地表水内酚类化合物的气相色谱‑质谱测定方法

摘要

本发明公开了一种地表水内酚类化合物的气相色谱‑质谱测定方法，属于水环境中有机污染物技术领域，本发明的方法是对水样过滤、固相萃取、净化和浓缩过程，采用选择离子监测的气相色谱‑质谱法(GC‑MS)法测定，以内标法定量。本发明测定方法对地表水中的辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚四种酚类化合物的检测具有较高的灵敏度、准确度和精密度，有希望成为新的检测标准。

说明书

技术领域

本发明涉及水环境中有机污染物技术领域，尤其涉及一种地表水内酚类化合物的气相色谱-质谱测定方法。

背景技术

酚类化合物是芳香族羟基化合物,其羟基与苯环上的碳相连,根据苯环上羟基和氯根的数目和位置，一般常见的酚类有:苯酚、4-硝基酚、3-甲基酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚等。在天然水中，一般检不出酚类化合物，但受到如焦化、煤气制造、石油精炼、木材防腐、造纸及石油化工所排放的工业废水污染的水源可能含有该类物质。这些酚类化合物一般毒性不大，但多有恶臭，尤其苯酚，在饮用水加氯消毒时能形成嗅味更强烈的氯酚。

近年来，地表水环境受酚类化合物影响越来越严重，水体中的酚污染主要是一些工业企业排放的含酚废水，如炼焦、造纸、塑料、染料、药物、除草剂、农药、木材加工等诸多工业，当水体中酚的浓度达到0.1-0.2mg/L时，在这种水体中生活的鱼体内就会含有酚，如果人吃了这种鱼，摄入机体的酚量超过人体的解毒能力时，就会发生慢性中毒，出现头痛、头晕、呕吐、腹泻、神经紊乱、贫血等症状，用污染过的水作为饮用水，在消毒用氯气的作用下形成氯酚，其味道被加强一到二个数量级产生恶臭，因此酚的排放被严格规定，酚类化合物具有致癌致突变性的潜在毒性。

国内外对测定酚类化合物的研究非常活跃。对于酚类化合物的检测分析，除了传统的福林－西莫卡特比色法，许多方法是基于紫外分光光度法、近红外分光光度法、远红外分光光度法、毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法和气相色谱－质谱联用等分析方法发展起来。

但是，目前的检测方法在灵敏度，准确度等方面还有待改善，因此研究一种准确度高、灵敏度高和精密度高的环境废水中酚类化合物的检测方法很有必要。

发明内容

为解决现有的酚类化合物检测方法中所存在的缺点，本发明提供了一种地表水内酚类化合物的气相色谱-质谱测定方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明的地表水内酚类化合物的气相色谱-质谱测定方法的具体步骤如下：

(1)样品的采集与保护

水样采集容器采用硼硅玻璃容器或棕色玻璃试剂瓶，采用不锈钢采水器采集距水面30cm表层水样，水样采集后用4mol/L盐酸调节pH为3-4，水样采集后应立即分析，不能立即分析则在4℃冰箱中贮存不超过72小时；

(2)水样提取富集

取1000mL水样过玻璃纤维滤膜(Whatman,GF/F 47mm),后用盐酸酸化至pH3-4，过活化固相萃取小柱OASIS HLB(water,200mg,6mL),HLB小柱活化步骤依次为12mL乙酸乙酯、12mL甲醇和pH＝3的盐酸溶液，水样过柱流速不超过5ml/min；然后用10ml甲醇-水混合液洗涤试样瓶后过柱，固相萃取小柱用12mL正己烷淋洗后将固相萃取柱抽干，最后用12mL乙酸乙酯洗脱，洗脱液过无水硫酸钠柱，后加入5mL乙酸乙酯清洗，合并转移至茄形瓶中旋转蒸发浓缩，再转移至1.5mL样品反应瓶，加入内标后氮吹至干，待衍生；

(3)净化

依次用乙酸乙酯10mL、甲醇10mL、水10mL活化固相萃取小柱，取步骤(1)得到的水样过柱，控制流速不超过2mL/min，再依次用15mL水-甲醇混合液和15mL正己烷淋洗小柱，将固相萃取柱抽干，用乙酸乙酯15mL洗脱，控制流速不超过2mL/min，收集洗脱液于10mL具塞玻璃离心管中，过无水硫酸钠玻璃层析柱脱水，后加入5mL乙酸乙酯清洗，合并转移至茄形瓶中旋转蒸发浓缩，再转移至1.5mL样品反应瓶，加入内标后氮吹至干，待衍生；

(4)衍生

于样品反应瓶中加入BSTFA60μL、丙酮120μL，盖紧盖子，漩涡混合30s，于65℃恒温箱中衍生30min，正己烷定容至0.5mL，漩涡混合10s，供GC-MS分析；

(5)分析

使用气相色谱-质谱进行分析，色谱柱：DB-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱；柱箱升温程序：初始温度80℃，保持1min，以15℃/min升温至160℃，再以8℃/min升温至230℃，然后以5℃/min升温至260℃，以15℃/min升温至290℃，保持2min；进样口温度：280℃；传输线温度：280℃；离子源温度：220℃；载气：高纯氦气，纯度≥99.999％，流速1.0mL/min；电离方式：EI；进样方式：无分流进样，2min后开阀；进样量：1.0μL；溶剂延迟：5min。

步骤(1)中，在采样前把采水器的采用瓶用待测水样洗涤2-3次，采样时不留有顶上空间和气泡。

步骤(1)中，样品采集过程中用到的器具必须经过下列步骤进行清洗：玻璃器皿和过滤装置先经过1mol/L NaOH溶液清洗，然后用蒸馏水冲洗，最后用二氯甲烷洗涤。

步骤(2)中，甲醇-水混合液中两者的体积比是9：1。

步骤(3)中，水-甲醇混合液中两者的体积比是9:1。

本发明的积极效果如下：

本发明的地表水内酚类化合物的气相色谱-质谱测定方法对地表水中的辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚四种酚类化合物的检测具有较高的灵敏度、准确度和精密度，有希望成为新的检测标准。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例1

地表水内酚类化合物的气相色谱-质谱测定方法包括以下部分：

(1)样品的采集与保护

水样采集容器采用硼硅玻璃容器或棕色玻璃试剂瓶，玻璃器皿和过滤装置必须经过下列步骤进行清洗：玻璃器皿和过滤装置先经过1mol/L NaOH溶液清洗，然后用蒸馏水冲洗，最后用二氯甲烷洗涤，采用不锈钢采水器采集距水面30cm表层水样，在采样前把采用瓶用待测水样洗涤2-3次。采样时不留有顶上空间和气泡。水样采集后用4mol/L盐酸调节pH为3-4，水样采集后应尽快分析，若不能及时分析应在4℃冰箱中贮存不超过72小时。

(2)水样提取富集

取1000mL水样过玻璃纤维滤膜(Whatman,GF/F 47mm),后用盐酸酸化至pH3-4，过活化固相萃取小柱OASIS HLB(water,200mg,6mL),HLB小柱活化步骤依次为12mL乙酸乙酯、12mL甲醇和pH＝3的盐酸溶液，水样过柱流速不超过5ml/min。然后用10ml甲醇/水(9：1体积比)洗涤试样瓶后过柱，固相萃取小柱用12mL正己烷淋洗后将固相萃取柱抽干，最后用12mL乙酸乙酯洗脱，洗脱液过无水硫酸钠柱，后加入5mL乙酸乙酯清洗，合并转移至茄形瓶中旋转蒸发浓缩，再转移至1.5mL样品反应瓶，加入内标后氮吹至干，待衍生。

(3)净化

依次用乙酸乙酯10mL、甲醇10mL、水10mL活化固相萃取小柱，取水样过柱，控制流速不超过2mL/min，再依次用15mL水-甲醇(体积比：9:1)和15mL正己烷淋洗小柱，将固相萃取柱抽干，用乙酸乙酯15mL洗脱，控制流速不超过2mL/min，收集洗脱液于10mL具塞玻璃离心管中，过无水硫酸钠玻璃层析柱脱水，后加入5mL乙酸乙酯清洗，合并转移至茄形瓶中旋转蒸发浓缩，再转移至1.5mL样品反应瓶，加入内标后氮吹至干，待衍生。

(4)衍生

于样品反应瓶中加入BSTFA60μL、丙酮120μL，盖紧盖子，漩涡混合30s，于65℃恒温箱中衍生30min，正己烷定容至0.5mL，漩涡混合10s，供GC-MS分析。

(5)标准工作曲线的绘制

取混合标准工作溶液10μL、20μL、50μL、100μL和于1.5mL样品反应瓶中，40℃水浴中氮吹至干，衍生制成辛基酚浓度分别为10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL，壬基酚浓度分别为40ng/mL、80ng/mL、200ng/mL、400ng/mL，双酚A浓度分别为10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL，己烯雌酚浓度分别为10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL。分别取1μL进样，以定量离子峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准工作曲线。

(6)分析

色谱柱：DB-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱，或性能相当的色谱柱；柱箱升温程序：初始温度80℃，保持1min，以15℃/min升温至160℃，再以8℃/min升温至230℃，然后以5℃/min升温至260℃，以15℃/min升温至290℃，保持2min；进样口温度：280℃；传输线温度：280℃；离子源温度：220℃；载气：高纯氦气，纯度≥99.999％，流速1.0mL/min；电离方式：EI；进样方式：无分流进样，2min后开阀；进样量：1.0μL；溶剂延迟：5min；离子序列组编号如表1所示：

表1离子序列组编号

待测物衍生物的特征离子如表2所示：

表2待测物衍生物的特征离子

最大允许偏差不超过表3规定的范围。

表3试样相对离子丰度与标准物质相对离子丰度的最大允许偏差

相对强度(跟基峰的百分比例)El-GC-MS＞50％±10％＞20％～50％±15％＞10％～20％±20％≤10％±50％

定量：在上述规定的色谱、质谱条件下，分别以m/z207.1、207.1、357.2、412.2为辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚的定量离子，以峰面积进行单点或多点校准定量，标准工作液和试样液中待测物的响应值均应在仪器检测线性范围内。

(7)计算

除不加试样外，均按照上述测定条件和步骤进行。测试溶液中辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚含量由仪器工作站按内标法，自动计算。试样中辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚按公式如下公式计算，计算结果需扣除空白值，结果保留三位有效数字。

$>X=\frac{C\times V}{L}$>

X：样品中的辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚，单位为ng/L；

C：样品中的辛基酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚的浓度，单位为μg/mL；

V：样品溶液最终体积，单位为mL；

L：样品质量，单位为L。

(8)灵敏度、精确度和精密度

灵敏度：本发明的方法酚类化合物的方法检出限为(ng/L)：t-辛基酚0.07，壬基酚(4-nps)0.21、双酚A 0.07、乙烯雌酚0.10；定量限分别为(ng/L)：t-辛基酚0.25，壬基酚(4-nps)0.7、双酚A0.25、乙烯雌酚0.35。

准确度：本发明的方法t-辛基酚、双酚A/乙烯雌酚在0.25ng/L～10ng/g添加浓度范围内，回收率为70％～110％；壬基酚在0.7ng/g～15ng/L添加浓度范围内，回收率为70％～110％。

精密度：本发明的方法的批内变异系数≤15％，批间变异系数≤15％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。