環境水體中鄰苯二甲酸二(丁、2-乙基己基)酯的高效液相色譜分析方法研究

劉喜珍

(國家城市供水水質監測網長沙監測站，湖南 長沙 410015)

1 引言

鄰苯二甲酸酯是一類廣泛使用的塑料增塑劑，由于塑料制品的大量生產和使用，鄰苯二甲酸酯已經成為了土壤、氣體、水體中的主要污染物[1]。它可在食物鏈中富集，對動物產生致畸和致癌作用[2，3]。水環境中長期廣泛存在鄰苯二甲酸酯將對水生生物和人體產生潛在危害，我國《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)、《地下水環境質量標準》(GB/T 14848-2017)對鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯做了限值規定，同時，這兩種物質也被列入“中國環境優先控制污染物黑名單”[4]，因此加強環境水體中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的監測具有重要意義。

水環境中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯濃度低，在樣品分析前需要進行富集，目前常用的可控性較好、成本較低的水樣前處理方法為液液萃取和固相萃取法[5]，液液萃取需要消耗大量的有機溶劑，對環境不利。而文獻報道的氣相色譜質譜法[6～9]、高效液相色譜質譜串聯法[10～14 ]等儀器價格昂貴，檢測成本高，難以廣泛推廣。本文采用固相萃取對樣品進行前處理，洗脫液濃縮后進液相色譜檢測，可獲得良好的效果。該方法操作簡單、分離效果好，選擇性強，靈敏度高，適用于對江河水、湖庫水、地下水等環境水體中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的監測分析。

2 實驗部分

2.1 儀器

Waters 2695型高效液相色譜儀(帶2489型雙波長紫外檢測器)；Aspec XL4型自動固相萃取儀，美國Gilson公司；Milli-Q Gradient A10型超純水系統，美國Millipore公司；TurboVap Ⅱ型濃縮儀，美國Caliper公司。

2.2 試劑和材料

甲醇、四氫呋喃均為色譜純，由美國TEDIA公司提供，經0.22 μm濾膜過濾；鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯標準品，由環境保護部標準樣品研究所提供；Wondasep C18 500 mg/6mL 固相萃取小柱。

2.3 水樣的保存及預處理

水樣用2 L棕色磨口玻璃瓶采集，注滿于4 ℃下冷藏保存。水樣的富集濃縮須在24 h內完成，濃縮液在7 d內進行測定。

取1000 mL水樣，加20 mL甲醇搖勻，采用Wondasep C18固相萃取(SPE)小柱進行萃取。萃取步驟如下：首先，分別用5 mL甲醇和5 mL超純水活化SPE小柱，再以4～5 mL/min的速度上樣；然后，用高純氮氣將SPE小柱吹干，接著用5 mL四氫呋喃分兩步洗脫，第一步用2 mL四氫呋喃以1 mL/min的速度洗脫，第二步用3 mL四氫呋喃以0.5 mL/min的速度洗脫，洗脫液用濃縮儀濃縮至1 mL供檢測用。

2.4 色譜條件

Agilent ZORBAX SB C18色譜柱；流動相：A：甲醇，B：超純水；梯度洗脫，總流速為1.0 mL/min，先以A∶B為80∶20保持9 min，再改變至A∶B為100∶0，保持6 min；檢測波長235 nm；柱溫30 ℃；進樣量：20 μL。

3 結果與討論

3.1 色譜條件的選擇

3.1.1 測定波長的選擇

實驗考察了224 nm、235 nm、280 nm波長下鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的紫外吸收強度、基線漂移、雜峰干擾情況。保持兩種物質標樣濃度不變，甲醇、水體系流動相洗脫條件不變，在波長224～280 nm變化條件下檢測，發現235 nm處基線平穩，無雜峰干擾，峰形較好，因此選擇235 nm為檢測波長。

3.1.2 洗脫條件的選擇

當采用流動相V(A)∶V(B)為80∶20，流速為1 mL/min的等度洗脫模式時，鄰苯二甲酸二丁酯在10 min左右出峰，而鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯在60 min內都未見出峰，說明此條件的流動相洗脫能力還不夠。提高流動相中甲醇比例，采用V(A)∶V(B)為95∶5，流速為1 mL/min的等度洗脫模式時，兩種物質保留時間接近，分離度不高。而采用梯度洗脫模式時，見表1，先保持流動相比例V(A)∶V(B)為80∶20一定時間，再提高有機相的比例，效果明顯改善，可使兩種物質完全分離，且峰形尖銳，無拖尾現象，如圖1所示，故本實驗采用梯度洗脫模式。

表1 梯度洗脫方式

圖1 鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯色譜圖

3.2 固相萃取條件的選擇

3.2.1 固相萃取小柱的選擇

實驗中，考察了Wondasep C18及Cleanert PEP兩種固相萃取小柱的水樣富集效果。在純水中加入一定濃度的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，固定萃取過程中的活化溶劑和洗脫劑，在相同液相色譜分析條件下，分別測定兩種固相萃取小柱對水樣中鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率影響。從表2中可看出，Cleanert PEP小柱基本不能富集水中的鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，更換洗脫溶劑以及提高洗脫劑的用量也不能提高該物質的回收率。而Wondasep C18小柱對兩種物質均有較好的回收效果，因此本實驗選擇Wondasep C18小柱作為固相萃取小柱。

表2 不同型號固相萃取小柱對鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的富集效果 %

3.2.2 洗脫溶劑的選擇

選擇甲醇、四氫呋喃、二氯甲烷3種有機溶劑作為洗脫溶劑，考察萃取溶劑對萃取回收率的影響。在純水中加入固定濃度的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，以Wondasep C18小柱作為固相萃取小柱，固定洗脫溶劑的洗脫次數和體積，在相同液相色譜分析條件下，分別測定3種洗脫溶劑的萃取回收率。從表3中可看出，以甲醇為洗脫溶劑時，鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率很低；以四氫呋喃、二氯甲烷為洗脫溶劑時，兩種物質的回收率較好。因四氫呋喃與甲醇的互溶性更好，本實驗選用四氫呋喃為洗脫溶劑。

表3 不同洗脫溶劑對鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的富集效果

3.3 線性范圍和測定下限

本實驗采用外標法定量，通過保留時間定性。將鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯標準溶液用甲醇配制成系列復合標準工作溶液，鄰苯二甲酸二丁酯的濃度為0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20 mg/L，鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的濃度為0.30、0.60、0.90、1.20、1.50、1.80 mg/L，實驗抽取20 μL各濃度復合標準工作溶液在液相色譜儀上進樣分析，回歸方程及相關系數見表4。依據美國EPA的規定確定檢出限，配制相當于檢出限濃度1～3倍的標準溶液重復測定7次，計算標準偏差及檢出限，再以四倍檢出限作為測定下限。計算公式為：MDL(檢出限)=3.14×SD(7次測定的標準偏差)，RQL(測定下限)=4×MDL(檢出限)。本方法中水樣的濃縮倍數為1000倍，故實際水樣的測定下限RQL=4×3.14×SD/1000，經實驗得兩種物質的測定下限見表4。

表4 鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回歸方程及測定下限

3.4 回收率和精密度

實驗分別選取江河水、湖泊水、地下水進行了實際樣品測定和加標回收試驗。江河水、湖泊水及地下水均未檢出兩種目標物；分別于3種水中加入高低兩種濃度的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯復合標準溶液，重復測定7次，計算其相對標準偏差及回收率，實驗結果見表5。鄰苯二甲酸二丁酯的回收率在83.6 %～94.7 %之間，鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率在76.3 %～81.2 %之間，兩種物質的相對標準偏差均在0.21 %～2.97 %之間，證明用本方法測定環境水體中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯具有較好的回收率和精密度。

表5 鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯分析方法的回收率、精密度及實際樣品測定

4 結論

考察了測定波長、洗脫條件對鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的響應和分離效果的影響，以及固相萃取小柱、洗脫溶劑種類對加標回收率的影響。實驗結果表明：采用Wondasep C18固相萃取小柱對環境水體中的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯進行富集，經四氫呋喃洗脫濃縮后進液相色譜進行檢測，可獲得良好的效果。該方法操作簡單、分離度和靈敏度高、回收率和精密度好，能滿足江河水、湖庫水、地下水等環境水體的分析要求，為環境水體的長期監測分析提供了簡單而可靠的方法依據。