柱后衍生-高效液相色譜法測定土壤中甲醛的含量

魏嘉良，陳小玲，楊學靈，王文俊

(廣州中科檢測技術服務有限公司，廣東 廣州 510650)

甲醛作為工業生產的一個重要原料，在化工，紡織，防腐等領域中扮演者一個至關重要的角色。甲醛屬一類致癌物，毒性大，對環境污染危害嚴重[1]。目前國內主要使用分光光度法以及高效液相色譜法來進行測定。姚潔丹等[2]采用乙酰丙酮分光光度法測定土壤中甲醛，分光光度法設備簡單，但需通過加熱蒸餾分離出樣品中甲醛，檢測過程均需實驗者手動操作，耗時長，樣品衍生后需馬上分析。孔凡亭等[3]參考標準HJ997-2018《土壤和沉積物 醛、酮類化合物的測定 高效液相色譜法》[4]中使用的2,4-二硝基苯肼衍生-高效液相色譜法，該方法精密度好，抗干擾能力良好，能同時檢測多種醛酮類物質，但樣品前處理步驟復雜，耗時長，不利于大批量樣品檢測。

針對上述檢測方法的優缺點，本人開發出一種使用柱后衍生-高效液相色譜(配備二極管陣列檢測器)對土壤中甲醛的含量進行測定的方法。該方法方便，快速，重現性好，不易受污染，且通過紫外可見光光譜對目標物進行輔助定性，極大降低了假陽性結果的發生。

1 實 驗

1.1 試劑和儀器

1.1.1 試 劑

磷酸(色譜純)，上海阿拉丁；冰醋酸(分析純)，上海阿拉丁；乙酸銨(色譜純)，天津科密歐；乙酸鈉(色譜純)，天津科密歐；乙酰丙酮(分析純)，天津科密歐。

1.1.2 實驗儀器和設備

LC-20A高效液相色譜儀(二極管陣列檢測器)，日本島津公司；BS 110S電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司；EasySep-1020柱后衍生裝置，上海通微分析技術有限公司；SZD-10水平振蕩器，常州金南儀器制造有限公司。

1.2 實驗步驟

1.2.1 儀器工作條件

色譜柱：InertSustain AQ-C18反相色譜柱4.6×250 mm(UP)；0.2%磷酸等度洗脫；柱溫：30 ℃；流速：1.0 mL/min；進樣體積：10 μL；柱后衍生溶液：乙酸-乙酸銨-乙酰丙酮溶液=(63.5 g+7.5 mL+5 mL)/1 L水；衍生溶液流速：0.5 mL/min；衍生溫度：100 ℃；二極管陣列檢測器波長：420 nm。

1.2.2 樣品制備

1.2.2.1 樣品均相化

去除樣品中的異物(石子、葉片等)，稱取10 g(精確到0.01 g)樣品于200 mL具聚四氟乙烯-硅膠襯墊螺旋蓋的玻璃瓶中。同時稱取另一份樣品用于測定干物質含量或含水率。

1.2.2.2 樣品萃取

在裝有樣品的提取瓶中，加入200 mL提取劑(5.3 g醋酸鈉，用水溶解后加入2.0 mL冰醋酸，用水稀釋定容至1 L)，密封，在水平振蕩器中震蕩不小于18 h，用一次性注射器抽取上清液通過0.45 μm一次性針筒過濾器(水相)過濾保留在樣品瓶中備HPLC分析用。

1.2.3 定量方法

根據樣品提取液中甲醛的濃度配制混合標準使用溶液，將不同濃度的工作溶液按濃度低到高進行HPLC測定，測定其峰面積。以峰面積為縱坐標，以目標化合物濃度(mg/L)為橫坐標，外標法制作標準曲線。從標準曲線上查出樣品中甲醛的濃度。

2 結果與討論

2.1 按式(1)計算樣品中目標物的質量濃度

(1)

式中：W——樣品中目標化合物含量，mg/kg

ρ——由標準曲線計算所得試樣中目標化合物質量濃度，mg/L

V——試樣定容體積，mL

m——樣品稱取量，g

Wdm——樣品干物質含量

2.2 校準曲線

將不同類別的工作溶液按濃度低到高的進行HPLC測定，外標法制作標準曲線(通過原點)。得到甲醛標準曲線方程為：Y=59132.4X，相關系數為：r=1.0000(Y-峰面積，X-甲醛的濃度，mg/L)標準曲線如圖1所示。

圖1 甲醛的標準曲線

2.3 專屬性

2.3.1 保留時間

選取了甲醛標準樣品，甲醛加標樣品以及空白樣品做保留時間的專屬性實驗，見圖2，由圖2可見，標準樣品及加標甲醛出峰時間均在3.650 min附近，空白樣品在此時間附近并無雜峰干擾。

圖2 三個樣品的高效液相色譜圖(檢測波長：420 nm)

2.3.2 紫外-可見光光譜輔助定性

各種物質因其擁有不同的官能團及空間結構，形成其特征吸收光譜。而二極管陣列檢測器，讓復色光通過樣品池，被樣品池中組分選擇性吸收后再進入單色器，照射到二極管陣列裝置上，使得每個納米波長的光強度信號轉化為電信號，從而獲得該組分的吸收光譜。因此可以通過對相近保留時間的色譜峰的光譜進行比較，可以對該組分進行輔助定性，極大地降低了檢測過程中的假陽性結果的發生幾率[5]。甲醛的乙酰丙酮衍生物吸收光譜(200～800 nm)見圖3。

圖3 甲醛乙酰丙酮衍生物吸收光譜圖

2.4 方法的精密度

往10 g/份土壤中樣品中加入甲醛20 μg，按照上述步驟進行樣品處理，進行HPLC分析，平行7次，結果見表1。

表1 甲醛精密度

2.5 加標回收率

往10 g/份土壤中樣品中加入甲醛20 μg、100 μg、200 μg，按照上述步驟進行樣品處理，進行HPLC分析，結果見表2。

表2 甲醛回收率

續表2

2.6 檢出限

參照 HJ 168-2010《環境監測 分析方法標準制修訂 技術導則》[6]，分別稱取7份10 g土壤樣品，分別加入20 μg甲醛，按上述步驟經樣品預處理后進行測定，將7 次測定結果計算其標準偏差 S，此時檢出限 MDL=S×3.143(7次時S為 3.143)。方法的測定下限：以4倍方法檢出限確定為本方法目標物的測定下限。甲醛檢出限及測定下限測試數據詳見表3。

表3 甲醛方法檢出限與方法測定下限

3 結 論

本文建立了柱后衍生-高效液相色譜法測定土壤中甲醛含量的方法，色譜條件為色譜柱：InertSustain AQ-C18反相色譜柱4.6 mm×250 mm(UP)；流動相：采用0.2%磷酸等度洗脫；柱溫：30 ℃；流速：1.0 mL/min；進樣體積：10 μL；柱后衍生溶液：乙酸-乙酸銨-乙酰丙酮水溶液；衍生溶液流速：0.5 mL/min；衍生溫度：100 ℃；二極管陣列檢測器波長：420 nm。甲醛的RSD為1.86%(n=7)，本方法精密度較好，準確度較高。甲醛回收率均在89.0%～103.0%之間，結果良好。綜合上述分析可知，本方法測定土壤中甲醛密度較好，準確度較高。此法適用于土壤中甲醛的高效液相色譜紫外分析法測定。