袁靜+張平安+潘暢+錢(qián)寶

長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)局益陽(yáng)分局； 4長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局）

摘要 以UV-HPLC為監(jiān)測(cè)手段，建立了氯苯的高效液相色譜分析法，系統(tǒng)地研究了波長(zhǎng)、流動(dòng)相配比、柱溫以及流速和響應(yīng)值之間的關(guān)系。該方法分析時(shí)間短、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)重復(fù)性好，已成功地應(yīng)用于水利部能力驗(yàn)證考核樣比測(cè)和地表水監(jiān)測(cè)中。

關(guān)鍵詞 UV-HPLC；氯苯；地表水監(jiān)測(cè)；精確分析中圖分類號(hào) O657.7+2；X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）20-0158-02

氯苯類化合物是化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的一類有機(jī)污染物，不易分解，對(duì)環(huán)境和人體有極大危害。氯苯類化合物是我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)優(yōu)先控制污染物，其檢測(cè)有重要意義[1-3]。因?yàn)槁缺綋]發(fā)性強(qiáng)，在水中溶解度小，EPA和國(guó)標(biāo)中對(duì)氯苯的測(cè)試分別采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GC-MS和氣相色譜法ECD-GC或FID-GC。但質(zhì)譜儀MS價(jià)格昂貴，一般實(shí)驗(yàn)室配置率不高；ECD-GC則因?yàn)槁缺街新鹊馁|(zhì)量占31.6%，比例比較低，其響應(yīng)值明顯弱于其他同系物，在低濃度時(shí)常常檢測(cè)不到信號(hào)，適用性較差。因此，氯苯多采用FID-GC[4-9]，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為《水質(zhì) 氯苯的測(cè)定 氣相色譜法》（HJ T74—2001）[10]。該標(biāo)準(zhǔn)使用較為落后的填充柱分離手段，不能適應(yīng)現(xiàn)階段發(fā)展的需要，在實(shí)際工作中，常常用毛細(xì)管柱替換，但由于氯苯出峰時(shí)間較早，如果試驗(yàn)條件設(shè)置不當(dāng)，則不容易與溶劑峰相分離，甚至?xí)霈F(xiàn)在較高濃度下檢測(cè)不到氯苯信號(hào)峰的情況，給實(shí)際監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)影響[11-15]。因此，如何建立一種靈敏、快速、經(jīng)濟(jì)、適合批量樣品分析的操作流程，對(duì)于保證氯苯調(diào)查評(píng)價(jià)工作的正常實(shí)施和獲取可靠數(shù)據(jù)具有十分重要的意義。

利用高效液相液色譜儀（HPLC）開(kāi)展了針對(duì)氯苯的研究與優(yōu)化，通過(guò)控制不同的試驗(yàn)條件，篩選出最合適的色譜條件，以提高分析效率。該方法簡(jiǎn)便易行，適用于批量樣品的分析，與氣相方法相比，本方法具有分離時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度和精密度高的優(yōu)點(diǎn)，適用于地表水和生活飲用水中氯苯的批量分析測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 方法原理

用有機(jī)溶劑萃取水樣中的氯苯類化合物，萃取液經(jīng)凈化、濃縮、定容后，用帶有紫外檢測(cè)器的液相色譜儀（UV-HPLC）進(jìn)行分析，色譜柱為C18柱，以保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量[16]。

1.2 儀器、標(biāo)準(zhǔn)品與試劑

本試驗(yàn)采用了美國(guó)Thermo公司的 UltiMate3000高效液相色譜儀，配備了Thermo C18不銹鋼色譜柱，4.6 mm×250.0 mm，內(nèi)裝粒徑5 μm，所采用紫外檢測(cè)器型號(hào)為VWD-3100。

流動(dòng)相試劑均為色譜純：甲醇（MercK）。采用氯苯標(biāo)準(zhǔn)溶液為水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心標(biāo)準(zhǔn)樣品，批號(hào)為GBW（E）081026，編號(hào)為160821，濃度為100 mg/L；采用的盲樣質(zhì)控為水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心的標(biāo)準(zhǔn)樣品，批號(hào)為GBW（E）081026，編號(hào)為150521和150621，濃度為107、180 mg/L。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

按照環(huán)保部氯苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法，樣品采用甲醇稀釋配制，將樣品配成0.02、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00、50.00、100.00 mg/L的濃度序列，并將質(zhì)控盲樣稀釋10倍。

1.4 樣品預(yù)處理

液液萃取法：取100 mL水樣置于250 mL分液漏斗中，加5 g氯化鈉振蕩溶解，加入2.0 mL苯，振蕩萃取2 min，靜置分層后有機(jī)相經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥，收集1.0 mL于樣品瓶中，不再定容，提取體積以2.0 mL計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)波長(zhǎng)

檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇對(duì)各組分是否有明顯的波峰起關(guān)鍵作用，為使檢測(cè)物質(zhì)波峰明顯、有較強(qiáng)的響應(yīng)值，通常選擇該物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)作為檢測(cè)波長(zhǎng)。先采用純甲醇作為流動(dòng)相，將氯苯標(biāo)準(zhǔn)溶液在190～260 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)每隔2 nm進(jìn)行1次吸光度測(cè)試。結(jié)果顯示，在210 nm波長(zhǎng)處組分的吸收值最大，并且在210 nm處樣品峰無(wú)其他組分干擾吸收，故選擇氯苯的最大吸收波長(zhǎng)210 nm為液相色譜分析時(shí)的最佳紫外監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)。

2.2 溶劑和流動(dòng)相

分別采用常用流動(dòng)相甲醇和水作為載體流動(dòng)相，測(cè)試不同極性大小的載體對(duì)樣品分離能力的強(qiáng)弱。在其他色譜柱條件不變的情況下，將不同配比的甲醇和水（80∶20、85∶15、90∶10、95∶5、100∶0）作為洗脫劑在色譜柱上進(jìn)行分離效果比較，根據(jù)氯苯的出峰時(shí)間、峰高、理論塔板數(shù)和峰形挑選甲醇和水的最佳配比。

結(jié)果顯示，甲醇的比例越低，出峰時(shí)間越晚，分離度越好。這是因?yàn)榧状寂c水相比，水的極性較強(qiáng)，C18為反相色譜柱，極性越強(qiáng)其洗脫能力反而越弱。因此，需要低極性的溶劑才能洗脫吸附在固定相上的溶質(zhì)。當(dāng)甲醇比例過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)氯苯與甲醇水峰難分離的現(xiàn)象。但是隨著甲醇比例降低，峰形擴(kuò)展，柱效降低，分離效果變差。綜合比較，最后確定用甲醇∶水=90∶10作為流動(dòng)相配比進(jìn)行樣品分離。

2.3 柱溫和流速

柱溫升高，組分在兩相之間達(dá)到分配平衡的速度將加快，分析時(shí)間縮短。另外，隨著柱溫的升高，流動(dòng)相的黏度將降低，并降低柱入口處的壓力，減輕給色譜柱帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。但柱溫若太高，一方面柱內(nèi)填料在流動(dòng)相中溶解度將增大，縮短柱子的使用壽命；另一方面各組分的分離選擇性也將隨之變差。若柱溫過(guò)低，峰形將變寬，柱效下降，分析時(shí)間延長(zhǎng)。故本試驗(yàn)柱溫的合適溫度控制在35 ℃。

流速與柱溫類似，過(guò)高的流速會(huì)導(dǎo)致整個(gè)儀器系統(tǒng)壓力增大，增加儀器損壞風(fēng)險(xiǎn)；長(zhǎng)時(shí)間高流速會(huì)使柱子填料疏松，分離效果變差，使用壽命大大降低，故本試驗(yàn)采用常規(guī)流速1.0 mL/min。endprint

最終色譜條件確定為流動(dòng)相為甲醇∶水=90∶10，流速為1.0 mL/min，溫度35 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)為210 nm。分離色譜圖見(jiàn)圖1。

2.4 外標(biāo)法測(cè)定氯苯含量

在上述方法確定的最佳色譜操作條件下定量進(jìn)樣，通過(guò)回歸分析得到峰面積與氯苯標(biāo)準(zhǔn)樣品序列之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程（表1）。本試驗(yàn)濃度序列相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999 9，線性關(guān)系良好，線性方程為Y=0.367 8X+0.030 1。

2.5 方法檢出限

向高純水中加入待測(cè)物，配制7個(gè)較低濃度的加標(biāo)樣品，使其濃度為0.010 mg/L，約為預(yù)估MDL的1～5倍。用與樣品相同的前處理步驟和分析步驟分析檢測(cè)7個(gè)加標(biāo)空白。根據(jù)美國(guó)EPA及水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》[16]（SL 219—2013）對(duì)方法檢出限規(guī)定。

方法檢出限計(jì)算公式：

MDL=SD×t（n-1，1-α=0.99）（1）

式中：SD為n次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差；t為自由度為n-1、置信度為99%的t值；n為樣品重復(fù)測(cè)量的次數(shù)；1-α為置信水平。

如果重復(fù)測(cè)定7次，置信水平為99%，查t值后，公式可以簡(jiǎn)化為MDL=3.14SD=0.000 21 mg/L，則氯苯的檢出限為0.21 μg/L。

測(cè)定下限又稱檢測(cè)限或測(cè)量限，是指在限定誤差能夠滿足預(yù)定要求的前提下，用特定的方法能夠準(zhǔn)確定量測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的最低濃度或含量。以4MDL（檢出限）為測(cè)定下限（RQL），即以4倍檢出限濃度作為測(cè)定下限。根據(jù)式（1）可知，RQL=4MDL=4×0.000 21=0.000 84 mg/L。由此可知，氯苯的測(cè)定下限為0.000 84 mg/L。

2.6 精密度

將質(zhì)控盲樣稀釋10倍后測(cè)定7次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

7次測(cè)定平均值為10.709、18.031 mg/L，因樣品為稀釋10倍后測(cè)定，故原樣品濃度應(yīng)為107.09、180.31 mg/L，測(cè)定值在真值范圍內(nèi)，測(cè)定值準(zhǔn)確有效。通過(guò)計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.077 8、0.058 5 mg/L，變異系數(shù)為0.727%、0.325%。

總體來(lái)說(shuō)，該方法靈敏度高、重現(xiàn)性好、響應(yīng)快、檢測(cè)限低、線性范圍寬、易于操作、穩(wěn)定性較好，能夠滿足測(cè)定的要求。

2.7 實(shí)際樣品測(cè)定

2.7.1 加標(biāo)回收率試驗(yàn)。用本試驗(yàn)方法測(cè)定陸水水庫(kù)三線三點(diǎn)實(shí)際水樣中的氯苯類物質(zhì)，并做了雙加標(biāo)試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如表3所示。

對(duì)實(shí)際水樣陸水水庫(kù)2采用雙加標(biāo)方法測(cè)定回收率，加標(biāo)質(zhì)量濃度為1.0、2.0 mg/L，然后進(jìn)行3次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。由結(jié)果可知，3次加標(biāo)回收率平均值為105.1%，符合生產(chǎn)要求。

2.7.2 能力驗(yàn)證樣品測(cè)定。采用該方法對(duì)2016年水利部

能力驗(yàn)證樣品進(jìn)行方法比測(cè)，已順利通過(guò)考核。測(cè)得結(jié)果見(jiàn)表5。與標(biāo)準(zhǔn)方法相比，本文結(jié)果具有較好的一致性，且穩(wěn)定性更高。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)經(jīng)多次控制變量法確定高效液相法測(cè)定氯苯的最佳色譜條件：流動(dòng)相為甲醇∶水=90∶10，流速1.0 mL/min，溫度35 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm，進(jìn)樣體積10 μL。本條件下高效液相色譜法測(cè)定氯苯具有操作簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確度和精密度較高、線性關(guān)系良好等優(yōu)點(diǎn)。氯苯類化合物的響應(yīng)值高，對(duì)測(cè)試條件要求不高，適合于在普通實(shí)驗(yàn)室推廣，是分析氯苯的理想方法。

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