魏冬梅,李會蘭,李玉勇,李 建,陸文靈**
(1.云南省生態(tài)環(huán)境廳駐文山州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站,云南 文山 663099;2.文山州農(nóng)業(yè)科學院,云南 文山 663099)
酚類化合物由于用途廣泛已成為當今世界上危害大、污染范圍廣的重要污染物之一[1]。其中,氯酚類化合物毒性大,難降解[2],具有生物累積性、環(huán)境穩(wěn)定性和生物毒性[3]。含酚廢水直接排放或灌溉農(nóng)田,還會污染大氣、水、土壤和食品[4],并通過呼吸、飲用、接觸或者食物鏈的富集影響人體健康,長期飲用被污染的水會引起頭昏、出疹、瘙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,嚴重的會引起死亡[5-6]。2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚已列入我國水中優(yōu)先控制污染物黑名單[7]。因此,對氯酚類化合物進行定性和定量測定具有重要的意義。
我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[8](GB3838-2002)、《地下水質(zhì)量標準》[9](GB/T 14848-2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標準》[10](GB/T 5749-2006)監(jiān)測項目中包含了2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚。目前3種酚類化合物的測定方法主要有氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法、液固萃取-高效液相色譜法和液相色譜質(zhì)譜法等。本文采用經(jīng)典液液萃取-高效液相色譜法同時測定水中2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚,并對實驗條件進行優(yōu)化和驗證。
1.1.1 儀器和設(shè)備
Agilent 1260 infinty II高效液相色譜儀(配備紫外波長檢測器);F-040D型超聲波清洗器;順昕 3000型液液萃取儀;Turbo Vap Ⅱ型全自動氮吹濃縮儀;ULUP-III-20T型優(yōu)普純水機。
1.1.2 試劑
甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯試劑,均為德國默克公司(色譜級);冰乙酸、鹽酸,均購于成都科龍化工試劑廠(優(yōu)級純);氯化鈉和無水硫酸鈉,均購于國藥(分析純,使用前在 400 ℃ 烘干 4 h);超純水;甲醇中的2,4-二氯酚標準物質(zhì)(1.03 mg/mL)、2,4,6-三氯酚標準物質(zhì)(1.00 mg/mL)、五氯酚標準物質(zhì)(1.01 mg/mL),均購于中國計量科學研究院。
1.2.1 樣品采集與保存
原水直接采集至 1 L 棕色硬質(zhì)玻璃瓶,加入1+3(體積比)鹽酸將水樣調(diào)節(jié)至pH<2。水樣應(yīng)充滿樣品瓶并加蓋密封,在0~4 ℃ 避光保存。
1.2.2 水樣處理
搖勻水樣,量取 1000 mL,倒入 2000 mL 分液漏斗中;加入 30 g 氯化鈉,振搖溶解;加入 30 mL 二氯甲烷/乙酸乙酯(1+1,體積比)混合溶劑,振搖 10 min,靜置分層后,收集有機相。重復(fù)萃取2次,合并有機相,經(jīng)無水硫酸鈉脫水,全自動氮吹濃縮定容至 1 mL,待測。
1.3.1 萃取溶劑的選擇
氯酚類化合物屬半揮發(fā)性極性化合物,本文選擇了二氯甲烷、二氯甲烷-乙酸乙酯、二氯甲烷-正己烷作為前處理萃取劑,對比不同萃取溶劑的萃取效率。萃取效率比較表見表1。
表1 不同溶劑萃取效率比較表 %
通過實驗發(fā)現(xiàn),使用1+1(體積比)二氯甲烷/乙酸乙酯混合溶劑作為萃取劑的萃取效率最高。
1.3.2 色譜條件
Agilent InfinityLab Poroshell 120 EC-C18色譜柱(φ4.6 mm×150 mm,4.0 μm);流速 1.0 mL/min;柱溫:40 ℃;進樣量:20 μL;流動相:甲醇/水(1%冰乙酸);紫外檢測波長:295 nm。
1.3.3 流動相比例、流速選擇
分別以乙腈/水、乙腈/水(1%冰乙酸)、甲醇/水、甲醇/水(1%冰乙酸)作為流動相進行測試。以乙腈/水、甲醇/水作為流動相基線干擾大,色譜色譜峰面積較小。以乙腈/水(1%冰乙酸)作為流動相存在干擾峰。
通過試驗對比,選擇甲醇/水(1%冰乙酸)作為流動相進行方法驗證和實樣測試,改變流動相比例和流速,篩選最優(yōu)條件。篩選結(jié)果見表2。
表2 流動相比例、流速篩選表
結(jié)果表明,當流動相甲醇比例越大、流速越快,目標化合物出峰越快,但實樣測試發(fā)現(xiàn)快速出峰目標化合物會受到雜質(zhì)峰干擾,快速升高流動相比例會導(dǎo)致基線不穩(wěn)。通過試驗篩選,當流速為 1.0 mL/min,流動相比例:0~3 min,V[水(1%冰乙酸)]∶V(甲醇)保持45∶55,甲醇以2.5%/min升至85%,保持 5 min,可以實現(xiàn)目標化合物分離度好,不受基線、雜質(zhì)峰的影響,且在 16 min 內(nèi)出峰。標準色譜圖見圖1。
圖1 標準液色譜圖
分別從質(zhì)量濃度為 1.0 mg/mL 的2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚標準溶液中移取 50 μL,配置成質(zhì)量濃度為 50 μg/mL 的混合標準使用液。再用混合標準使用液分別配制0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 μg/mL 的標準系列。校準曲線見表3。
表3 校準曲線結(jié)果表
按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2020)中檢出限測定的相關(guān)要求,對空白加標樣品進行檢出限、測定下限測定,平行測定 8次。結(jié)果見表4。
該方法3種酚類化合物檢出限低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)、《地下水質(zhì)量標準》 (GB/T 14848-2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標準》 (GB/T 5749-2006)的相關(guān)標準限值,能夠滿足相關(guān)標準限值要求。
對2個不同濃度(0.2 μg/L、4.0 μg/L)空白加標水樣,按照實驗方法進行目標化合物精密度、準確度測定,重復(fù)測定7次,加標回收率及精密度見表5。
表5 精密度、準確度測定結(jié)果表 (n=7)
由表5可知,目標化合物加標回收率為80.5%~97.5%,RSD為0.2%~5.1%,該方法測定水中3種酚類化合物精密度好、回收率高。
采集地表水和地下水樣,按測定方法對樣品進行測定和加標實驗,加標質(zhì)量濃度為 0.5 μg/L,地表水、地下水樣均未檢出目標化合物,加標回收率為82.7%~89.4%。實樣加標色譜圖見圖2。
圖2 實樣加標色譜圖
本研究建立了液液萃取-高效液相色譜法測定水中2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚的分析方法。該方法前處理簡單、快速,檢出限低、分離度好、精密度好、回收率高,具有較好的線性系數(shù)。以1+1(體積比)二氯甲烷/乙酸乙酯為萃取劑,以甲醇/水(1%冰乙酸)為流動相等度洗脫,紫外檢測波長 295 nm,測定地表水和地下水,結(jié)果表明,方法檢出限符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》 (GB 3838-2002)、《地下水質(zhì)量標準》(GB/T 14848-2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB/T 5749-2006)中2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚的標準限值要求。方法可用于地表水、地下水中酚類化合物的監(jiān)測工作。