在線凝膠滲透色譜-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定水中二異丙基萘、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸(2-乙基)己酯

榮維廣， 梁思慧， 楊 潤(rùn)， 吉文亮， 劉華良， 宋寧慧

(1.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，江蘇南京 210009；2.東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇南京 210009；3.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京 210042)

水是人類(lèi)賴以生存和發(fā)展的最重要資源之一。因此，水資源中存在的有毒有害污染物可能會(huì)從各方面進(jìn)入人體，并危害人體健康[1]。二異丙基萘(DIPN)在制造無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的染料溶劑時(shí)作為多氯聯(lián)苯的替代品而被大量使用，但是在造紙及紙制品回收利用的過(guò)程中會(huì)隨著工業(yè)廢水的排放而進(jìn)入水體[2]。Lovekamp-Swan等[3]發(fā)現(xiàn)DIPN對(duì)女性的生殖系統(tǒng)有毒性作用；Motoharu等[4]研究表明，環(huán)境沉積物中 DIPN的污染趨勢(shì)與多氯聯(lián)苯的污染趨勢(shì)相似。美國(guó)將DIPN作為一種農(nóng)藥進(jìn)行限量規(guī)定，并在2012年降低了其在動(dòng)植物制品中的限量標(biāo)準(zhǔn)[5]。鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸(2-乙基)己酯(DEHP)均是我國(guó)城市水環(huán)境中最主要的風(fēng)險(xiǎn)因子。人們長(zhǎng)期大量地?cái)z入可能會(huì)導(dǎo)致生殖系統(tǒng)異常，甚至有造成畸胎、引發(fā)癌癥的危險(xiǎn)[6]。美國(guó)國(guó)家毒理規(guī)劃署(NTP)通過(guò)志愿者試驗(yàn)顯示反復(fù)接觸小劑量DEHP對(duì)人體具有后期致突變效應(yīng)[7]。張璐璐等[8]研究表明我國(guó)城市水環(huán)境中的塑化劑濃度多數(shù)都高于8.00 μg/L，超過(guò)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[9]中的限值規(guī)定。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)DIPN、DBP和DEHP的檢測(cè)分析大多采用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，檢測(cè)方法均為三種物質(zhì)的單獨(dú)檢測(cè)或是對(duì)其中兩種物質(zhì)的同時(shí)檢測(cè)。Motoharu等[4]用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)了空氣、環(huán)境水、沉積物、生物樣品中的DIPN；Zhang等[10]研制了一種氣相色譜-離子阱串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，用于測(cè)定美國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的食品和紙質(zhì)包材中DIPN和DBP；賀濤等[11]利用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)對(duì)珠江流域飲用水源中塑化劑進(jìn)行檢測(cè)；郭偉鵬等[12]運(yùn)用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)調(diào)查了廣東省內(nèi)的 77 家飲用水生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的100批次的包裝飲用水中 16種塑化劑的含量。本研究建立了液-液萃取同時(shí)提取水樣中DIPN、DBP和DEHP 3種目標(biāo)化合物，經(jīng)在線凝膠色譜(GPC)富集凈化，程序升溫-大體積進(jìn)樣口(PTV-LVI)進(jìn)樣，氣相色譜/質(zhì)譜(GC-MS)同時(shí)檢測(cè)。該方法分析周期短，穩(wěn)定可靠，適合于水中DIPN、DBP和DEHP的同時(shí)快速分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Prep-Q2010 GPC-GC/MS儀(日本，Shimadzu公司)；R-210旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)儀(BUCHI)；DHG-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)；玻璃微量注射器(Hamilton Company)。

標(biāo)準(zhǔn)品：二異丙基萘(Di-isopropylnaphthalene，DIPN)(同分異構(gòu)體混合物)采購(gòu)自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，純度為99.00%；鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutylphthalate，DBP)采購(gòu)自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，純度為99.40%；鄰苯二甲酸(2-乙基)己酯(Bis(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP)采購(gòu)自SUPELCO公司，純度為99.90%。內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品：二乙基萘(2，6-Diethylnaphthalene，DEN)采購(gòu)自ALDRICH公司，純度為97.00%；氘代鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutylphthalate D4，DBP-D4)采購(gòu)自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，純度為98.5%；氘代鄰苯二甲酸(2-乙基)己酯(Bis(2-ethylhexyl)phthalate D4，DEHP-D4)采購(gòu)自AccuStandard公司，純度為99.7%。將3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)DIPN、DBP和DEHP配制成濃度為100 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用溶液；將3種內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)DEN、DBP-D4和DEHP-D4配制成濃度為100 μg/L混合內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用溶液。環(huán)己烷、丙酮、二氯甲烷、正己烷均為色譜純(Merck公司)；NaCl、無(wú)水Na2SO4為分析純(南京化學(xué)試劑有限公司)；依云水(法國(guó))。

1.2 供試樣品

采集了三個(gè)城市出廠水水樣共10份；江河湖泊水樣共23份(包括太湖水樣5份，玄武湖水樣5份，秦淮河水樣4份，夾江水樣2份，長(zhǎng)江水樣5份，寧波東錢(qián)湖水樣2份)；三個(gè)城市末梢水水樣共6份；包裝飲用水水樣共8份。

1.3 儀器條件及方法

1.3.1 在線凝膠滲透色譜(GPC)凝膠色譜柱:Shodex CLNpak EV-200AC(150 mm×2 mm)；流動(dòng)相：丙酮-環(huán)己烷(3∶7，V/V)，流速為0.1 mL/min；柱溫為40 ℃；進(jìn)樣量10 μL。

1.3.2 氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)色譜柱：惰性石英毛細(xì)管柱(5 m×0.53 mm，美國(guó)Agilent公司)，預(yù)柱為DB-5MS石英毛細(xì)管柱(5 m×0.25 mm×0.25 μm，美國(guó)Agilent公司)，分析柱為DB-5MS(25 m×0.25 mm×0.25 μm，美國(guó)Agilent公司)；色譜柱升溫程序：起始溫度為82 ℃，保持5 min后以8 ℃/min速率程序升溫至300 ℃，保持5 min。載氣為氦氣，純度大于等于99.999%；進(jìn)樣口：程序升溫-大體積進(jìn)樣口(PTV-LVI)，升溫程序：起始溫度為120 ℃，保持5.0 min，再以100 ℃/min升溫至280 ℃；保持33.4 min，不分流進(jìn)樣；載氣總流量30 mL/min；隔墊吹掃流量5 mL/min；柱流量1.75 mL/min；進(jìn)樣口壓力：120 kPa。

電子轟擊源(EI)：70 eV；離子源溫度：200 ℃；接口溫度：300 ℃；選擇離子監(jiān)測(cè)(SIM)模式檢測(cè)。SIM監(jiān)測(cè)離子和保留時(shí)間見(jiàn)表1。圖1為3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和3種內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總離子流圖。

表1 6種化合物的保留時(shí)間、定性離子和定量離子

圖1 6種化合物(1 000 μg/L)的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatograms of 6 compounds of 1 000 μg/L 1.DEN；2.DIPN；3.DBP-D4；4.DBP；5.DEHP-D4；6.DEHP.

1.4 樣品提取凈化

取水樣50 mL倒入100 mL比色管中，使用微量注射器加入內(nèi)標(biāo)，用10 mL正己烷對(duì)水樣進(jìn)行一次萃取，振搖8～10 min后，靜置15 min，待其完全分層，將正己烷層用滴管取出，用無(wú)水Na2SO4脫水過(guò)濾后，在40 ℃的溫度下用小氣流的氮?dú)獯抵两?，用丙?環(huán)己烷(3∶7，V/V)定容到1.0 mL，用滴管轉(zhuǎn)移至1.5 mL 進(jìn)樣瓶中，用錫紙隔離進(jìn)樣瓶蓋，密封待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 GPC-GC/MS的優(yōu)勢(shì)

研究選擇GPC-GC/MS對(duì)目標(biāo)分析物進(jìn)行檢測(cè)，一方面GPC預(yù)處理方法可以去除干擾物質(zhì)，提高了方法的靈敏度和結(jié)果的準(zhǔn)確性，從開(kāi)始進(jìn)樣到最后完成分析僅需要10 mL有機(jī)溶劑，體現(xiàn)了綠色環(huán)保的化學(xué)理念。儀器使用了程序升溫-大體積進(jìn)樣口(PTV-LVI)，進(jìn)樣體積擴(kuò)大到10 μL，從而能降低檢出限和定量限，使得液-液萃取時(shí)不需要取大體積水樣萃取。本方法中運(yùn)用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，在液-液萃取時(shí)可以直接使用比色管一次萃取，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，縮短了分析時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)。

2.2 塑化劑的本底控制

由于鄰苯二甲酸酯類(lèi)化合物廣泛存在于環(huán)境中，容易對(duì)試劑、器皿等造成污染，使本底值過(guò)高，影響測(cè)定。研究中使用色譜純的溶劑，全部使用玻璃器皿并且玻璃器皿在洗滌后，在烘箱中300 ℃烘烤3 h，無(wú)法烘烤的器皿用色譜純的有機(jī)溶劑洗滌3遍，去除塑化劑殘留。將NaCls和無(wú)水Na2SO4用色譜純的有機(jī)溶劑浸泡10 min，重復(fù)清洗3遍，溶劑自然揮干后再置入馬弗爐，以550 ℃烘烤4 h，冷卻后轉(zhuǎn)移至玻璃試劑瓶中待用。在對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

2.3 萃取溶劑的確定

圖2 3種溶劑萃取水中DIPN、DBP和DEHP的回收率Fig.2 The recoveries of extraction of DIPN,DBP and DEHP with 3 solvents in water

3種目標(biāo)化合物雖然都是非極性的物質(zhì)，但其相互之間也存在一定差異，DIPN的極性稍強(qiáng)于另外兩種塑化劑。液-液萃取法中影響結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素是萃取溶劑的選擇，本研究比較了正己烷、二氯甲烷-正己烷(1∶9，V/V)和丙酮-正己烷(1∶9，V/V)3種萃取溶劑。3種溶劑萃取的回收率結(jié)果見(jiàn)圖2。實(shí)驗(yàn)選擇正己烷為萃取溶劑。

2.4 方法評(píng)價(jià)

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍及相關(guān)系數(shù)在20.00～1 000.00 μg/L線性范圍內(nèi)，DIPN、DBP和DEHP均表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.9995。本方法取樣為50 mL時(shí)，經(jīng)前處理后最終定容到1 mL，得到DIPN、DBP和DEHP的方法檢出限分別為0.01 μg/L、0.5 μg/L和0.5 μg/L，方法定量限分別為0.03 μg/L、1.5 μg/L和1.5 μg/L(表2)，方法的靈敏度能夠滿足要求。

表2 方法線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.4.2 方法的準(zhǔn)確度和精密度取同一水樣分成3組，每組6份，每份50 mL，水樣中分別加入100 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液250 μL、750 μL、1 500 μL(加標(biāo)濃度相當(dāng)于0.5 μg/L、1.5 μg/L和3.0 μg/L)，按照上述方法處理和分析，DIPN、DBP和DEHP的添加回收率均95.45%～107.80%之間，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于6.26%。結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5 樣品測(cè)定結(jié)果

按照建立的方法對(duì)采集的47份水樣進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。水樣中檢測(cè)到的DBP含量在0.613～1.478 μg/L之間；DEHP含量在0.522～4.306 μg/L之間，均未超出限量。江河湖泊的水樣中DEHP的含量稍高于水廠水及末梢水，但也均未超出限量。

表4 水樣的分析結(jié)果

在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)水中DIPN的限值標(biāo)準(zhǔn)，受檢水樣中DIPN的含量均較低，最高為0.090 μg/L。

3 結(jié)論

本文采用在線凝膠色譜-氣相色譜/質(zhì)譜法(GPC-GC/MS)建立了一套測(cè)定水中DIPN、DBP和DEHP的檢測(cè)方法。完成整個(gè)分析過(guò)程僅需要10 mL有機(jī)溶劑，體現(xiàn)出綠色環(huán)保的化學(xué)理念。儀器配備有程序升溫-大體積進(jìn)樣口(PTV-LVI)，使進(jìn)樣體積擴(kuò)大至10 μL，從而能夠降低方法檢出限和定量限，適合用于水質(zhì)中DIPN、DBP和DEHP的檢測(cè)。