固相萃取-氣相色譜/質譜（GC/MS）法測定水中硝基酚類化合物

穆 肅

江蘇省環境監測中心，江蘇南京 210036

0 引言

硝基酚類是危害環境的有機污染物，可在水生生物和人體中殘留和濃縮，具有高毒性和致癌性，其中4-硝基酚被我國列入環境優先監測污染物監測名單中。硝基酚類主要用于制備染料、藥物和作為有機合成的中間體。

目前國家環境標準體系尚無硝基酚類質量標準及控制標準。多數以揮發酚（以苯酚計）指標來控制酚類的污染。《水和廢水監測分析方法》（第四版）中半揮發性有機物的測定氣相色譜質譜法的目標化合物中有部分硝基酚類化合物，該方法使用酸性條件下，液液萃取-氣相色譜質譜直接測定，檢出限為3.0μg/L～50μg/L。缺點在于方法檢出限較高，只涵蓋部分硝基酚類化合物。國外對水中硝基酚類化合物的測定方法，主要是國際標準化組織ISO 17495-2001方法及美國EPA方法，多采用衍生化后測定，分析步驟復雜，操作較難控制，測定各硝基酚類目標化合物檢出限在0.15μg/L～16.0μg//L。

固相萃取技術通過固體吸附劑提取樣品，因其與液液萃取相比使用有機溶劑量少、回收率高，處理時間短、重現性好、富集倍數大、可處理較大或較小體積的樣品等優點越來越多的被人們重視和使用。該技術克服了傳統液液萃取富集技術難以處理大體積樣品及萃取過程中容易乳化等缺點，可以獲得高的回收率和高的富集倍數，減少了有機溶劑的用量，減少了對環境的污染。本方法使用固相萃取-氣相色譜/質譜聯用技術可快速、準確、有效的測定水質中硝基酚類化合物，測定各硝基酚類目標化合物檢出限在0.6μg/L～1.1μg/L。

1 實驗

1.1 儀器

Agilent5975C氣相色譜質譜儀，氣相部分具有程序升溫功能，毛細管分流、不分流進樣口電子轟擊（EI）離子源，具有選擇離子（SIM）掃描功能。

載氣為氦氣（純度為99.99%）。

DB-5MS毛細管色譜柱30m×0.25mm×0.25μm。

1.2 試劑

HPLC級的 丙酮、二氯甲烷、正己烷、甲醇；

用純水裝置制備的去離子亞沸水，經測定無干擾物；

無水硫酸鈉：在300℃的烘箱中烘烤4h，轉移至干燥器中冷卻至室溫，裝入磨口瓶中，于干燥器中保存。

硝基酚類標準物質：2-硝基酚、3-硝基酚、4-硝基酚、2,4-二硝基酚、2,5-二硝基酚、2,6-二硝基酚、4-甲基-2-硝基酚、3-甲基-4-硝基酚、5-甲基-2-硝基酚、3-甲基-2-硝基酚、6-甲基-2,4-二硝基酚、2,6-二甲基-4-硝基酚等硝基酚，純度不小于99%。

標準貯備溶液：ρ=1000mg/L。分別稱取每種硝基酚類標準物質（5.10）各100mg（精確至0.1mg），放入100mL棕色容量瓶中，用少量二氯甲烷（5.3）溶解，然后用二氯甲烷（5.3）定容，混勻。該容易在4℃下可保存三個月。

內標溶液（IS）：萘-d8，ρ=2000μg/mL。使用時用二氯甲烷稀釋至所需濃度。按方法在滿足方法要求且不干擾目標化合物測定的前提下，也可使用其他內標。

固相萃取柱：有機聚合物吸附劑，其基體材料為聚二乙烯基苯或類似的填料，Strata-X（500mg/6mL）商品化小柱。使用前需進行活化，方法如下：

將固相萃取柱置于固相萃取裝置的針座圈上，用5mL正己烷浸泡5min后過柱，在正己烷完全流過萃取柱后加入5mL甲醇，在甲醇完全流過萃取柱后，加入10mL固相萃取活化用水過柱，最終使柱床處于濕潤且上表面留有約1mm液面狀態備用。

1.3 水樣采集保存

采樣時直接采集樣品至滿瓶；樣品用鹽酸溶液調節pH＜2。水樣應充滿樣品瓶并加蓋密封。水樣采集時應作全程序空白。采集水樣后應盡快分析，如不能及時分析，可在4℃冷藏箱中儲存，不多于3天。

1.4 樣品制備

較清潔水樣可將樣品調節pH＜2后，啟動固相萃取真空系統，使水樣以約3mL/min～5 mL/min的速率抽過活化后的萃取柱，在富集過程中要始終保持柱床上至少有1cm 高水樣，直至所有樣品均穿過萃取柱為止。當顆粒物阻塞管柱而降低流速時，增大真空抽氣速率以保持流速。盡量避免讓空氣通過柱。水樣全部通過萃取柱后，繼續抽濾10分鐘將萃取柱吸附的水分徹底抽干。加6mL二氯甲烷至柱上，浸泡1分鐘后，靠重力自然淋洗萃取柱。收集流出液至接收管中。

萃取完成后，使用無水硫酸鈉脫水裝置進行脫水：將萃取液經無水硫酸鈉直接過濾到濃縮器皿中，每次用少量萃取溶劑充分洗滌萃取容器，將洗滌液也倒入漏斗中，重復3次。最后再用少許溶劑沖洗過濾殘留物，脫水后濃縮定容至1.0mL。

1.5 標準曲線的繪制

取一定量的硝基酚類標準貯備溶液，根據樣品濃度范圍配制成3.0、5.0、10.0 、15.0、 20.0μg/mL系列標準溶液，加入內標溶液，使內標濃度為5.0μg/mL。

1.6 色譜條件

載氣（氦氣）流量：1.0mL/min；進樣口溫度：220℃ 不分流進樣；四極桿：150℃；離子源：230℃；接口溫度：260℃；質譜采集方式：選擇離子掃描（SIM）模式。

柱溫：采用程序升溫：

8℃ /min；

初始溫度50℃（保持5min） 250℃（保持4min）。

2 結果與討論

2.1 標準色譜圖

圖1 12種硝基酚類化合物標準色譜圖

2.2 定性定量

目標化合物的定性主要是通過目標組分的保留時間和產生主要離子的質荷比（M/Z）定性。

定量采用內標法定量，在能夠保證準確定性檢出目標化合物時，用選擇離子（SIM）采集定量。目標化合物定量離子及輔助定量離子見表1。

表1 目標化合物名稱及定量離子

2,4-二硝基酚 2,4-Dinitrophenol 51-28-5 184154,63,1072,5-二硝基酚 2,5-Dinitrophenol 329-71-5184 63,532,6-二硝基酚 2,6-Dinitrophenol 573-56-8184 126,634-甲基-2-硝基酚 4-Methyl-2-nitrophenol 119-33-5153 154,773-甲基-4-硝基酚 3-Methyl-4-nitrophenol 2581-34-2136 153,775-甲基-2-硝基酚 5-Methyl-2-nitrophenol 700-38-9153 123,773-甲基-2-硝基酚 3-Methyl-2-nitrophenol 4920-77-8136 153,776-甲基-2,4-二硝基酚 6-Methyl-2,4-Dinitrophenol 534-52-1198105,121,512,6-二甲基-4-硝基酚 2,6-Dimethyl-4-nitrophenol 2423-71-416791,77,137

2.3 精密度和準確度

五家實驗室分別對兩種不同含量水平的統一樣品進行了測定。實驗室內相對標準偏差分別為：其中濃度為5.0μg/L樣品精密度為2.6%～19.8%。濃度為15.0μg/L樣品，精密度為0.1%～2.9%。實驗室間相對標準偏差分別為：濃度為5.0μg/L樣品精密度為9.6%～22.6%；濃度為15.0μg/L樣品，精密度為0.8%～3.8%。重復性限為：0.4%～2.1%。再現性限為：0.7%～2.2%。

五家實驗室對三種不同類型實際樣品，進行2個不同濃度加標回收測定，加標回收率為：71.6%～87.4%。

12種硝基酚類化合物檢出限在0.6μg/L～1.1μg/L。

本方法采用固相萃取前處理，GC /MS同時測定12種硝基酚類化合物，降低了方法檢出限，同時保證重現性和回收率，節省了分析時間。本方法可用于水中痕量12種硝基酚類化合物的測定。

[1]ISO17495-2001.Water quality Determination of nitrophenols by solid-phase extraction and gas chromatography with mass spectrometric detection.

[2]EPA8270C.Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS).

[3]水和廢水監測分析方法（第四版），2002.

[4]張海霞，朱彭齡.固相萃取[J].分析化學，2000(28)，9.

[5]石青，等.化學品毒性法規環境數據手冊[M].中國環境科學出版社，389-399.

[6]江桂斌，等.環境樣品前處理技術[M].化學工業出版社：67-69.