高效液相色譜法測(cè)定環(huán)境空氣中醛、酮類化合物的方法驗(yàn)證及分析

陳志強(qiáng)，李洪武，謝麗娜，楊明諫

（1.遼寧省撫順生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 撫順 113006；2.鐵嶺師范高等?？茖W(xué)校，遼寧 鐵嶺 112000）

醛、酮類化合物是環(huán)境空氣中重要的含氧揮發(fā)性有機(jī)污染物。環(huán)境空氣中的醛、酮化合物一類是來源于汽車尾氣、化工、木材加工和吸煙等直接產(chǎn)生的原生源，另一類是環(huán)境空氣中的有機(jī)物經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生次生源。醛、酮類化合物大多數(shù)具有強(qiáng)刺激性，會(huì)對(duì)人類的健康造成嚴(yán)重的危害[1-2]。2017年，環(huán)保部印發(fā)《2018年重點(diǎn)地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)方案》，其中要求對(duì)13種醛、酮類化合物進(jìn)行監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)行的環(huán)境空氣中醛、酮類化合物的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)是高效液相色譜法（HJ683—2014）[3]。為了保證13種醛、酮類化合物測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，本實(shí)驗(yàn)室對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行了分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 方法原理

使用2,4-二硝基苯肼（DNPH ）硅膠柱采樣管采集一定體積的空氣樣品，樣品中的醛、酮組分在強(qiáng)酸作為催化劑的條件下，與DNPH 反應(yīng)生成穩(wěn)定的腙類衍生物，該腙類衍生物經(jīng)乙腈進(jìn)行洗脫，經(jīng)高效液相色譜分離，紫外（360 nm）檢測(cè)器檢測(cè)。根據(jù)保留時(shí)間定性分析，外標(biāo)法定量分析。

1.2 儀器和試劑

高效液相色譜儀（Aglient 1200 ），色譜柱（C 18柱 4.6 mm×250 mm×5.0 μm）；DNPH 硅膠柱；13種醛、酮類腙衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液（30 μg·mL-1）；乙腈。

1.3 校準(zhǔn)曲線的繪制

分別量取5、10、20、50、100 μl 醛、酮類腙衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液于2 mL 樣品瓶中，之后分別量取995、990、980、950、900 μl 乙腈于各個(gè)樣品瓶中，混勻，配制成質(zhì)量濃度分別為0.15、0.30、0.60、1.50、3.00 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列。通過自動(dòng)進(jìn)樣器量取20 μl 標(biāo)準(zhǔn)樣品，由低質(zhì)量濃度至高質(zhì)量濃度依次注入到高效液相色譜儀中，按儀器參考條件[3]進(jìn)行測(cè)定，得到不同質(zhì)量濃度醛、酮類腙衍生物的色譜圖，記錄下保留時(shí)間和峰面積。以醛、酮腙類衍生物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)衍生物的峰面積為縱坐標(biāo)建立校準(zhǔn)曲線。13種醛、酮類腙衍生物色譜圖見圖1[3]。

圖1 13種醛、酮類腙衍生物色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍與相關(guān)系數(shù)

配制一系列不同質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，以各組分的峰面積為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度（mg·L-1，以醛、酮計(jì)）為橫坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，13種醛、酮腙衍生物采用高效液相色譜法分析方法，在0.15～3.00 mg·L-1范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 1～0.999 5之間，可以滿足定量分析的要求。

2.2 檢出限

按照環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則[4]的相關(guān)規(guī)定，由于空白試驗(yàn)中未檢出各醛、酮類目標(biāo)化合物，所以本驗(yàn)證方法配制一定質(zhì)量濃度的空白加標(biāo)樣品，其中甲醛質(zhì)量濃度為0.005 mg·L-1，其他醛、酮類化合物為0.010 mg·L-1的空白加標(biāo)樣品（質(zhì)量濃度以醛酮計(jì)），計(jì)算各醛、酮類化合物7次測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，此時(shí)檢出限為S×3.143，測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可以看出，當(dāng)采樣體積為0.05 m3時(shí)，測(cè)定的醛、酮類化合物的檢出限均小于HJ 683—2014 方法規(guī)定的檢出限，滿足該方法的測(cè)定要求。

表1 檢出限的測(cè)定結(jié)果

2.3 精密度

按照HJ 683—2014的編制說明，當(dāng)采樣體積按0.05 m3記時(shí)，配制質(zhì)量濃度 0.10、0.60、1.20 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)量濃度以醛酮計(jì)）進(jìn)行精密度測(cè)定，對(duì)上述測(cè)定結(jié)果剔除離群值后計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差，最后得出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，測(cè)定結(jié)果見表2。本實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)偏差與七家驗(yàn)證單位最大標(biāo)準(zhǔn)偏差相比，本實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果基本都小于編制說明中的七家驗(yàn)證單位，只有丁酮的測(cè)定結(jié)果略高，但也小于5%，所以本實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果滿足該方法的精密度要求。

2.4 準(zhǔn)確度

按照HJ 683—2014的編制說明，當(dāng)采樣體積按0.05 m3記時(shí)，于空白采樣管中分別加入 0.50、3.00、6.00 μg的醛、酮腙類標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)量濃度以醛酮計(jì)），按照樣品分析步驟進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算方法準(zhǔn)確度，測(cè)定結(jié)果見表3。從表3中可以看出，本實(shí)驗(yàn)室的加標(biāo)回收率基本都在七家驗(yàn)證單位的加標(biāo)回收率之間，即95.0%～100%之間，所以本實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果滿足該方法的準(zhǔn)確度的要求。

表2 精密度的測(cè)定結(jié)果

續(xù)表2。

表3 準(zhǔn)確度的測(cè)定結(jié)果

續(xù)表3。

3 方法驗(yàn)證中出現(xiàn)的問題

從圖1中可以看出，丙烯醛、丙酮的腙類衍生物使用該方法不能分離，甲基丙烯醛和丁酮的腙類衍生物分離效果也不理想。在該方法的結(jié)果計(jì)算中，沒有扣除空白樣品管中醛、酮含量，對(duì)于低質(zhì)量濃度樣品而言，有些批次的空白樣品管中醛、酮含量對(duì)樣品的測(cè)定結(jié)果影響很大。

4 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)室對(duì)《環(huán)境空氣中醛、酮類化合物的測(cè)定 高效液相色譜法》（HJ 683—2014）中的13種醛、酮類化合物進(jìn)行了方法驗(yàn)證，測(cè)定了該方法的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)室用高效液相色譜法測(cè)定環(huán)境空氣中醛、酮類化合物的各項(xiàng)結(jié)果均滿足該方法的要求，所以本實(shí)驗(yàn)室具備用該方法檢測(cè)環(huán)境空氣中醛、酮類化合物的能力。但該方法也存在著一些不足，在今后的的工作中，可以采用不同的洗脫液，優(yōu)化洗脫液條件，或者采用性能更加優(yōu)異的色譜柱，使丙烯醛、丙酮的腙類衍生物可以分離，使甲基丙烯醛和丁酮的腙類衍生物完全分離，并且優(yōu)化結(jié)果計(jì)算方式，使該方法更加完善。