測定方法主要有氣相色譜法［3－6］、氣 相 色 譜－質(zhì) 譜 法［7－8］和 液 相 色 譜－質(zhì) 譜法［9－11］，試樣的富集凈化 主 要 采 用液－液 萃 ?。?］、固相萃?。?，7－9，11］和固相微萃取［4，6，10］等。液－液萃取消耗溶劑較多，固相萃取和固相微萃取需要專用的萃取小柱和微萃取頭，檢測費用較高。離子液體作為一種新興的萃取分離試劑，已廣泛用于復(fù)雜基質(zhì)的樣品前處理［12－15］。文獻［13］采用離子液體包覆磁性微球，文獻［14］采用離子液體包覆中空纖維膜，文獻［15］采用離子液體富集萃取水中痕量CPs。盡管上述文獻均取得了較好的效果，但均存在離子液體易流失的局限。同時由于各CPs的化學(xué)性質(zhì)存在一定差異，在采用單一性質(zhì)的離子液體時，往往難以兼顧目標物極性差異而引起的萃取回收率波動。本工作采用前期研發(fā)的一種具有較高穩(wěn)定性、重現(xiàn)性的兩親性聚離子液體膜作為固相微萃取材料［16］，采用液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法測定水中4－氯酚（4－CP）、2，4－二氯酚（2，4－DCP）、2，4，5－三氯酚（2，4，5－TCP）、2，3，4，6－四氯酚（2，3，4，6－TeCP）、五氯酚（PCP）的含量，并用于實際水樣中痕量CPs的測定。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

Shimadzu Prominence UFLC XR 型超快速液相色譜儀，配LC－20AD型輸液泵、SIL－20AC型自動進樣器、CTO－20AC型柱溫箱和DGU－20A3型脫氣機、5500型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀和Analyst 1．5．1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；Legend RT 型離心機；KQ－2200型超聲波清洗器；Milli－Q超純水系統(tǒng)；兩親性聚離子液體膜為實驗室自制［16］。

氯酚標準儲備溶液：1．0g·L－1，分別稱取4－氯酚標準品（純度為98%）、2，4－二氯酚標準品（純度為99%）、2，4，5－三氯酚標準品（純度為98%）、2，3，4，6－四氯酚標準品（純度為98%）、五氯酚標準品（純度為98．9%）10．0mg于10mL容量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度。臨用時，采用流動相A逐級稀釋成不同質(zhì)量濃度的混合標準溶液。

甲醇、乙酸、乙酸銨為色譜純，氯化鈉、鹽酸和氨水為優(yōu)級純，試驗用水為超純水。

1．2 儀器工作條件

1）色譜條件 Shim－pack XR－ODS II色譜柱（100mm×2．0mm，2．5μm）；流量為0．45mL·min－1；進樣量為5．0μL；柱溫為40℃。流動相：A為0．005mol·L－1乙酸銨溶液，B為甲醇－乙腈（1＋4）溶液。梯度洗脫程序：0～2．0min時，B由35%升至90%，保持3．5min；5．5～6．5min時，B由90%降至35%，保持1min。

2）質(zhì)譜條件 電噴霧離子源（ESI），負離子掃描；多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式；霧化氣壓力為3．4×105Pa，輔助氣壓力為3．4×105Pa，氣簾氣壓力為2．8×105Pa，碰撞氣壓力為4．1×104Pa；離子源溫度為400℃；掃描時間為50ms；電噴霧電壓為4 500V，碰撞室出口電壓為10．0V，碰撞室入口電壓為10．0V；其余質(zhì)譜參數(shù)［17］見表1，表1中“＊”為定量離子。

表1 質(zhì)譜參數(shù)Tab．1 Mass parameters

1．3 試驗方法

自來水樣品分別采自海曙、江東和本實驗室的管網(wǎng)水，河水樣品分別采自奉化和姚江的5個不同水域。采集后在每升水中立刻加入五水硫酸銅2g和6mol·L－1磷酸溶液5mL，置于4℃冰箱中冷藏，待進一步分析。

移取上述水樣50mL于100mL離心管中，加入面積為10mm2的膜6mg，同時加入氯化鈉5g，用0．1mol·L－1鹽酸溶液或0．1mol·L－1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至pH為5．0，在30℃下超聲萃取5min后，離心分離，棄上清液。然后將聚離子液體膜轉(zhuǎn)移至2mL進樣瓶中，加入0．005mol·L－1氫氧化鈉甲醇溶液（洗脫劑）1．0mL，渦旋振蕩2min，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液為中性，在室溫下經(jīng)氮氣吹干后，用甲醇1．0mL定容，按儀器工作條件進行測定。

2 結(jié)果與討論

2．1 氯化鈉加入量的選擇

試驗考察了氯化鈉溶液的質(zhì)量濃度在200g·L－1以內(nèi)時對CPs萃取回收率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 氯化鈉加入量對CPs萃取回收率的影響Fig．1 Effect of amount of chloride sodium addition on the extraction recovery of CPs

由圖1可知：隨氯化鈉質(zhì)量濃度的增加，CPs的萃取回收率從30%增加到90%左右；當(dāng)氯化鈉質(zhì)量濃度為100～140g·L－1時，CPs的萃取回收率基本保持不變；當(dāng)氯化鈉的質(zhì)量濃度大于160g·L－1時，萃取回收率略有下降。試驗選擇氯化鈉的質(zhì)量濃度為100g·L－1，即50mL水樣中加入氯化鈉5g。

2．2 酸度的選擇

試 驗 考 察 了 pH 為 1．0，2．0，3．0，4．0，5．0，6．0，7．0，8．0，9．0時對 CPs萃取回收率的影響，結(jié)果見圖2。

由圖2可知：pH 為1．0～5．0時，CPs的萃取回收率隨pH的升高而增大；pH為5．0時，CPs的萃取回收率為86．4%～99．1%，這是由于4－CP、2，4－DCP、2，4，5－TCP、2，3，4，6－TeCP和 PCP的pKa為4．74～8．97［17］，在此酸度下膜中咪唑環(huán)中的胺基和CPs中的羥基之間易形成氫鍵，有利于萃取回收率的提高；pH 為6．0～9．0時，CPs的萃取回收率降低。試驗選擇pH為5．0。

圖2 酸度對CPs萃取回收率的影響Fig．2 Effect of acidity on the extraction recovery of CPs

2．3 超聲萃取時間的選擇

按試驗方法考察了不同的超聲萃取時間對水樣中微量CPs萃取回收率的影響。結(jié)果表明：超聲萃取時間為1～5min時，CPs萃取回收率隨超聲時間的增加而增加；超聲萃取時間超過5min時，CPs的萃取回收率基本穩(wěn)定，為86．4%～99．1%。試驗選擇超聲萃取時間為5min。

2．4 萃取溫度的選擇

試驗考察了萃取溫度為10，20，30，40℃時對CPs萃取回收率的影響。結(jié)果表明：隨萃取溫度的升高，CPs的萃取回收率先增加后降低，萃取溫度為10，20，30，40 ℃ 時，CPs的 萃 取 回 收 率 依 次 為86．9%，91．8%，92．7%，91．2%。試驗選擇萃取溫度為30℃。

2．5 洗脫劑的選擇

試驗考察了甲醇、乙醇、乙腈、甲醇（7＋3）溶液和0．005mol·L－1氫氧化鈉甲醇溶液為洗脫劑時對解吸作用的影響。

結(jié)果表明：雖然甲醇、乙醇、乙腈和甲醇（7＋3）溶液在超聲波存在下都能較好地解吸，但解吸速率較慢，而且解吸的回收率不及0．005mol·L－1氫氧化鈉甲醇溶液。試驗選擇0．005mol·L－1氫氧化鈉甲醇溶液作為洗脫劑。

2．6 標準曲線、檢出限和測定下限

按試驗方法對混合標準溶液系列進行測定，并繪制標準曲線。結(jié)果表明：5種氯酚的質(zhì)量濃度均在一定范圍內(nèi)與其對應(yīng)的峰面積呈線性關(guān)系，線性范圍、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)見表2。

以3倍信噪比計算檢出限（3S／N），以10倍信 噪比計算測定下限（10S／N），結(jié)果見表2。

表2 線性范圍、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和測定下限Tab．2 Linearity ranges，linear regression equations，correlation coefficients，detection limits and lower limits of determination

2．7 方法的準確度和精密度

分別在空白自來水樣和空白河水樣中加入一定量的CPs標準溶液，進行準確度和精密度試驗，結(jié)果見表3。

表3 準確度和精密度試驗結(jié)果（n＝6）Tab．3 Results of tests for accuracy and precision（n＝6）

由表3可知：CPs的加標回收率為86．4%～99．1%，日內(nèi)相對標準偏差（RSD）為0．80%～8．2%，日間RSD為1．7%～8．7%。空白自來水樣加標后的色譜圖見圖3。

2．8 樣品分析

按試驗方法對10份自來水和河水樣品進行分析，結(jié)果表明：自來水中均未檢出CPs，河水中檢出23．5ng·L－1PCP，其余均未檢出。

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圖3 空白自來水樣品加標后的MRM色譜圖Fig．3 MRM chromatogram of blank tap water added with mixed standard solution

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