在线固相萃取-高效液相色谱法测定饮用水和瓶装矿泉水中苯酚

在线固相萃取-高效液相色谱法测定饮用水和瓶装矿泉水中苯酚

戴安(DIONEX)仪器分析园地

苯酚类化合物是一种水体污染物，欧盟规定饮用水中每种苯酚类化合物的限量为0.5μg·L－1，日本厚生劳动省(Ministry of Health，Labour and Welfare)规定饮用水中苯酚类化合物的含量不得高于5μg·L－1，美国EPA规定五氯苯酚及优先污染物列表中的11种苯酚类化合物限量为1μg·L－1，采用GC法进行检测.常见的检测方法有GC、GC-MS，因样品中一些物质对气相色谱柱的损害较大，故液相的应用方法渐渐增多.

因饮用水中苯酚类化合物的含量很低，直接进样的液相色谱法无法满足要求，而传统的离线样品富集操作繁琐，本方法利用双三元液相系统，实现在线富集，大大加快了实验过程，操作简单，灵敏度高，实验成本低.

1 实验部分

1.1 测试条件

仪器:Ultimate DGP 3600系列，包括带有在线脱气单元的双三元梯度泵;带有两个六通阀的柱温箱;紫外检测器;大体积进样器.分析柱:Acclaim® PA(5 μm，4.6 mm×150 mm);富集柱:IonPac® NG1 Guard(5 μm，4.0 mm ×35 mm);柱温:40℃;检测波长:280 nm;进样量:10 mL;淋洗液组成、流速及淋洗梯度条件见表1.

表1 系统梯度淋洗条件

1.2 样品前处理

将样品通过0.45μm滤膜过滤，取495 mL滤液，加入5 mL甲醇和56μL MSA(最终试液中MSA的浓度约为2 mmol·L－1)，待测.

2 结果和讨论

2.1 流动相种类及浓度对酚类化合物保留时间的影响

许多酸溶液可以作为流动相来分离酚类化合物;本试验对分析色谱条件中的A通道溶液进行了优化，分别将A通道溶液换成 0.1 mmol·L－1甲基磺酸溶液(图 1A)、0.1% 三氟乙酸溶液(图 1B)、0.1%乙酸溶液(图 1C)及 25 mmol·L－1乙酸-乙酸铵(1∶1，V/V)缓冲液(图1D)，酚类化合物分离情况见图1.

图1 酚类化合物(浓度10μg·mL－1)的色谱图

实验表明，甲基磺酸溶液、三氟乙酸溶液、乙酸溶液对酚类分离的选择性基本一样，而乙酸-乙酸铵缓冲液则不同.实验研究了流动相中酸浓度变化对各种酚类保留值的影响.结果表明，除了某些酚外，大部分组分的保留时间随酸浓度的变化都不明显.当使用 MSA 溶液时，浓度从 0.1 mmol·L－1提高到 3 mmol·L－1时，2，4-二硝基苯酚的保留时间逐渐缩短，其色谱峰的位置从2，4-二甲基苯酚之后提前到2-硝基苯酚之前.当使用HAc溶液时，浓度从0.03%至2.0%，各个酚的保留时间移动倾向类似于MSA溶液.用TFA代替HAc结果一样.而当使用25 mmol·L－1的HAc-NH4Ac缓冲体系时，不同的pH值(酸碱比例不同)使2，4-二硝基苯酚及4，6-二硝基-2-甲基苯酚保留时间的变化远大于酸溶液.同时2，4，6-三氯苯酚及五氯苯酚也有很大的变化.

2.2 流动相的选择

不管使用HAc、MSA还是TFA溶液，美国EPA604中所指定的所有11种酚都能被很好地分离，酸的浓度更低时分离会更好.但由于酸的浓度很低时其溶液易受环境中二氧化碳的影响导致酸浓度变化，而某些酚对酸的浓度变化又比较敏感，从而进一步导致了方法的重现性变差.因此选用HAc-NH4Ac缓冲盐体系作为流动相，在浓度为25 mmol·L－1，并且酸与碱体积之比为1.45∶1时，有更好的分离度及方法重现性.

2.3 优化在线SPE方法

实验了不同浓度的酸(HAc或MSA)与不同浓度甲醇或乙腈混合，作为SPE的洗脱溶液洗提杂质并保留、浓缩酚类，实验表明，使用酸/乙腈溶液时的效率更高，所以使用0.2 mmol·L－1MSA/乙腈为提脱液以降低背景.

2.4 线性、检出限

在上述色谱条件下，按EPA Method 604中的线性浓度进行实验.线性、检出限数据见表2.

表2 11种苯酚类化合物线性、检出限

2.5 实际样品的分析选取瓶装矿泉水、饮用蒸

馏水和自来水进行加标回收实验，实验数据见表3和表4.

表3 瓶装矿泉水加标回收实验

表4 饮用蒸馏水和自来水加标回收实验

2.6 使用双梯度泵的其中一个泵作为大体积进样器

如果所需分析的样品量不多，可以不使用自动进样器.而用双梯度泵中的一个泵代替AS-HV.该泵的A及B可放置溶剂，而C可以放置样品.根据泵的流量及时间确定进样量.

方法的干扰来自溶剂、试剂中的杂质、玻璃器皿及其它样品的处理过程，所以高灵敏度实验必须使用高纯试剂，实验所需器皿必须仔细清洗干净.大体积进样时，样品的pH值需用MSA调整至3.5以下.AS-HV自动进样器的管路及定量环与高有机含量的溶剂不兼容，因此必须用不锈钢或PEEK材料对相应的部件或管路进行改造.

3 结论

在线SPE(OnLine SPE)方法对环境中酚的测定可完全满足EPA方法604的要求.该方法简单可靠、重现性高而且线性好，灵敏度达到GC的水平，而且适应性更好.戴安UltiMate 3000系列双梯度泵配合变色龙软件可以简单、方便地实现OnLine SPE的所有要求.