液相色譜法測(cè)定蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物研究

薛彥軍，武中平，王 莉，肖蘇熠

（江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇 南京 210007）

0 引言

蚊香是夏季傳統(tǒng)驅(qū)蚊產(chǎn)品，主要品種包括盤式蚊香、電熱蚊香片、電熱蚊香液等［1-2］。常見的盤式蚊香一般由填料、染料、黏合劑、其他添加劑及少量農(nóng)藥組成，采用調(diào)和、捏合、沖壓、干燥、包裝等生產(chǎn)工藝生產(chǎn)制作［3］。盤式蚊香使用簡(jiǎn)單，效果直接：將盤式蚊香點(diǎn)燃，讓它在一定的時(shí)間里緩慢燃燒，將加入其中的有效成分揮散出來，當(dāng)空間中有效成分達(dá)到一定濃度后，就能對(duì)蚊子等有害生物產(chǎn)生刺激、驅(qū)趕、麻痹、擊倒及致死作用。

蚊香在燃燒過程中，填料、黏合劑、染料、其他添加劑及添加的有效成分均可能會(huì)轉(zhuǎn)化為有毒有機(jī)物（如甲醛、乙醛等羰基化合物及苯系物及多環(huán)芳烴等）［4-10］而存在于蚊香燃燒產(chǎn)物中。研究表明，多環(huán)芳烴、苯系物屬于致癌物質(zhì)，醛酮類化合物是一類具有較強(qiáng)刺激性氣味的物質(zhì)，大多存在“三致（致癌、致畸、致突變）”風(fēng)險(xiǎn)，甲醛、乙醛已被列為一類致癌物、二類致癌物［11］。

國(guó)內(nèi)已有一些關(guān)于盤式蚊香燃燒產(chǎn)物中有機(jī)化合物的研究，包括定性定量檢測(cè)及排放規(guī)律等方面，多以盤式蚊香燃燒煙霧為研究對(duì)象，而以盤式蚊香燃燒灰燼為對(duì)象的研究還較少。周宏倉等［4］利用GCMS方法對(duì)蚊香燃燒后的煙氣和灰燼樣品中多環(huán)芳烴（PAHs）的含量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)煙氣和灰燼中各PAHs組分及總量間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行探討。周宏倉等［5］還研究了3種無機(jī)鹽添加劑（NaCl，Na2CO3和CaCO3）對(duì)蚊香燃燒煙氣和灰燼中多環(huán)芳烴（PAHs）分布規(guī)律的影響。本文用水對(duì)盤式蚊香燃燒灰燼中的醛酮化合物進(jìn)行提取，與2，4-二硝基苯肼（DNPH）溶液發(fā)生衍生化反應(yīng)，用溶劑萃取衍生物后，再用液相色譜儀對(duì)其測(cè)定，建立了液相色譜測(cè)定盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物含量的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

蚊香燃燒產(chǎn)物收集裝置（該裝置可以通過對(duì)進(jìn)氣、抽氣速度的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)蚊香燃燒時(shí)間的控制），自制；Agilent 1260型高效液相色譜儀，具二極管陣列檢測(cè)器和全自動(dòng)進(jìn)樣器，色譜工作站，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；Millipore超純水制備系統(tǒng)，美國(guó)Millipore公司；KQ-400ES超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；BS224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.2 試劑

13種醛酮類-DNPH衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 mg/L、DNPH純度≥99%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司提供；乙腈，色譜純；磷酸、磷酸二氫鈉、二氯甲烷、NaCl、無水Na2SO4，分析純；水為滿足GB/T 6682—2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》要求的一級(jí)水；盤式蚊香，購于某超市。DNPH溶液（4 g/L）：準(zhǔn)確稱取2.0 g DNPH，用乙腈溶解并定容至500 mL，搖勻。緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取15.6 g磷酸二氫鈉，用水溶解并定容至1.0 L，用磷酸調(diào)節(jié)pH至2.0。

1.3 色譜條件

色譜柱為250 mm×4.6 mm不銹鋼柱（Agilent Eclipse Plus C18，5μm）；流動(dòng)相為乙腈/水。梯度洗脫，按照HJ 683—2014《環(huán)境空氣醛、酮類化合物的測(cè)定高效液相色譜法》規(guī)定：60%質(zhì)量分?jǐn)?shù)乙腈保持20 min，20～30 min內(nèi)乙腈從質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%線性增至100%，30～32 min內(nèi)乙腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)再減至60%，并保持8 min；流速1.0 mL/min；柱溫25℃；檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm，進(jìn)樣量5μL。典型的標(biāo)樣液相色譜，如圖1所示（圖中1為甲醛，2為乙醛，3、4為丙烯醛、丙酮，5為丙醛，6為丁烯醛，7為甲基丙烯醛，8為丁酮，9為正丁醛，10為苯甲醛，11為戊醛，12為間甲基苯甲醛，13為己醛）。

圖1 13種醛酮類-2，4-二硝基苯肼衍生物液相色譜

1.4 測(cè)定步驟

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制

準(zhǔn)確移取一定體積的醛酮類-2，4-二硝基苯肼衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L）于容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，混勻，超聲振蕩2 min，冷卻靜置，配成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別移取一定體積的標(biāo)準(zhǔn)使用液于10 mL容量瓶中，用乙腈定容，混勻，配成質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，1.0 mg/L，4.0 mg/L，8.0 mg/L，16.0 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

在1.3色譜條件下，對(duì)1.4.1配制的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液進(jìn)樣測(cè)定，以色譜響應(yīng)值為縱坐標(biāo)、濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 試樣溶液的制備

將盤式蚊香完全燃燒后剩下的灰燼收集于100 mL容量瓶中，用水定容，超聲提取30 min。吸取50 mL溶液于100 mL具塞錐形瓶中，加入10 mL緩沖溶液，10 mL DNPH溶液，在40℃恒溫水浴中反應(yīng)30 min。將衍生后的溶液全部轉(zhuǎn)移至250 mL分液漏斗中，加入1.5 g NaCl，將25 mL二氯甲烷分兩次加入分液漏斗中進(jìn)行萃取，合并萃取液。萃取液用無水Na2SO4進(jìn)行脫水后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干，用乙腈溶解殘余物，并定容至5.0 mL，待測(cè)。

1.4.4 測(cè)定

在1.3色譜條件下，對(duì)處理好的試樣溶液進(jìn)行測(cè)定。將試樣溶液液相色譜圖與標(biāo)樣溶液液相色譜圖進(jìn)行對(duì)照，通過保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。

1.4.5 計(jì)算

蚊香燃燒灰燼中醛酮化合物的含量，按照式（1）進(jìn)行計(jì)算：

式中：X為醛酮化合物的含量，毫克每單盤；c為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得醛酮化合物的質(zhì)量濃度，mg/L；V為定容體積，mL；1 000為換算系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)及檢出限、定量限

對(duì)1.4.1配制的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液進(jìn)樣測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，采用HPLC測(cè)定時(shí)，13種醛酮類-DNPH衍生物在0.1～8.0 mg/L線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 1～0.999 5，能滿足定量分析的要求。根據(jù)HJ 168—2020《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》空白試驗(yàn)中未檢出目標(biāo)物的檢出限測(cè)定方法，測(cè)定建立方法的檢出限，計(jì)算定量限。

表1 13種醛酮類物質(zhì)的線性范圍和檢出限

2.2 萃取溶劑的選擇

本試驗(yàn)考察了正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷4種萃取溶劑對(duì)醛酮類-DNPH衍生物的萃取效果。取一系列100 mL一級(jí)水，加入13種醛酮類-DNPH標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，使水中待測(cè)物質(zhì)量濃度均為1 500μg/L，混勻，加入10 mL緩沖溶液，10 mL DNPH溶液，按照1.4.3處理，分別用25 mL正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷分兩次進(jìn)行萃取，合并萃取液。再按1.4.3脫水、濃縮、轉(zhuǎn)溶，用1.3所述條件測(cè)定，計(jì)算萃取效率，結(jié)果如圖2所示。正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷對(duì)13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率有比較大的差異，萃取效率范圍（平均萃取效率）分別為：30.5%～79.2%（54.3%），35.3%～82.4%（63.1%），29.1%～90.3%（66.6%），87.9%～98.1%（93.0%），二氯甲烷對(duì)13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率在4種實(shí)驗(yàn)溶劑中最高。同時(shí)，考慮到在濃縮過程中，萃取溶劑的沸點(diǎn)決定了濃縮的效率，而二氯甲烷沸點(diǎn)低易于濃縮，所以在本試驗(yàn)中選擇二氯甲烷作為萃取溶劑。

圖2 4種溶劑對(duì)13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率

2.3 實(shí)際樣品測(cè)定

利用建立的方法對(duì)盤式蚊香燃燒灰燼進(jìn)行了6次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果，如表2所示。在盤式蚊香燃燒灰燼中檢出一定量的甲醛、乙醛、丙烯醛，在A進(jìn)抽氣方式下對(duì)盤式蚊香中醛酮類化合物進(jìn)行了6次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果，如表2所示，6種醛酮類物質(zhì)測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.07%～12.07%，方法的精密度符合分析的要求。

表2 某盤式蚊香中醛酮類化合物測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)語

本試驗(yàn)建立了液相色譜測(cè)定盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮化合物含量的方法。該方法在一定范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 1～0.999 5，檢出限0.28～1.36 mg/L，用于盤式蚊香樣品測(cè)定時(shí)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差9.92%～14.97%。該方法可用于盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物的測(cè)定。