陳 晨，趙志強

（天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300191）

多氯聯(lián)苯（polychlorinated biphenyls,PCBs）是一類由人工合成的氯代大分子化合物，根據(jù)氯原子取代位置及數(shù)量不同，依次以PCB1～PCB209命名[1]。PCBs 具有生物毒性和半揮發(fā)性，能夠隨環(huán)境介質(zhì)進行遷移，造成全球性污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成巨大威脅[2-5]。我國對水中PCBs的濃度總量有著嚴格的控制要求，PCBs 的分析檢測方法也因此成為業(yè)內(nèi)關注的熱點?！兜叵滤|(zhì)量標準》（GB/T 14848—2017）中規(guī)定：多氯聯(lián)苯（總量）為包括PCB194 和PCB206 在內(nèi)的9 種多氯聯(lián)苯單體的加和?，F(xiàn)行行業(yè)標準《水質(zhì)多氯聯(lián)苯的測定氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ 715—2014）及相關文獻[6-8]的目標化合物中不包括PCB194 和PCB206 兩種多氯聯(lián)苯，因此需要建立與之對應的分析方法，確保相關監(jiān)測工作的順利開展。

常見的PCBs 分析方法有氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法兩種。氣相色譜法[9-10]使用電子捕獲檢測器，根據(jù)保留時間定性，外標法定量。由于PCBs 化合物種類繁多，而且大多存在于基質(zhì)復雜的水樣中，氣相色譜法譜圖中會出現(xiàn)非常多的雜峰，化合物的識別和數(shù)據(jù)處理都十分困難，容易出現(xiàn)假陽性。本實驗使用的氣相色譜-質(zhì)譜法根據(jù)保留時間和特征離子定性，內(nèi)標法定量，可以準確找到目標化合物，抗干擾能力強，沒有假陽性的風險，更適合用于PCBs 的測定。

常見的水樣前處理方法包括固相萃取法[11]和液液萃取法[12]。其中液液萃取法操作簡單，耗時短，儀器耗材成本低，雖然檢出限和重復性略遜于固相萃取法，但是完全可以滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749—2006）、《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）和《地下水質(zhì)量標準》（GB/T 14848—2017）等標準對檢出限的要求，因此選擇液液萃取法作為提取方法開展本實驗。

1 實驗部分

1.1 試劑和材料

正己烷、丙酮：農(nóng)殘級；氯化鈉、無水硫酸鈉：在450 ℃下加熱4 h，置于干燥器中冷卻至室溫，密封保存于干凈的試劑瓶中；硫酸：ρ=1.84 g/mL；弗羅里硅土凈化柱：市售，1000 mg/6 mL。

PCB194 標準溶液：ρ=10 μg/mL，溶劑為正己烷（LGC）；PCB206 標準溶液：ρ=100 μg/mL，溶劑為正己烷（o2si）；內(nèi)標標準溶液(IS)：PCB156-2′,6,6′-d3，ρ=100.0 μg/mL（Accustandard）；替代物標準溶液(SS)：PCB114-2′,3′,5′,6′-d4，ρ=100.0 μg/mL（Accustandard）。

1.2 儀器條件

氣相色譜-質(zhì)譜儀：安捷倫8890/5977B；色譜柱：DB-5MS（30 m ×250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度：270 ℃；傳輸線溫度：270 ℃；載氣：氦氣；進樣模式：不分流進樣1 min；柱流量（恒流模式）：1.2 mL/min。升溫程序：初始溫度120 ℃，保持1 min，然后以20 ℃/min 升溫至180 ℃，再以5 ℃/min 升溫至280 ℃，保持20 min。

離子源：EI 源（電子轟擊）；離子源溫度：250 ℃；傳輸線溫度：270 ℃；四級桿溫度：150 ℃。掃描方式：選擇離子掃描（SIM）。選擇離子掃描分為4段，分段情況見表1，選擇離子參見表2。

表1 選擇離子掃描分段Tab.1 Step-scan of selected ion monitoring

表2 目標化合物測定參考參數(shù)Tab.2 Reference parameters for target compound determination

1.3 實驗步驟

準確量取水樣1 L 至分液漏斗中，加入替代物，調(diào)節(jié)水樣的pH 值至5～9，加入20 g 氯化鈉，完全溶解后用正己烷萃取，收集萃取液經(jīng)干燥柱脫水后濃縮至10 mL。依次采取硫酸凈化、弗羅里硅土固相萃取柱凈化。收集淋洗液，將淋洗液濃縮至1.0 mL 以下，加入內(nèi)標，再用正己烷定容至1.0 mL，轉(zhuǎn)移到樣品瓶中待分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取次數(shù)對實驗結(jié)果的影響

量取1 L 空白水樣，加入固定濃度的標準溶液，得到空白加標樣品。分別萃取1 次、2 次、3次、4 次，每次使用正己烷40 mL，比較不同萃取次數(shù)的影響。每種萃取次數(shù)均平行測定3 次，取平均值計算加標回收率，測定結(jié)果見表3。

表3 不同萃取次數(shù)加標回收率測定結(jié)果Tab.3 The results of the standard addition recovery rate of different extraction times

根據(jù)結(jié)果可知，為得到較為理想的回收率，至少需要重復萃取3 次，減少萃取次數(shù)會顯著降低回收率；萃取3 次以上對回收率無顯著提升，但是會增加試劑和時間的消耗。因此選擇重復萃取3 次更為合理。

2.2 內(nèi)標和替代物的選擇

使用氣相色譜-質(zhì)譜法測定多氯聯(lián)苯常用的內(nèi)標為PCB77-d6 和PCB156-2′,6,6′-d3；替代物為PCB28-2′,3′,5′,6′-d4 和PCB114-2′,3′,5′,6′-d4，向含有目標化合物PCB194 和PCB206 的樣品中加入這四種物質(zhì)，測定結(jié)果見圖1。

從圖1 可以看出，PCB28-2′,3′,5′,6′-d4 和PCB77-d6 出峰較早，與目標化合物分子量差異較大，不適合作為本方法的內(nèi)標和替代物。PCB114-2′,3′,5′,6′-d4 和PCB156-2′,6,6′-d3 與目標化合物出峰時間接近，化學性質(zhì)相似，且氘代化合物不會出現(xiàn)在樣品中影響測定結(jié)果。因此本實驗選擇PCB114-2′,3′,5′,6′-d4 作為替代物、PCB156-2′,6,6′-d3 作為內(nèi)標開展實驗。

圖1 內(nèi)標和替代物選擇總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of IS &SS

2.3 干擾和消除

實際樣品中可能存在的色素、油類、脂肪類雜質(zhì)會影響色譜柱對目標化合物的分離效果，干擾測定結(jié)果，可采用硫酸和弗羅里硅土固相萃取柱對水樣進行凈化。

向含PCB194 和PCB206 的水樣中加入不同濃度的其他18 種PCBs 的混合標液作為干擾物進行實驗，測定結(jié)果見圖2。

圖2 干擾實驗總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of interference test

由圖2 可知，經(jīng)過凈化，目標物PCB194 和PCB206 能夠被分離和檢測且峰形較好；同時，由于PCB194 和PCB206 分子量大，保留時間長，與其他18 種PCBs 的測定結(jié)果不會相互干擾。

2.4 標準曲線的繪制

分別吸取不同體積的標準溶液和替代物標準溶液，配制成濃度為10.0 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100 μg/L、200 μg/L、500 μg/L 的標準系列，并加入5.0 μL 內(nèi)標使用液，用正己烷稀釋至1.0 mL進行分析，得到目標化合物的質(zhì)譜圖。以目標化合物濃度與內(nèi)標化合物濃度的比值為橫坐標，以目標化合物定量離子的響應值與內(nèi)標化合物定量離子的響應值的比值為縱坐標，繪制標準曲線，結(jié)果見表4。

表4 多氯聯(lián)苯標準曲線測定結(jié)果Tab.4 Polychlorinated biphenyl standard curve determination results

由表4可知，PCB194和PCB206 在10～500μg/L范圍內(nèi)線性關系良好，標準曲線的相關系數(shù)r 均為0.998。

2.5 檢出限的測定

向1 L 空白水樣中加入PCB194、PCB206 標準溶液，得到濃度為10 ng/L 的加標樣品。同時制備7 份樣品，按方法要求的步驟測定，進行方法檢出限實驗。

按照檢出限公式MDL=t(n-1,0.99)×s 計算方法檢出限，做7 次平行樣品分析。式中：n 為重復樣品數(shù)；t(n-1,0.99)為置信度99%、自由度（n-1）時的t 值，當n=7 時，t 值取3.143；s 為標準偏差，得到多氯聯(lián)苯的檢出限結(jié)果見表5。

表5 多氯聯(lián)苯檢出限測定結(jié)果Tab.5 The detection limit of polychlorinated biphenyls

由表5 得到，PCB194 的方法檢出限為1.7 ng/L，PCB206 的方法檢出限為1.8 ng/L。規(guī)定測定下限為4 倍檢出限，PCB194 測定下限為6.8 ng/L，PCB206 測定下限為7.2 ng/L。

2.6 精密度和準確度的測定

分別量取1 L 水樣至分液漏斗中，加入一定量的PCB194、PCB206 標準溶液，使水樣中的目標物濃度分別為10 ng/L、200 ng/L 和500 ng/L，每個濃度制備6 個樣品。經(jīng)萃取、凈化后定容至1.0 mL，進行測定。計算加標回收率驗證準確度，計算相對標準偏差驗證精密度，結(jié)果見表6。

表6 多氯聯(lián)苯準確度和精密度測定結(jié)果Tab.6 polychlorinated biphenyls accuracy and precision determination results

根據(jù)表6，得到PCB194 和PCB206 在三個濃度水平的加標回收率分別為92.0%、78.0%～83.0%和82.8%～95.0%,相對標準偏差分別為5.3%～5.7%、2.0%～2.8%和6.1%～7.0%。

3 結(jié)論

本文建立了液液萃取/氣相色譜-質(zhì)譜法測定水中PCB194 和PCB206 兩種多氯聯(lián)苯的方法。PCB194 和PCB206 方法檢出限分別為1.7 ng/L和1.8 ng/L，測定下限分別為6.8 ng/L 和7.2 ng/L，相對標準偏差2.0%～7.0%，加標回收率78.0%～95.0%。本方法操作簡單，抗干擾能力強，結(jié)果重現(xiàn)性好，滿足《地下水質(zhì)量標準》（GB/T 14848—2017）中的相關要求，可以用于地下水樣品的測定，為開展相關工作提供技術支持。