液相色譜法檢測(cè)水中鄰苯二甲酸酯類的方法驗(yàn)證

＊余維維 王一會(huì) 王裕平

（1.黔東南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 貴州 556000 2.安順生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 貴州 561000 3.貴州應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 黔南州計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)與分子模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 貴州 558000）

鄰苯二甲酸酯（PAEs）也稱酞酸酯，一般難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，可增加聚乙烯、聚氯乙烯等高分子塑料產(chǎn)品的可塑性和柔軟性，主要用于增塑劑，普遍用于玩具、洗發(fā)水、沐浴露、食品包裝材料、清潔劑以及醫(yī)療器械等數(shù)百種實(shí)際產(chǎn)品中[1]。雖然PAEs是一種至關(guān)重要的化工原料，但是根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該類物質(zhì)也具有一定的危害性。

尤其是近年來(lái)，隨著對(duì)流行病學(xué)及毒理學(xué)的深入研究表明，PAEs對(duì)人的機(jī)體健康存在多方面的不良影響，比如導(dǎo)致生殖發(fā)育毒性、胰島素抵抗、肥胖、神經(jīng)行為發(fā)育異常、哮喘和過(guò)敏性疾病，甚至還會(huì)引發(fā)內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)的一系列腫瘤等。

目前，為了滿足人類日益豐富的生活需求，將鄰苯類物質(zhì)作為塑料產(chǎn)品中的主要增塑劑，使用范圍已經(jīng)是越來(lái)越來(lái)廣泛。因此，PAEs與人類接觸的機(jī)會(huì)也是越來(lái)越多。尤其是PAEs往往可以從各種塑料制品中逸出這一特點(diǎn)，同時(shí)也非常容易擴(kuò)散至各類食物中，并通過(guò)膳食、飲水等途徑進(jìn)入人體。所以，現(xiàn)在PAEs與人類健康生活之間的關(guān)系已是越來(lái)越密切，甚至說(shuō)是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載，過(guò)量的鄰苯類物質(zhì)還能給人體和動(dòng)物體帶來(lái)致畸和致癌作用[2-4]。在生活中，對(duì)于水體中PAEs的主要污染來(lái)源于生產(chǎn)和使用PAEs工廠排放的污水，也源于水體中的塑料產(chǎn)品的污染。

除此之外，常見(jiàn)的PAEs類物質(zhì)還有鄰苯二甲酸二丁酯（DBP），也稱鄰酞酸二丁酯或1,2-苯二甲酸二丁酯，是硝基纖維素的優(yōu)良增塑劑，凝膠化能力強(qiáng)，用于硝基纖維素涂料，有良好的軟化作用。穩(wěn)定性、耐撓曲性、黏結(jié)性和防水性均優(yōu)于其他增塑劑[5]。但是過(guò)量的鄰苯二甲酸二丁酯也帶來(lái)了一定的危害，如生殖毒性、生長(zhǎng)發(fā)育毒性和致癌風(fēng)險(xiǎn)等[6-8]。

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）與絕大多數(shù)工業(yè)上使用的合成樹(shù)脂和橡膠均有良好的相容性，但乙酸纖維素、聚乙酸乙烯除外。DEHP在細(xì)胞的試驗(yàn)中表現(xiàn)出雌激素活性，能干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)，可引起嚙齒類動(dòng)物的肝腫瘤。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于可觸及大的塑料件中鄰苯二甲酸酯總含量不能超過(guò)1000mg·kg-1。在（HJ 572—2010）中也要求，鄰苯二甲酸酯限量應(yīng)該低于0.1%。因此，對(duì)PAEs類物質(zhì)精準(zhǔn)、可靠的檢測(cè)已經(jīng)顯得越來(lái)越重要，是急需解決的問(wèn)題，同時(shí)也是本文的研究重點(diǎn)。

1.材料與方法

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。高效液相色譜儀（HPLC）Thermo UItiMate 3000型；自動(dòng)液液萃取儀順昕3000型；C18（250mm×4.6μm×5μm）；容量瓶（1.0mL、10mL、100mL）若干。

（2）實(shí)驗(yàn)試劑。鄰苯二甲酸二丁酯，濃度1000μg·mL-1；鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，濃度1000μg·mL-1；無(wú)水硫酸鈉，使用前經(jīng)500℃灼燒3h；正己烷（色譜純）；二氯甲烷（色譜純）；甲醇（色譜純）；乙腈（色譜純）。

2.方法驗(yàn)證

（1）流動(dòng)相的選擇。通過(guò)查閱資料和文獻(xiàn)，最終對(duì)甲醇、甲醇-水、乙腈和乙腈-水四種不同的流動(dòng)相進(jìn)行了篩選，從儀器上的譜圖可看出，從DBP和DEHP的峰響應(yīng)、譜圖尖銳、是否峰拖尾，最終確定最佳溶劑作為色譜流動(dòng)相；圖1為相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)樣量均為10μL。

圖1 四種不同流動(dòng)相下，DBP和DEHP的液相色譜圖

由圖1可知，乙腈溶劑體系要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于甲醇體系，并且水的加入有利于提高檢測(cè)效果，故乙腈-水作為流動(dòng)相檢測(cè)效果是最佳的。圖中第1個(gè)最高峰為溶劑雜峰，此時(shí)，乙腈-水為流動(dòng)相的DBP和DEHP流出時(shí)間分別為4.2min、9.0min，對(duì)應(yīng)的峰高分別為5.2849mAU、1.3284mAU。兩個(gè)峰之間的時(shí)間差為4.8min，相比單純的乙腈，增加了2min。因此，在本實(shí)驗(yàn)中，將選擇乙腈-水溶劑體系作為分析DBP和DEHP的流動(dòng)相。

（2）萃取劑的選擇。向100mL空白水樣中添加了1.00μg·mL-1的DBP和DEHP，加入二氯甲烷和正己烷萃取，按照以上進(jìn)行前處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二氯甲烷的回收率為DBP：60.29%～74.65%、DEHP：58.92%～77.57%，正己烷的回收率為DBP：81.63%～97.48%、DEHP：83.71%～100.65%，綜上，選擇正己烷作為萃取劑。

（3）萃取體積及次數(shù)的選擇。向100mL空白水樣中添加了1.00μg·mL-1的DBP和DEHP，加入10mL、20mL和30mL的正己烷萃取，萃取1次、2次和3次，按上述進(jìn)行前處理。由表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，萃取次數(shù)越多，回收率都較高，但是次數(shù)越多，對(duì)于溶劑的浪費(fèi)和廢液的處理也是一個(gè)大問(wèn)題，所以本實(shí)驗(yàn)采用20mL溶劑萃取2次作為前處理操作。

表1 萃取體積及次數(shù)的回收率（%）

3.分析方法

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別取DBP標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg·mL-1）和DEHP標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg·mL-1）1000μL用甲醇稀釋到10mL容量瓶中定容，稀釋后濃度為100μg·mL-1的中間液，密封，避光保存在-20℃冰箱內(nèi)備用。

取上述中間液，用甲醇稀釋，分別得到標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為0.20μg·mL-1、0.50μg·mL-1、1.00μg·mL-1、2.00μg·mL-1、5.00μg·mL-1、10.0μg·mL-1待用。

接下來(lái)，以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)行繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。試驗(yàn)得出，DBP和DEHP濃度在0.20～10.0μg·mL-1范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 DBP和DEHP標(biāo)準(zhǔn)樣品的具體檢測(cè)數(shù)據(jù)

以表2中相應(yīng)峰面積與濃度之間的關(guān)系，進(jìn)行線性回歸分析，可得以下結(jié)果：DBP和DEHP對(duì)應(yīng)的線性回歸方程如式（1）～（2）如圖2所示。

圖2 色譜峰面積與濃度c之間的變化關(guān)系

式（1）～（2）的線性相關(guān)系數(shù)R2分別為0.9996和0.9997。

由以上分析結(jié)果可知，該實(shí)驗(yàn)方法對(duì)DBP和DEHP的檢測(cè)，其線性范圍還是比較寬的，在濃度為0.20～10.0μg·mL-1范圍內(nèi)，依然可以保持良好的線性關(guān)系，R2均在0.999以上。所以，本標(biāo)準(zhǔn)曲線法的可靠性是非常高的，一般情況下，基本無(wú)需考慮線性偏離問(wèn)題。

（2）精密度實(shí)驗(yàn)和回收率實(shí)驗(yàn)分析。為確保檢測(cè)方法的精密度與準(zhǔn)確度，將分別對(duì)DBP和DEHP樣品進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)以及回收率實(shí)驗(yàn)分析，同時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果如表3所示。

表3 DBP和DEHP的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

DBP和DEHP的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=7）均低于4.11%，最低檢出濃度分別為0.1μg·L-1和0.2μg·L-1，最低檢出量分別為1×10-10g和2×10-10g。

通過(guò)對(duì)DBP和DEHP樣品進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)分析：向100mL水樣中添加DBP和DEHP各1.00μg，按上述進(jìn)行前處理操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明DBP和DEHP的回收率分別為89.67%～94.86%和86.72%～93.71%。故所建立的方法可用于檢測(cè)DBP和DEHP在水樣樣品中的含量，完全可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.結(jié)論

通過(guò)利用液相色譜儀對(duì)DBP和DEHP進(jìn)行檢測(cè)，充分研究了儀器設(shè)置參數(shù)以及實(shí)驗(yàn)前樣品預(yù)處理方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，最終建立了DBP和DEHP在水樣中的殘留精確檢測(cè)方法，即量取適當(dāng)?shù)拇郎y(cè)水樣，加入20mL正己烷萃取2次，干燥，濃縮，定容1mL過(guò)濾待測(cè)，最終使用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。本方法下的添加回收試驗(yàn)中，DBP和DEHP在水樣中的添加回收率分別為89.67%～94.86%和86.72%～93.71%，最低檢出濃度分別為0.1μg·L-1和0.2μg·L-1，最低檢出量分別為1×10-10g和2×10-10g。由此可見(jiàn)，該方法對(duì)PAEs類物質(zhì)在水樣中殘留量的檢測(cè)精度是非常高的，可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且分析方法也比較簡(jiǎn)單、快捷。同時(shí)表明，DBP和DEHP在0.20～10.0μg·mL-1濃度范圍內(nèi)，兩者的線性相關(guān)系數(shù)R2均大于0.999；因此用該方法檢測(cè)時(shí)，為保證標(biāo)準(zhǔn)曲線具有良好的線性，建議盡量將其濃度控制在此范圍內(nèi)。綜合以上，本研究所建立的分析方法在精密度、靈敏度和準(zhǔn)確度均可達(dá)到分析要求，可應(yīng)用于DBP和DEHP在水樣的殘留分析檢測(cè)。