高效液相色譜-熒光檢測法測定西藏飲用天然水中陰離子表面活性劑

王 君，王順芝，魏 霜，曹曉鋼*，李國成，李志勇

（1. 拉薩海關技術中心，西藏 拉薩 850002；2. 國家礦泉水檢測重點實驗室（拉薩），西藏 拉薩 850002；3.廣州海關技術中心，廣東 廣州 510623；4. 拉薩日多溫泉山莊有限公司，西藏 拉薩 850216）

飲用天然水包括飲用天然礦泉水和包裝飲用水，執(zhí)行的標準分別為GB 8537—2018《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水》和GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》，對陰離子表面活性劑（以十二烷基苯磺酸鈉計）規(guī)定的限值均為0.3 mg/L。直鏈烷基苯磺酸鈉（Linear alkylbenzene sulfonate,LAS）是洗滌劑中最常用的陰離子表面活性劑，由于LAS用量大，不易降解，易污染水體，已成為當前水質(zhì)檢測的重要指標之一。張瑩輝等[1]研究LAS對豬肝臟組織的毒性作用發(fā)現(xiàn)，肝臟是LAS產(chǎn)生毒害作用的主要靶器官。趙文紅等[2-3]發(fā)現(xiàn)LAS能抑制小鼠體質(zhì)量增長，影響肝組織抗氧化功能，對肝組織造成一定損傷；LAS還可抑制人張氏肝細胞增殖，改變細胞形態(tài)，并導致肝細胞損傷、凋亡和壞死。劉小強等[4-5]研究發(fā)現(xiàn)，LAS對雌性和雄性小鼠生殖系統(tǒng)均有毒害作用。以上研究表明，LAS對人體有較強毒性，因此，檢測飲用天然水中陰離子表面活性劑的含量具有十分重要的意義。

目前，陰離子表面活性劑的測定方法主要有亞甲藍分光光度法[6-7]、二氮雜菲萃取分光光度法、連續(xù)流動注射分析法[8-14]、生物傳感器法[15]、氣相色譜-質(zhì)譜法[16]、高效液相色譜法[17-20]。其中前三種方法屬于光譜法，需用到易制毒試劑三氯甲烷，操作過程復雜，重現(xiàn)性和準確度較難控制，對檢測人員技術要求較高。生物傳感器法采用了一種基于微生物燃料電池的生物傳感器定量測定廢水中LAS的濃度，電流密度與LAS濃度（范圍為10～120 mg/L）之間存在線性關系，檢出限高，適用于廢水中陰離子表面活性劑的快速測定。氣相色譜-質(zhì)譜法前處理過程較復雜，需添加衍生化試劑，相關文獻報道較少。高效液相色譜法分析速度快，試劑用量少，已報道的研究主要用于測定廢水、餐具、啤酒中陰離子表面活性劑，不適用于飲用天然水的檢測。因此本研究擬利用高效液相色譜-熒光檢測法測定西藏飲用天然水中陰離子表面活性劑含量，以期為相關標準的制修訂提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-20AD型高效液相色譜儀（配有熒光檢測器RF-20A，日本島津公司）；Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）；XP204電子分析天平（感量0.1 mg，美國梅特勒-托利多公司）；Shimpack VP-ODS C18色譜柱（4.6 mm×150 mm，5 μm，日本島津公司）；0.22 μm聚四氟乙烯濾膜（polytetrafluoroethylene，PTFE，天津津騰實驗設備有限公司）。

甲醇（色譜純，美國CNW公司）；陰離子表面活性劑標準溶液（以十二烷基苯磺酸鈉計，1000 μg/ml，中國計量科學研究院）。

1.2 樣品

6份西藏飲用天然水樣品均采自拉薩市百益超市（西郊店），樣品信息見表1。

表1 樣品信息

1.3 方法

1.3.1 標準溶液的配制 準確量取1000 μg/ml陰離子表面活性劑標準溶液10 ml置入100 ml量瓶，用純水定容至刻度，配制成100 μg/ml的標準儲備液，4 ℃避光冷藏。

按照上述方法，逐級稀釋成1.0 μg/ml的標準儲備液，4 ℃避光冷藏。用空白樣品基質(zhì)將標準儲備液稀釋成20.0，50.0，100.0，200.0，300.0 μg/L的標準工作溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.3.2 色譜條件 色譜柱為Shim-pack VP-ODS C18（150 mm×4.6 mm, 5 μm），柱溫40 ℃；流動相為甲醇:水=94:6（v:v）；流速0.4 ml/min，進樣量4 μl；檢測激發(fā)波長232 nm，發(fā)射波長290 nm。

1.3.3 樣品前處理 將樣品過0.22 μm聚四氟乙烯濾膜，供高效液相色譜儀分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 條件的優(yōu)化

2.1.1 檢測器的選擇 比較紫外檢測器（SPD-20A）和熒光檢測器（RF-20A）。紫外檢測器選擇波長224 nm[21]，其他色譜條件與熒光檢測器條件相同，采用1.3.2項下條件。實驗發(fā)現(xiàn)，紫外檢測器的響應值明顯低于熒光檢測器的響應值。因此，本實驗采用熒光檢測器進行進一步研究。

2.1.2 流動相的選擇 考察甲醇+水、甲醇+乙酸銨溶液（20 mmol/L）、甲醇+乙酸銨溶液（20 mmol/L，0.1 %甲酸水溶液）體系。檢測發(fā)現(xiàn)：甲醇+乙酸銨溶液體系，目標物質(zhì)無法出峰。選用甲醇+水體系，甲醇:水=15:85（v:v）時，目標物質(zhì)無法出峰；甲醇:水=85:15（v:v）時，目標物質(zhì)出峰，但峰形有拖尾現(xiàn)象；甲醇:水=94:6（v:v）時，目標物質(zhì)分離效果較好，峰形尖銳，對稱性良好，見圖1。表明甲醇含量越高，越容易將陰離子表面活性劑從色譜柱上洗脫下來。因此，本實驗選擇甲醇:水=94:6（v:v）作為流動相。

圖1 流動相為甲醇:水=94:6（v:v）時HPLC色譜圖

2.1.3 流速的選擇 考察流動相的流速0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 ml/min對目標物質(zhì)分離效果的影響。當流速為0.2 ml/min時，出峰時間較慢，峰形較寬；當流速為0.6，0.8，1.0 ml/min時，出峰時間較快，峰高下降，響應值降低。綜合以上情況，本實驗選擇0.4 ml/min為最佳流速。

2.1.4 標準工作溶液的優(yōu)化 實驗中發(fā)現(xiàn)，標準工作溶液采用純水配制時，出峰時間約2.5 min；而實際樣品檢測時，出峰時間約3.1 min，見圖2。純水的pH值為6.0～7.0，呈弱酸性，而西藏飲用天然礦泉水和包裝飲用水樣品的pH值通常為7.5～8.5，呈弱堿性，樣品基質(zhì)對目標物質(zhì)干擾較大，明顯影響出峰時間。為了消除樣品基質(zhì)的干擾，本實驗采用空白樣品基質(zhì)加標方式做標準曲線，得到的結(jié)果較為滿意。

圖2 標準溶液和樣品出峰時間

2.2 線性關系和檢出限

分別精密吸取1.3.1項下20.0，50.0，100.0，200.0，300.0 μg/L各濃度線性標準工作溶液4 μl注入高效液相色譜儀，按1.3.2項下色譜條件測定，以峰面積Y為縱坐標，質(zhì)量濃度X（μg/L）為橫坐標作標準曲線。曲線回歸方程為Y=457.09X+2077.9，線性相關系數(shù)r為0.9999，方法線性關系好。將標準工作溶液添加至空白基質(zhì)樣品中，以能檢出的最低質(zhì)量濃度5.0 μg/L為檢出限（LOD），現(xiàn)行有效國標檢測方法GB/T 5750.4—2006《生活飲用水標準檢驗方法 感官性狀和物理指標》、GB 8538—2016《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水檢驗方法》中亞甲藍分光光度法、二氮雜菲萃取分光光度法的檢出限分別為50.0，25.0 μg/L，結(jié)果表明，本方法靈敏度較高。

2.3 回收率和精密度

取同一西藏飲用天然水樣品，根據(jù)優(yōu)化條件，分別對樣品加標低、中、高3個濃度，每個濃度水平平行測定6次，計算測定值的回收率和相對標準偏差（RSD），結(jié)果見表2。本方法對飲用天然水樣品的加標回收率為96.5 %～99.9 %，檢測結(jié)果的RSD值為0.2 %～1.7 %，表明該方法具有較好的準確度和精密度。

表2 陰離子表面活性劑的加標回收率和精密度試驗結(jié)果（n=6）

2.4 樣品測定

采用本研究方法測定西藏本地生產(chǎn)的6個飲用天然水中的陰離子表面活性劑含量，結(jié)果見表3。

表3 西藏飲用天然水樣品中陰離子表面活性劑含量測定結(jié)果

3 討論

西藏是我國水資源最豐富的地區(qū)，飲用天然水資源總體水齡適中，富含鋰、鍶、偏硅酸等多種天然常量及微量元素，呈天然弱堿性，是世界公認的最好淡水資源之一。西藏自治區(qū)政府提出要把飲用天然水產(chǎn)業(yè)作為區(qū)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的一個重要龍頭，著力打造“西藏好水”。

本方法的檢出限顯著低于國標檢測方法，在6個樣品中均未檢出陰離子表面活性劑（＜5.0 μg/L），表明西藏飲用天然水中陰離子表面活性劑含量極低，進一步從科學數(shù)據(jù)上印證了“西藏好水”。

4 結(jié)論

本研究建立了高效液相色譜-熒光檢測法測定西藏飲用天然水中陰離子表面活性劑含量的分析方法。結(jié)果表明，該方法操作簡單，無需前處理，檢出限低，回收率和精密度好，完全滿足實際樣品的檢測要求，可實現(xiàn)大批量快速檢測，極大地提高了工作效率，同時也減少了實驗過程中的二次污染問題，為飲用天然水的質(zhì)量控制提供了快速準確的檢測方法。