王桂珍，王金花，張飛，蔣宗園，范思藝，寧東峰

（1.河南省南水北調(diào)渠首生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)急中心，河南南陽 473000； 2.河南省南陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南南陽 473000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所，河南新鄉(xiāng) 453002）

近年來，經(jīng)過我國城市化、工業(yè)化以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，企業(yè)污染物排放，化學(xué)原料和化學(xué)制品等制造業(yè)廢氣、水排放會(huì)造成環(huán)境污染。氯苯類化合物(簡稱CBs)作為化學(xué)制品的生產(chǎn)原料、反應(yīng)助劑、傳熱材料和中間體等被廣泛使用[1]。由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且刺鼻難聞、高毒、難以降解及易溶于有機(jī)溶劑等特性，很容易在人體及動(dòng)物體內(nèi)蓄積，尤其能對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生抑制，損害各類臟器[2]，并具有遺傳毒性，可致突變、致癌和致畸[3]。美國及歐盟等諸多國家已將其列為危險(xiǎn)化合物“黑名單”和優(yōu)先控制污染物[4-5]。我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)規(guī)定了1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、三氯苯(總量)和六氯苯的限值，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)也對(duì)氯苯類化合物的限值做了相應(yīng)規(guī)定。

水體中氯苯類化合物殘留量較低。目前，氣相色譜法[6-11]、液相色譜法[12]和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法[13-16]常用于對(duì)氯苯類化合物的測(cè)定分析。在對(duì)水樣進(jìn)行富集濃縮時(shí)，樣品處理方法之間也存在一定差異，如吹掃捕集法[13-14]、頂空平衡處理[6-7,16]或液液溶劑萃取[4,17]、固相萃取[12]、固相微萃取[15-16]等。由于液液萃取耗時(shí)長、過程復(fù)雜，富集提取過程會(huì)用到大量有機(jī)溶劑，易對(duì)人體和環(huán)境造成危害和污染。而吹掃或頂空處理方便簡單，但六氯苯沸點(diǎn)較高，測(cè)定回收率較低。固相萃取法則利用一定的吸附填料將目標(biāo)化合物與干擾物依次進(jìn)行分離，操作過程簡單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。筆者通過對(duì)色譜柱、有機(jī)溶劑及洗脫體積等條件進(jìn)行探討和驗(yàn)證，采用固相萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)地表水中7種氯苯類化合物。該方法準(zhǔn)確可靠，溶劑消耗少，最大程度地減少了樣品處理過程中目標(biāo)化合物的損失，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水中氯苯類化合物殘留量的準(zhǔn)確定量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890B-5977A 型，美國安捷倫科技有限公司。

自動(dòng)進(jìn)樣器：7693 型，美國安捷倫科技有限公司。

平行濃縮儀：Multivap-8型，北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

全自動(dòng)固相萃取儀：SEPATHS-6 型，北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

甲醇、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯：農(nóng)殘級(jí)，德國默克公司。

微量注射器：1、10、100 μL，美國安捷倫科技有限公司。

無水硫酸鈉：400 ℃下，在馬弗爐中灼燒4 h，于密閉容器中儲(chǔ)存，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

7 種氯苯類化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：含有1，3，5-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，2，3-三氯苯、1，2，3，5-四氯苯、1，2，4，5-四氯苯、1，2，3，4-四氯苯、六氯苯，其中六氯苯質(zhì)量濃度為100 μg/mL，其余組分質(zhì)量濃度均為200.0 μg/mL，北京百靈威科技有限公司。

氯苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用液：取氯苯類化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶于正己烷進(jìn)行稀釋后，配制成六氯苯質(zhì)量濃度為100 μg/L，其余組分質(zhì)量濃度均為200.0 μg/L的氯苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用液。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜儀

色譜柱：DB-5MS 毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司)；柱溫：程序升溫，升溫程序?yàn)橛?0 ℃保持2 min，以20 ℃/min 升溫至140 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min 升溫至180 ℃，以15 ℃/min 升溫至240 ℃；進(jìn)樣方式：采用分流模式，分流比為4∶1；進(jìn)樣口溫度：270 ℃。

1.2.2 質(zhì)譜儀

電離方式：電子轟擊離子源(EⅠ)；離子源溫度：230 ℃；電離能：70 eV；傳輸線溫度：270 ℃；檢測(cè)方式：全掃描(SCAN)定性，選擇離子(SⅠM)模式定量；溶劑延遲時(shí)間：6 min。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 樣品處理

取自流入水庫河流不同地段和湖庫不同點(diǎn)位水樣，采集后的水樣置于250 mL棕色玻璃瓶中并4 ℃冷藏保存。取200.0 mL 水樣于儀器自帶的樣品瓶中，并加入10 mL 甲醇，混合搖勻。調(diào)整儀器使5 mL 乙酸乙酯、5 mL 甲醇和10 mL 水依次以5 mL/min 的流量對(duì)固相小柱進(jìn)行活化；控制水樣以10 mL/min的流量通過固相萃取小柱，并用10 mL水淋洗固相萃取小柱，抽干小柱；以5.0 mL 乙酸乙酯、7.5 mL二氯甲烷對(duì)固相萃取小柱進(jìn)行洗脫，流量約為5 mL/min，并收集洗脫液。洗脫液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后用氮吹濃縮儀濃縮至1 mL。轉(zhuǎn)移至自動(dòng)進(jìn)樣小瓶，待測(cè)。

1.3.2 樣品測(cè)定

準(zhǔn)確量取200.0 mL 水樣，經(jīng)固相萃取儀處理后，按1.2測(cè)試條件進(jìn)行上機(jī)分析，并繪制工作曲線。采用外標(biāo)法定量，按HJ 168—2010 計(jì)算方法檢出限。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇

比較了HP-5MS (非極性)、DB-5MS (非極性)、DB-624 (中等極性)三種不同類型的色譜柱對(duì)7 種氯苯類物質(zhì)的分離情況。結(jié)果顯示，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，三種色譜柱基本都能實(shí)現(xiàn)氯苯類化合物的分離(1，2，3，5-四氯苯、1，2，4，5-四氯苯由于是同分異構(gòu)體，三種小柱均未實(shí)現(xiàn)完全的分離)。比較分離時(shí)間和色譜峰形，DB-5MS分離效果更好，有較高的響應(yīng)值，且色譜峰形較尖銳，比在DB-624、HP-5MS條件下更好，因此選擇DB-5MS 毛細(xì)管柱作為分離柱，并進(jìn)一步進(jìn)行分離條件優(yōu)化。既定分析條件下，三氯苯、四氯苯、六氯苯的總離子流圖見圖1。

圖1 氯苯類化合物總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatogram of chlorobenzene compounds

2.2 樣品處理?xiàng)l件

2.2.1 固相萃取小柱的選擇

取200.0 mL水樣，加入10 mL甲醇，混勻，按1.3步驟處理，考察2 種固相萃取小柱的萃取效率，LabTech C18對(duì)弱極性及中等極性的化合物均有保留，是目前固相萃取中應(yīng)用最廣的萃取柱。Waters OASⅠS HLB 對(duì)化合物具有較高保留容量。根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì)，初步選擇LabTech C18(反相)固相萃取小柱和Waters OASⅠS HLB (混合型陽離子交換反相吸附劑)固相萃取小柱進(jìn)行水樣前處理，通過考察平均回收率來評(píng)價(jià)這兩種小柱對(duì)待測(cè)物的萃取效率。圖2為不同固相萃取小柱下氯苯類化合物的平均回收率。

圖2 不同固相萃取小柱下氯苯類化合物的平均回收率Fig.2 Recoveries of the results about different solid phase extraction column

由圖2可見，兩種小柱的萃取效果相近，加標(biāo)回收率為80.1%～108.2%，Waters OASⅠS HLB 固相萃取小柱除了對(duì)三氯苯的萃取效率略低于LabTech C18柱外，對(duì)四氯苯、六氯苯的萃取效率均明顯高于C18柱。綜合考慮，最終選用HLB固相萃取小柱。

2.2.2 洗脫溶劑對(duì)回收率的影響

選擇合適的洗脫溶液極為重要，在洗脫過程中一般選擇與目標(biāo)物本身的極性比較相近的溶劑。按1.3所述步驟，分別選擇正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行洗脫，重復(fù)測(cè)定3次。結(jié)果表明，正己烷對(duì)氯苯類化合物的洗脫能力較弱，乙酸乙酯和二氯甲烷單獨(dú)使用時(shí)回收率均低于二者配合使用，正己烷對(duì)氯苯類化合物的回收率最高為71.4%，最低僅為29.5%，乙酸乙酯和二氯甲烷二者合用的回收率為79.7%～105.2%(見表1)，因此，采用先使用乙酸乙酯后使用二氯甲烷的方式進(jìn)行洗脫，效果更好，回收率高。

表1 不同洗脫溶劑的回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Recoveries of the results about different elution solvent

2.2.3 洗脫溶劑體積對(duì)回收率的影響

當(dāng)樣品溶液經(jīng)過固相萃取小柱時(shí)，樣品中的氯苯類化合物就會(huì)被不同程度的吸附，因此，洗脫液體積用量會(huì)影響被測(cè)成分的含量。當(dāng)洗脫液使用過量時(shí)，導(dǎo)致有機(jī)溶劑的浪費(fèi)及后續(xù)吹脫過程中時(shí)間增加；而洗脫液使用較少時(shí)，平均回收率會(huì)降低。于200 mL 水樣中加入100 μL氯苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用液，采用2.5 mL 乙酸乙酯-5.0 mL 二氯甲烷(組Ⅰ)、5.0 mL乙酸乙酯-7.5 mL二氯甲烷(組Ⅱ)、7.5 mL乙酸乙酯-10 mL 二氯甲烷(組Ⅲ)、10 mL 乙酸乙酯-12.5 mL 二氯甲烷(組Ⅳ)等4 種組合的洗脫溶劑進(jìn)行洗脫，計(jì)算平均回收率(見表2)。實(shí)驗(yàn)表明，隨著洗脫液用量的增加，平均回收率逐漸提高，組Ⅱ?qū)厥章视绊戄^大，當(dāng)繼續(xù)增加用量時(shí)，回收率變化不大，因此，結(jié)合洗脫、濃縮時(shí)間等因素，選擇5.0 mL乙酸乙酯和7.5 mL 二氯甲烷作為最佳的洗脫溶劑體積。

表2 不同洗脫體積的回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Recoveries of the results about different elution volume

2.3 線性關(guān)系與方法檢出限

分別取氯苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)使用液10、20、40、80、100、150 μL，配制成六氯苯質(zhì)量濃度為1、2、4、8、10、15 μg/L，其余氯苯類化合物質(zhì)量濃度為2、4、8、16、20、30 μg/L，的混合溶液。該試驗(yàn)采用外標(biāo)法定量，結(jié)合上述樣品處理過程和色譜分析條件，繪制工作曲線。依據(jù)方法檢出限的計(jì)算方式，對(duì)氯苯類化合物混合溶液質(zhì)量濃度為4 μg/L (六氯苯質(zhì)量濃度為2 μg/L)的樣品進(jìn)行7 次重復(fù)測(cè)定分析，按HJ 168—2010計(jì)算方法檢出限和線性方程(見表3)。

結(jié)果表明，在各自的線性范圍內(nèi)，氯苯類化合物的響應(yīng)值與其質(zhì)量濃度線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 5，方法檢出限為0.14～0.30 μg/L，而《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中各項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值(取200 mL 水樣)：三氯苯為0.02 mg/L、四氯苯為0.02 mg/L、六氯苯為0.05 mg/L。該方法能夠滿足實(shí)際檢測(cè)對(duì)檢出限的要求。

2.4 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

通過對(duì)空白樣品添加質(zhì)量濃度分別為6 和10 μg/L 的氯苯類化合物(六氯苯加標(biāo)量分別為3 和5μg/L)來檢測(cè)方法的平均回收率，對(duì)樣品進(jìn)行6次平行分析，測(cè)定結(jié)果列于表4。

由表4數(shù)據(jù)可知，水樣經(jīng)固相萃取后，加標(biāo)回收率有一定損失。低濃度下氯苯類化合物的加標(biāo)平均回收率為79.9%～97.0%，高濃度下為92.2%～115.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為2.8%～9.2%、7.6%～10.3%。說明該方法具有較高的準(zhǔn)確度和精密度，滿足地表水水質(zhì)檢測(cè)中氯苯類化合物的分析要求。

3 結(jié)語

針對(duì)地表水水質(zhì)檢測(cè)工作的特點(diǎn)和要求，筆者對(duì)樣品處理過程進(jìn)行了優(yōu)化。該方法自動(dòng)化程度高，溶劑用量少，減少人力和財(cái)力，適用于大批量樣品分析。固相萃取聯(lián)合氣相色譜和質(zhì)譜(GC-MS)檢測(cè)分析，滿足地表水中氯苯類化合物的測(cè)定要求，可以為氯苯類化合物的痕量檢測(cè)提供快速、高效、可靠的技術(shù)。