氣相色譜質譜法測定地表水中硝基氯苯

趙雅芳 孫延昭 丁增輝 徐敏敏

(江蘇康達檢測技術股份有限公司，蘇州 215002)

硝基氯苯有3種異構體，均為黃色晶體，是重要的基礎石油化工有機原料，廣泛應用于染料、顏料、醫藥、農藥、橡膠助劑、工程塑料等化工領域。硝基氯苯是一種可導致畸形、基因突變及引發癌癥的有毒污染物，在工業生產過程中會隨廢物排放到環境中，對地表水和地下水造成污染，危害人類的生存環境[1]。硝基氯苯是我國環境地表水質量優先控制的污染物指標之一，因此準確測定地表水中硝基氯苯的殘留具有一定的現實意義。

地表水中硝基氯苯殘留濃度一般很低，在測定前都需要進行分離、富集前處理；液液萃取法前處理操作較簡便，但試劑用量大，易造成二次環境污染；固相萃取法具有富集效率好、檢測靈敏度高等優點，但也存在試劑用量大和耗時長的問題[2-4]。分散液液微萃取法具有操作簡便快速、富集效率高、試劑用量低和環境污染小的優點，近年來已得到廣泛應用[5]。本實驗建立了一種分散液液微萃取方法對地表水中硝基氯苯化合物進行提取、富集，氣相色譜-質譜法定量檢測的分析方法。實驗表明，該方法具有簡單快速，測定結果準確，可以用于地表水中硝基氯苯化合物殘留的監測。

1 實驗部分

1.1 主要試驗儀器和試劑

Agilent 7890B/5975C型氣相色譜-質譜聯用儀；Agilent DB-1MS色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)；Neofuge 18R臺式高速冷凍離心機(Heal Force力康生物醫療科技控股有限公司)；N-EVAP型氮吹儀(美國Organonation)；安捷倫微量注射器；萃取容器為10mL尖底玻璃離心管；超純水機：VPT-Ⅱ-20T型超純水器。

鄰硝基氯苯、間硝基氯苯和對硝基氯苯標準溶液(濃度均為100mg/L，甲醇)購自北京壇墨質檢科技有限公司；甲醇、丙酮、二氯甲烷、二硫化碳、四氯化碳、氯苯，均為色譜純，美國TEDIA公司。

1.2 儀器工作條件

色譜參數：進樣口溫度為250℃；載氣為高純氦氣(純度99.999%)，流量為1.0mL/min；色譜柱升溫程序，初始溫度50℃，保持1min，以20℃/min升至170℃，再以30℃/min升至280℃，保持3min；分流進樣，分流比10∶1，進樣體積1.0μL。

質譜參數：EI離子源；離子源溫度為200℃；電子轟擊能量70eV；四極桿溫度150℃；色譜質譜接口溫度270℃；溶劑延遲時間2.5min；檢測方式為選擇離子監測模式，硝基氯苯化合物的定量離子和定性離子見表1。

表1 硝基氯苯化合物的保留時間和監測離子

1.3 水樣前處理

預處理：收集地表水樣1000mL, 先用漏斗粗濾后再用0.45 μm濾膜過濾。考慮到水樣的酸堿度對硝基氯苯化合物穩定性可能產生影響，將過濾后的水樣用酸(0.1mol/L的鹽酸)或堿(0.1mol/L的氫氧化鈉)調至近中性，備用。

準確移取5mL水樣至10mL尖底玻璃離心管，用微量注射器快速注入600μL甲醇和80μL氯苯，加塞輕搖30S，形成乳狀液后置于離心機中以6000r/min離心3min破乳。離心后萃取劑氯苯沉積以試管底部，棄去上層水相，用注射器吸取1μL氯苯沉積相直接進行氣相色譜質譜分析。

1.4 標準曲線的配制

準確移取100μL鄰硝基氯苯、間硝基氯苯和對硝基氯苯標準溶液于10mL容量瓶中，用甲醇定容至標線，配制成1.00mg/L的硝基氯苯混合儲備液。硝基氯苯混合儲備液用甲醇稀釋成濃度為3.00、6.00、15.0、20.0、30.0、50.0μg/L的標準系列工作液。

2 結果與討論

2.1 萃取劑的選擇和用量

分散液液微萃取中選擇萃取劑的種類是影響萃取結果的重要因素之一。本實驗考察了二氯甲烷、二硫化碳、四氯化碳、氯苯對含有一定濃度的硝基氯苯化合物進行前處理后進行氣相色譜質譜分析，考察對四種萃取劑水樣中硝基氯苯混合物的萃取能力。實驗結果表明，氯苯因具有與待測物類似的苯環結構，相容性較好，從而對硝基氯苯化合物具有較高的萃取率，見表2。因此，本實驗選用氯苯作為萃取劑。

本實驗分別使用40μL、60μL、80μL和100μL氯苯按1.3步驟進行前處理，考察氯苯使用量對硝基氯苯化合物回收率的影響。實驗結果表明，使用40μL、60μL氯苯不能完全萃取待測物，3種硝基氯苯化合物回收率較低；當氯苯為80μL時硝基氯苯化合物的萃取效率明顯提高，且測定回收率超過90%。進一步提高氯苯的使用量至100μL，回收率繼續呈增加趨勢，但較為平穩，可能是過多的萃取劑用量會降低富集倍數。因此，本實驗選用氯苯的最佳使用量為80μL。

表2 不同萃取劑對硝基氯苯的回收率影響

2.2 分散劑的選擇和用量

分散液液微萃取法中的分散劑需與萃取劑和水都能混溶。本實驗選用甲醇、丙酮作為分散劑對實驗結果進行了對比。在離心管中注入5mL含有一定濃度的硝基氯苯化合物溶液、80μL氯苯和600μL分散劑，經過前處理后進行分析。實驗結果表明，使用甲醇作為分散劑時，待測物的萃取效率高于丙酮。因此，選擇甲醇作為分散劑對待測物進行萃取。

本實驗分別以200μL、400μL、600μL、800μL甲醇作為分散劑按上述步驟進行萃取。結果表明，甲醇用量低于400μL時不能形成較穩定的乳狀分散體系，使用600μL和800μL甲醇時都能形成穩定均一的乳狀液，因此能得到很好的回收率。不同體積甲醇作為分散劑的對應的回收率如表3。考慮到甲醇用量較多時會增大硝基氯苯化合物在水相中的溶解度，因此本實驗選用甲醇的用量為600μL。

表3 不同體積甲醇對硝基氯苯的回收率影響

2.3 方法線性范圍及檢出限

在1.2儀器工作條件下，對硝基氯苯標準系列工作液從低濃度到高濃度進行氣相色譜質譜分析，以各目標的質量濃度為橫坐標, 峰面積響應值為縱坐標,進行線性回歸。以3倍信號與噪聲比(S/N)計算方法的檢出限[6]，方法線性范圍、線性方程、相關系數和方法檢出限見表4，3種硝基氯苯類物質標準樣品的色譜圖見圖1。

表4 線性范圍、線性方程、相關系數及檢出限

圖1 3種硝基氯苯類物質的色譜圖1.間硝基氯苯；2.對硝基氯苯；3.鄰硝基氯苯

2.4 方法精密度試驗

在1.2儀器工作條件下，對濃度為5.00μg/L和15.0μg/L的3種硝基氯苯物質進行氣相色譜質譜分析，每個濃度做7個平行試驗，進行方法精密度試驗。從表5可以看出，3種硝基氯苯的RSD為1.50%～2.78%，能夠滿足分析要求。

表5 方法精密度試驗結果

2.5 樣品加標回收率試驗

采用本方法測定了3份地表水試樣，每份水樣中均未檢出硝基氯苯化合物。以該地表水試樣為基體，進行了5.00、10.0和20.0μg/L共3個濃度點的加標回收試驗，見表6。由實驗結果可以看出，標準加入量20.0μg/L時，3種硝基氯苯化合物回收率分別為103.5%，101.5%，105.0%，均大于100%，對該濃度的回收試驗重新按照1.3處理樣品，進行測試，測試結果發現，第1次試驗20μg/L點的加入方式為刻度移液管，更換胖度移液管后，回收率在95.0～100.0%之間。3個濃度點試樣的加標回收率在90.8%～105.0%之間，符合分析測試規范要求。

表6 加標回收率試驗

3 結論

建立了分散液液微萃取-氣相色譜質譜法測定地表水中鄰硝基氯苯、間硝基氯苯和對硝基氯苯的方法。實驗結果表明，3種硝基氯苯化合物在3.00～50.0μg/L范圍內具有較好的線性關系，相關系數均大于0.999，測定結果的相對標準偏差均小于3%(n=7)，硝基氯苯化合物加標回收率在90.8%～105.0%間。本方法前處理操作簡單，樣品和有機試劑用量較少，測定結果準確度和精密度較好，檢出限低，可用于地表水中微量硝基氯苯化合物的測定。