在線固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定飲用水和瓶裝礦泉水中苯酚

戴安(DIONEX)儀器分析園地

苯酚類化合物是一種水體污染物，歐盟規(guī)定飲用水中每種苯酚類化合物的限量為0.5μg·L－1，日本厚生勞動(dòng)省(Ministry of Health，Labour and Welfare)規(guī)定飲用水中苯酚類化合物的含量不得高于5μg·L－1，美國(guó)EPA規(guī)定五氯苯酚及優(yōu)先污染物列表中的11種苯酚類化合物限量為1μg·L－1，采用GC法進(jìn)行檢測(cè).常見的檢測(cè)方法有GC、GC-MS，因樣品中一些物質(zhì)對(duì)氣相色譜柱的損害較大，故液相的應(yīng)用方法漸漸增多.

因飲用水中苯酚類化合物的含量很低，直接進(jìn)樣的液相色譜法無(wú)法滿足要求，而傳統(tǒng)的離線樣品富集操作繁瑣，本方法利用雙三元液相系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線富集，大大加快了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，操作簡(jiǎn)單，靈敏度高，實(shí)驗(yàn)成本低.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 測(cè)試條件

儀器:Ultimate DGP 3600系列，包括帶有在線脫氣單元的雙三元梯度泵;帶有兩個(gè)六通閥的柱溫箱;紫外檢測(cè)器;大體積進(jìn)樣器.分析柱:Acclaim? PA(5 μm，4.6 mm×150 mm);富集柱:IonPac? NG1 Guard(5 μm，4.0 mm ×35 mm);柱溫:40℃;檢測(cè)波長(zhǎng):280 nm;進(jìn)樣量:10 mL;淋洗液組成、流速及淋洗梯度條件見表1.

表1 系統(tǒng)梯度淋洗條件

1.2 樣品前處理

將樣品通過(guò)0.45μm濾膜過(guò)濾，取495 mL濾液，加入5 mL甲醇和56μL MSA(最終試液中MSA的濃度約為2 mmol·L－1)，待測(cè).

2 結(jié)果和討論

2.1 流動(dòng)相種類及濃度對(duì)酚類化合物保留時(shí)間的影響

許多酸溶液可以作為流動(dòng)相來(lái)分離酚類化合物;本試驗(yàn)對(duì)分析色譜條件中的A通道溶液進(jìn)行了優(yōu)化，分別將A通道溶液換成 0.1 mmol·L－1甲基磺酸溶液(圖 1A)、0.1% 三氟乙酸溶液(圖 1B)、0.1%乙酸溶液(圖 1C)及 25 mmol·L－1乙酸-乙酸銨(1∶1，V/V)緩沖液(圖1D)，酚類化合物分離情況見圖1.

圖1 酚類化合物(濃度10μg·mL－1)的色譜圖

實(shí)驗(yàn)表明，甲基磺酸溶液、三氟乙酸溶液、乙酸溶液對(duì)酚類分離的選擇性基本一樣，而乙酸-乙酸銨緩沖液則不同.實(shí)驗(yàn)研究了流動(dòng)相中酸濃度變化對(duì)各種酚類保留值的影響.結(jié)果表明，除了某些酚外，大部分組分的保留時(shí)間隨酸濃度的變化都不明顯.當(dāng)使用 MSA 溶液時(shí)，濃度從 0.1 mmol·L－1提高到 3 mmol·L－1時(shí)，2，4-二硝基苯酚的保留時(shí)間逐漸縮短，其色譜峰的位置從2，4-二甲基苯酚之后提前到2-硝基苯酚之前.當(dāng)使用HAc溶液時(shí)，濃度從0.03%至2.0%，各個(gè)酚的保留時(shí)間移動(dòng)傾向類似于MSA溶液.用TFA代替HAc結(jié)果一樣.而當(dāng)使用25 mmol·L－1的HAc-NH4Ac緩沖體系時(shí)，不同的pH值(酸堿比例不同)使2，4-二硝基苯酚及4，6-二硝基-2-甲基苯酚保留時(shí)間的變化遠(yuǎn)大于酸溶液.同時(shí)2，4，6-三氯苯酚及五氯苯酚也有很大的變化.

2.2 流動(dòng)相的選擇

不管使用HAc、MSA還是TFA溶液，美國(guó)EPA604中所指定的所有11種酚都能被很好地分離，酸的濃度更低時(shí)分離會(huì)更好.但由于酸的濃度很低時(shí)其溶液易受環(huán)境中二氧化碳的影響導(dǎo)致酸濃度變化，而某些酚對(duì)酸的濃度變化又比較敏感，從而進(jìn)一步導(dǎo)致了方法的重現(xiàn)性變差.因此選用HAc-NH4Ac緩沖鹽體系作為流動(dòng)相，在濃度為25 mmol·L－1，并且酸與堿體積之比為1.45∶1時(shí)，有更好的分離度及方法重現(xiàn)性.

2.3 優(yōu)化在線SPE方法

實(shí)驗(yàn)了不同濃度的酸(HAc或MSA)與不同濃度甲醇或乙腈混合，作為SPE的洗脫溶液洗提雜質(zhì)并保留、濃縮酚類，實(shí)驗(yàn)表明，使用酸/乙腈溶液時(shí)的效率更高，所以使用0.2 mmol·L－1MSA/乙腈為提脫液以降低背景.

2.4 線性、檢出限

在上述色譜條件下，按EPA Method 604中的線性濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn).線性、檢出限數(shù)據(jù)見表2.

表2 11種苯酚類化合物線性、檢出限

2.5 實(shí)際樣品的分析選取瓶裝礦泉水、飲用蒸

餾水和自來(lái)水進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3和表4.

表3 瓶裝礦泉水加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

表4 飲用蒸餾水和自來(lái)水加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

2.6 使用雙梯度泵的其中一個(gè)泵作為大體積進(jìn)樣器

如果所需分析的樣品量不多，可以不使用自動(dòng)進(jìn)樣器.而用雙梯度泵中的一個(gè)泵代替AS-HV.該泵的A及B可放置溶劑，而C可以放置樣品.根據(jù)泵的流量及時(shí)間確定進(jìn)樣量.

方法的干擾來(lái)自溶劑、試劑中的雜質(zhì)、玻璃器皿及其它樣品的處理過(guò)程，所以高靈敏度實(shí)驗(yàn)必須使用高純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)所需器皿必須仔細(xì)清洗干凈.大體積進(jìn)樣時(shí)，樣品的pH值需用MSA調(diào)整至3.5以下.AS-HV自動(dòng)進(jìn)樣器的管路及定量環(huán)與高有機(jī)含量的溶劑不兼容，因此必須用不銹鋼或PEEK材料對(duì)相應(yīng)的部件或管路進(jìn)行改造.

3 結(jié)論

在線SPE(OnLine SPE)方法對(duì)環(huán)境中酚的測(cè)定可完全滿足EPA方法604的要求.該方法簡(jiǎn)單可靠、重現(xiàn)性高而且線性好，靈敏度達(dá)到GC的水平，而且適應(yīng)性更好.戴安UltiMate 3000系列雙梯度泵配合變色龍軟件可以簡(jiǎn)單、方便地實(shí)現(xiàn)OnLine SPE的所有要求.