高效液相色譜法測定土壤中醛、酮類化合物的方法驗證

孔凡亭 王坤 趙芳輝 江浩明

摘 要：本研究對《土壤和沉積物 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》（HJ 997—2018）中的土壤醛、酮類化合物測定方法進行了驗證。結(jié)果表明，各項目在0～1.50μg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均≥0.999。實驗室測定土壤醛、酮類化合物的檢出限滿足該方法要求;相對偏差為4.9%～16.7%，均小于標準要求的45%;加標回收率在68.4%～85.8%（丙酮為43.2%），滿足標準規(guī)定的醛類化合物回收率范圍45%～120%，丙酮回收率范圍40%～100%的要求。結(jié)果確認實驗室具備開展此方法檢測土壤醛、酮類化合物的能力。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜;土壤醛、酮類化合物;方法驗證

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）28-0133-05

Determination of Aldehydes and Ketones in Soil by High

Performance Liquid Chromatography

KONG Fanting WANG Kun ZHAO Fanghui JIANG Haoming

（Shandong Jiayu Test Technology Co.， Ltd.，Zibo Shandong 255086）

Abstract： This study verified the determination methods of soil aldehydes and ketones in "Soil and Sediment， Determination of Aldehydes and Ketones， High Performance Liquid Chromatography" （HJ 997—2018）. The results showed that the linearity of each item was good in 0～1.50μg/mL， and the correlation coefficient was ≥0.999. The detection limits of soil aldehydes and ketones in the laboratory met the requirements of the method; the relative deviation was 4.9% to 16.7%， which was less than 45% of the standard requirements; the recoveries of the standard addition were 68.4% to 85.8% （43.2% of acetone） The aldehyde compound recovery rate that met the standard range was 45% to 120%， and the acetone recovery rate ranged from 40% to 100%. The results confirmed that the laboratory had the ability to carry out this method to detect soil aldehydes and ketones.

Keywords： high performance liquid chromatography;soil aldehydes and ketones;method validation

醛、酮類化合物是重要的污染物之一。該類化合物大多具有刺激性和毒性，對人的眼睛、鼻子、皮膚、肺和呼吸道有強烈刺激作用，且有致癌、致畸、致突變作用[1，2]。研究表明，高濃度的甲醛環(huán)境對老鼠有致癌作用，甲醛容易與細胞親核物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，導致DNA損傷，甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有損害，長期吸入含甲醛的空氣可導致慢性呼吸道疾病。其他的一些醛、酮類化合物，尤其是丙烯醛和丙醛，即使在濃度很低的情況下也可引起眼睛、皮膚和上呼吸道黏膜刺激作用，且丙烯醛是EPA優(yōu)先控制污染物[3]。目前，土壤中未發(fā)現(xiàn)大量產(chǎn)生醛、酮類污染物的天然來源，土壤中的醛、酮類污染物主要是人類生產(chǎn)活動造成的。印染、制藥、農(nóng)藥生產(chǎn)和化工等企業(yè)大量使用醛、酮類化合物，運輸儲存過程中泄露的污染物和排放的廢水進入土壤，這是醛、酮類化合物重要的污染來源[4]。此外，大氣中甲醛、乙醛、丙酮和苯甲醛等化合物時有檢出，這些污染物隨干、濕沉降進入土壤，也是土壤醛、酮類化合物重要的污染來源[5]。

為了推進《土壤污染防治行動計劃》的實施，我國越來越重視土壤環(huán)境污染治理。我國于2018年12月26日首次發(fā)布了《土壤和沉積物 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》（HJ 997—2018）。為提高環(huán)境檢測能力，擴大業(yè)務(wù)范圍，本實驗室將該方法納入資質(zhì)認定范圍，依據(jù)《檢驗檢測機構(gòu)通用要求》（RB/T 214—2017）和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域補充要求的規(guī)定，從檢出限、精密度、準確度等三方面對該方法在本實驗室的應(yīng)用進行了方法驗證[1]。

1 材料和方法

1.1 原理

土壤和沉積物樣品用醋酸-醋酸鈉溶液振蕩提取，提取液中醛、酮類化合物在一定溫度和pH值下與2，4-二硝基苯肼（DNPH）發(fā)生衍生化反應(yīng)，生成穩(wěn)定的腙類化合物，經(jīng)萃取濃縮后，用高效液相色譜分離并用紫外檢測器檢測，根據(jù)保留時間定性，采用外標法定量。

1.2 試驗儀器與試劑耗材

試驗儀器如表1所示，所有儀器性狀良好。試劑耗材如表2所示，除表2所列之外，還包括一般實驗室常用

儀器和設(shè)備，包括60mL具聚四氟乙烯-硅膠襯墊螺旋蓋的棕色廣口玻璃瓶，200mL提取瓶，200mL平底燒瓶。

1.3 試驗步驟

1.3.1 樣品采集和保存。按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166—2004）的相關(guān)規(guī)定進行土壤樣品的采集和保存。用鐵鏟將樣品盡快采集至60mL具聚四氟乙烯-硅膠襯墊螺旋蓋的棕色廣口玻璃瓶中，并填滿?？焖偾宄魳悠菲柯菁y及外表面上黏附的樣品，密封樣品瓶，避光保存。4℃以下冷藏，5d內(nèi)完成衍生和萃取，衍生化提取物在7d內(nèi)分析完畢。

1.3.2 樣品的制備。去除土壤樣品中的石子、葉片等異物，稱取10.0g樣品于200mL提取瓶中，同時稱取另一份樣品用于測定干物質(zhì)含量。樣品經(jīng)過提取、衍生、萃取和濃縮后進行分析。

1.3.3 標準曲線的配置。分別移取適量的醛酮類-DNPH標準溶液于10mL容量瓶中，用乙腈定容，混勻，配制成濃度為0.03、0.075、0.15 、0.30 、0.75、1.50μg/mL的標準系列。使用自動進樣器進樣。

1.3.4 儀器分析測試條件。儀器開機調(diào)試，儀器參數(shù)如表3所示。

2 結(jié)果

2.1 線性范圍

以色譜響應(yīng)值為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線。15種醛、酮類腙衍生物的標準曲線匯總?cè)绫?所示。數(shù)據(jù)表明，各項目的在濃度范圍0～1.5μg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)在0.999 75～0.999 99，均在0.999以上。

2.2 方法檢出限、測定下限的測定

按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術(shù)導則》（HJ 168—2010）相關(guān)規(guī)定，空白試驗中未檢出各目標化合物。本驗證方法配置了7份平行空白加標樣品，各目標化合物均為100μg/kg，經(jīng)過固相萃取提取，根據(jù)樣品的分析步驟進行測定，重復[n]（[n]≥7）次試驗，計算7次平行測定的標準偏差，按照式（1）計算方法檢出限，匯總結(jié)果如表5所示。

[MDL=t（n-1，0.99）×S]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中，[MDL]為方法檢出限;[n]為樣品的平行測定次數(shù);[t]為自由度為[n]-1、置信度為99%時的[t]分布（單側(cè)）;[S]為[n]次平行測定的標準偏差。

其中，當自由度為6時，置信度為99%的[t]值取3.143。

由表5分析可以得出，測定土壤醛、酮類化合物的檢出限均小于或等于《土壤和沉積物 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》（HJ 997—2018）方法規(guī)定的檢出限，滿足該方法的測定要求。

2.3 方法精密度和準確度

2.3.1 空白加標樣品。實驗室對高、中、低三個濃度水平的醛、酮類化合物加標土壤進行了精密度和準確度測試（稱取10.0g石英砂代替樣品，按照試樣制備方法制備空白試樣），每個濃度水平配置了6份平行樣品（[n]=6），用固相萃取法處理提取液。分別計算不同濃度樣品的平均值、最大值、最小值、相對偏差和加標回收率等各項參數(shù)，取該組數(shù)據(jù)中最大值與最小值計算相對偏差，即為該組數(shù)據(jù)存在的最大相對偏差。按照式（2）計算相對偏差，結(jié)果數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

[RD=|A-B||A+B|×100%]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中，[RD]為相對偏差;[A]為同一樣品平行測定結(jié)果的最大值;[B]為同一樣品平行測定結(jié)果的最小值。

高效液相色譜法測定土壤中醛、酮類化合物的甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、異戊醛、正戊醛、鄰-甲基苯甲醛、間-甲基苯甲醛、對-甲基苯甲醛、正己醛、2，5-二甲基苯甲醛的最大相對偏差分別為13.4%、9.6%、14.3%、16.6%、9.2%、15.9%、11.7%、12.2%、16.8%、16.8%、15.9%、17.1%、17.5%、17.6%、17.3%，滿足精密度的測定要求。加標回收率范圍為41.6%～94.9%，滿足標準規(guī)定的醛、酮類化合物回收率范圍要求。

2.3.2 實際土壤樣品。實驗室對某地實際土壤樣品進行加標，對醛、酮類化合物進行精密度和準確度測試。每份土壤樣品均勻分成6份（[n]=6），用固相萃取法處理提取液。結(jié)果數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。高效液相色譜法測定土壤醛、酮類化合物的最大相對偏差范圍為4.9%～16.7%，滿足精密度測定結(jié)果相對偏差≤45%的要求;加標回收率范圍為68.4%～85.8%（丙酮回收率為43.2%），滿足標準中醛類化合物回收率應(yīng)在45%～120%，丙酮回收率應(yīng)在40%～100%的規(guī)定。

3 結(jié)論

本實驗室對《土壤和沉積物 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》（HJ 997—2018）中的15種醛、酮類化合物進行了測定方法驗證，測定了方法檢出限、精密度、準確度等特征值，并對實際土壤樣品進行了精密度和準確度驗證。結(jié)果表明，本實驗室用高效液相色譜法測定的土壤中醛、酮類化合物的各項結(jié)果均滿足該方法的要求，確認本實驗室具備用該方法檢測土壤醛、酮類化合物的能力。

參考文獻：

[1]Grosjean D，Williams E L，Grosjean E.Atmospheric chemistry of isoprene and of its carbonyl products[J].Environmental Science and Technology，1993（55）：830-840.

[2]Andreini B P，Baroni R，Galimberti E，et al.Aldehydes in the atmospheric environment：evaluation of human exposure in the north-west area of Milan[J].Microchemical Journal，2000（1）：11-19.

[3]National Research Council.Formaldehyde and other aldehydes[M].Washington D.C.：National Academy Press，1981.

[4]李利榮，吳宇峰，張玉惠，等.液相色譜法測定環(huán)境中醛酮類化合物定量方法探討[J].工業(yè)水處理，2019（5）：88-91.

[5]李利榮，關(guān)玉春，吳宇峰，等.2，4-二硝基苯肼衍生-固相萃取-液相色譜法測定環(huán)境固體基質(zhì)中15種醛酮類羰基化合物的含量[J].理化檢驗-化學分冊，2018（7）：841-846.