摘 要：為了使苯并[a]芘的檢測更簡單高效，本文對(duì)氧化鋁柱層析-液相色譜法測定苯并[a]芘的方法進(jìn)行優(yōu)化，采用液液萃取-液相色譜法對(duì)生活飲用水及水源水中的苯并[a]芘進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，在色譜柱流速為1.00 mL·min-1、流動(dòng)相甲醇與水的體積比為8.5∶1.5、柱溫為30 ℃、進(jìn)樣量為

10.00 μL以及檢測波長為激發(fā)波長303 nm、發(fā)射波長425 nm的色譜條件下，使用液液萃取-高效液相色譜法測定生活飲用水和水源水中苯并[a]芘，檢出限、精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率均能滿足《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 第8部分：有機(jī)物指標(biāo)》（GB/T 5750.8—2023）的要求。相對(duì)于氧化鋁柱層析法和固相萃取法，液液萃取法具有操作簡單、精密度和正確度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，而且可操作性強(qiáng)，適用

范圍廣。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜法；苯并[a]芘；液液萃取

Optimization of the Method for the Determination of Benzo[a]pyrene in Drinking Water and Source Water by High Performance Liquid Chromatography

ZENG Meijuan

（Qingyuan Qinghuan Testing Technology Co.， Ltd.， Qingyuan 511500， China）

Abstract： In order to make the detection of benzo [a] pyrene more simpler and efficient， the method of alumina column chromatoid-liquid chromatography for the determination of benzo [a] pyrene is optimized， the detection of benzo [a] pyrene in drinking water and source water is conducted by liquid liquid extraction chromatography. The results show that under the chromatographic conditions of column flow rate of 1.00 mL·min-1， volume ratio of methanol to water of mobile phase of 8.5∶1.5， column temperature of 30 ℃， injection volume of 10.00 μL and detection wavelength of excitation wavelength of 303 nm and emission wavelength of 425 nm， the detection limit， precision， accuracy and recovery rate of benzo [a] pyrene in drinking water and source water can meet the requirements of GB/T 5750.8—2023. Compared to alumina column chromatography and solid-phase extraction， liquid-liquid extraction has the advantages of simple operation， high precision and accuracy， and good repeatability， stronger operability and wide application range.

Keywords： high performance liquid chromatography; benzo [a] pyrene; liquid-liquid extraction

苯并[a]芘是一種由5個(gè)苯環(huán)構(gòu)成的分布廣泛、致癌性極強(qiáng)的多環(huán)芳烴類化合物。環(huán)境中苯并[a]芘的來源多種多樣，如煤和石油等化石燃料燃燒、工業(yè)廢棄物和生活垃圾等燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣排放等工業(yè)生產(chǎn)和人類活動(dòng)會(huì)釋放大量含有苯并[a]芘的廢氣。苯并[a]芘在環(huán)境中具有半揮發(fā)性，大部分會(huì)吸附在顆粒物上，經(jīng)自然沉降、雨水沖刷到地面，進(jìn)而污染土壤和水體。

苯并[a]芘具有較強(qiáng)致癌、致畸、致突變和內(nèi)分泌干擾等危害性，嚴(yán)重危害人體健康，同時(shí)會(huì)對(duì)微生物菌群造成嚴(yán)重影響[1-3]。所以，我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）[4]和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）[5]都對(duì)苯并[a]芘有明確的限值要求。苯并[a]芘在GB 5749—2022中的限值要求是0.01 μg·L-1，在GB 3838—2002中的限值要求是0.002 8 μg·L-1。因此，對(duì)生活飲用水和水源水中苯并[a]芘含量的檢測變得尤為重要。

目前，檢測水中苯并[a]芘的國標(biāo)方法有高效液相色譜法[6-10]和氣相色譜質(zhì)譜法[11-12]。《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 第8部分：有機(jī)物指標(biāo)》

（GB/T 5750.8—2023）[13]中推薦采用的苯并[a]芘檢測方法是氧化鋁柱層析-液相色譜法和固相萃取-液相色譜法。但是，氧化鋁柱層析法采用常壓吸附的富集方式，具有檢測時(shí)間長、操作步驟煩瑣等缺點(diǎn)。固相萃取法因固相萃取儀造價(jià)昂貴，進(jìn)樣通道少，不適合大規(guī)模樣品檢測，對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件要求較高，許多實(shí)驗(yàn)室不具備應(yīng)用該方法的能力。鑒于此，本文采用液液萃取-液相色譜法對(duì)生活飲用水及水源水中的苯并[a]芘進(jìn)行檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

安捷倫1260II型液相色譜儀，配備熒光檢測器和真空在線脫氣裝置。?？破叫袧饪s儀，型號(hào)AutoEVA-20PLUS。安捷倫C18反相色譜柱，型號(hào)120EC-C18（4.6 mm×150 mm，4 μm）。青島順昕自動(dòng)液液萃取儀，型號(hào)3000型。梨形分液漏斗，規(guī)格2 000 mL。具塞錐形瓶，規(guī)格150 mL。有機(jī)相過濾頭，0.22 μm。

1.2 試劑與樣品

正己烷（色譜純）、甲醇（色譜純）、乙腈（色譜純），安譜試劑。硫代硫酸鈉（分析純）、氯化鈉（分析純）、無水硫酸鈉（分析純），廣州化學(xué)試劑。無水硫酸鈉在400 ℃下烘烤2 h，冷卻后密封待用。

甲醇/二氯甲烷（1∶1）中苯并[a]芘溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品，生態(tài)環(huán)境部環(huán)境發(fā)展中心環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所，編號(hào)GSB07-3045-2013，批號(hào)445203，濃度100 μg·mL-1。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 水樣采集與保存

使用棕色玻璃瓶采樣，采樣瓶必須預(yù)先清洗干凈并烘干，不能用水樣潤洗采樣瓶，避免吸附樣品[14]。水樣應(yīng)完全注滿采樣瓶，不留氣泡。采集生活飲用水時(shí)，應(yīng)在消毒前采集，若有余氯存在，應(yīng)在每升水樣中加入0.5 mL濃度為100 g·L-1的硫代硫酸鈉溶液；采集水源水時(shí)，應(yīng)將帶蓋采樣瓶沒入水面下，再將蓋子打開進(jìn)行采樣。水樣應(yīng)避光在4 ℃下冷藏保存，7 d內(nèi)進(jìn)行萃取，14 d內(nèi)分析完畢。

1.3.2 流動(dòng)相比例優(yōu)化

取相同濃度的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液，設(shè)置流動(dòng)相甲醇與水的體積比為8.0∶2.0、8.5∶1.5、9.0∶1.0、9.5∶0.5，在流速為1.00 mL·min-1、柱溫為30 ℃、進(jìn)樣量為10.00 μL以及檢測波長為激發(fā)波長303 nm、發(fā)射波長425 nm的色譜條件下進(jìn)行檢測，選擇最優(yōu)的流動(dòng)相比例作為分析條件。

1.3.3 水樣前處理

搖勻水樣，量取1 000 mL水樣于2 000 mL梨形分液漏斗中，加入20 g氯化鈉和30 mL正己烷，之后將其置于自動(dòng)液液萃取儀上萃取5 min，靜置分層后收集萃取液于150 mL具塞錐形瓶中，重復(fù)萃取3遍，合并萃取液，加入無水硫酸鈉至有流動(dòng)的無水硫酸鈉出現(xiàn)，放置30 min，脫水干燥[14]。

轉(zhuǎn)移萃取液于濃縮瓶中，并用正己烷少量多次淋洗具塞錐形瓶，并與萃取液合并，將濃縮瓶置于平行濃縮儀中濃縮至1 mL。向濃縮液中加入5 mL乙腈，再濃縮至1 mL以下，重復(fù)3次，最后用乙腈準(zhǔn)確定容到1.0 mL，經(jīng)0.22 μm有機(jī)相濾頭過濾后上機(jī)檢測。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

用甲醇作為溶劑，將100 μg·mL-1的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成濃度為0.200 μg·L-1、0.500 μg·L-1、1.000 μg·L-1、2.000 μg·L-1、3.000 μg·L-1及5.000 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化后的色譜條件下進(jìn)行檢測[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 流動(dòng)相比例優(yōu)化

不同流動(dòng)相比例下苯并[a]芘的色譜圖見圖1，檢測結(jié)果見表1。從表1可以看出，隨著流動(dòng)相中甲醇比例的增大，苯并[a]芘的保留時(shí)間、峰寬和對(duì)稱因子隨之減小，峰高隨之增大。峰寬減小時(shí)峰高增大，因此峰面積變化不大?？梢钥闯觯状急壤叫?，峰形越好，但出峰時(shí)間越長。綜合峰形和出峰時(shí)間考慮，選擇甲醇與水的體積比為8.5∶1.5作為最佳流動(dòng)相比例。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

以苯并[a]芘的質(zhì)量濃度x（μg·L-1）為橫軸，以峰面積y為縱軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖2所示。苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=1.035x+0.034 90，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5。

2.3 方法檢出限測定

按優(yōu)化后的色譜條件，依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168—2020）[15]的規(guī)定，對(duì)濃度為0.200 μg·L-1的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)測定7次，按照式（1）計(jì)算方法檢出限。

MDL=3.143×S（1）

式中：MDL為檢出限；S為標(biāo)準(zhǔn)偏差。

因本文樣品前處理濃縮倍數(shù)為1 000，故實(shí)際樣品的檢出限計(jì)算公式為

MDL=3.143×S/1 000" " " "（2）

一般情況下，以4倍檢出限作為測定下限[15]，測量結(jié)果見表2。從表2可以看出，本文方法檢出限優(yōu)于氧化鋁柱層析-液相色譜法的檢出限1.4 ng·L-1和固相萃取-液相色譜法的檢出限2.0 ng·L-1，證明本文方法檢出限可以滿足GB/T 5750.8—2023的方法檢出限要求。

2.4 方法精密度和正確度測定

將100 μg·mL-1的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成濃度為0.200 μg·L-1、2.500 μg·L-1、4.500 μg·L-1的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液，均按優(yōu)化后的色譜條件平行測定6次，分別計(jì)算各濃度測定結(jié)果的平均值、相對(duì)誤差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。從表3可以看出，通過對(duì)低、中、高濃度的測定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.7%～3.6%，滿足GB/T 5750.8—2023的精密度和正確度要求，證明本文方法精密度好、正確度高。

2.5 加標(biāo)回收率測定

在1 000 mL清遠(yuǎn)市江南水廠出廠水和五一碼頭水源水中分別加入2 μL、20 μL、40 μL的苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg·L-1），配制低、中、高濃度各4份加標(biāo)水樣，采用本文方法進(jìn)行實(shí)際樣品檢測和加標(biāo)回收率測試，計(jì)算實(shí)際樣品加標(biāo)回收率，結(jié)果見表4。從表4可以看出，加標(biāo)回收率在83.2%～95.9%，證明本方法加標(biāo)回收率較高。

2.6 實(shí)際樣品測定

分別取清遠(yuǎn)市部分出廠水、管網(wǎng)水和水源水各1 000 mL水樣，采用本文方法對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行檢測，由于響應(yīng)值太低，色譜圖上未出峰，所以按小于檢出限報(bào)出（表5）。

3 討論與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在色譜柱流速為1.00 mL·min-1、流動(dòng)相甲醇與水的體積比為8.5∶1.5、柱溫為30 ℃、進(jìn)樣量為10.00 μL以及檢測波長為激發(fā)波長303 nm、發(fā)射波長425 nm的色譜條件下，使用液液萃取-高效液相色譜法測定生活飲用水和水源水中苯并[a]芘，檢出限、精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率均能滿足GB/T 5750.8—2023的要求。相對(duì)于氧化鋁柱層析法和固相萃取法，液液萃取法具有操作簡單、精密度和準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件要求不高，可操作性更強(qiáng)，適用范圍更廣。但是，受研究水體的限制，本文提出的液液萃取-高效液相色譜法只適用于生活飲用水及水源水中苯并[a]芘的測定。

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