高效液相色谱法测定生活饮用水中的苯并[a]芘

贺光秀，贾瑞宝，邓长江

(1.山东绿洁环境检测有限公司，济南 250101； 2.山东省城市供排水水质监测中心，济南 250000；3.山东省国合循环经济研究中心，济南 250100)

苯并[a]芘(Bap)是一种公认的强致癌物质，主要由煤炭、石油、天然气、木材等不完全燃烧而产生，在土壤、空气、水等多种环境介质中广泛存在。水体中苯并[a]芘的主要来源包括工业“三废”排放、降水和储水槽及管道涂层淋溶等。人体和动物摄入该物质后，可诱发皮肤、肺和消化道癌症，对健康造成很大威胁［1–2］。我国国标GB 5749–2006［3］规定生活饮用水中苯并[a]芘限值为0.000 01 mg／L。

目前苯并[a]芘的检测方法主要有乙酰化滤纸层析荧光分光光度法、薄层色谱法、高效液相色谱荧光检测器法、气相色谱法、气相色谱–质谱联用等方法［4–13］。国标GB／T 5750–2006［9］推荐使用高效液相色谱荧光检测器测定苯并[a]芘，其前处理方法低效繁琐，液相色谱检测器要求为荧光检测器，这使生活饮用水中苯并[a]芘的检测在实际操作和仪器配置方面有一定的局限性。笔者研究了高效液相色谱二极管阵列检测器检测生活饮用水中苯并[a]芘的方法，对样品前处理方法和色谱分析条件进行了优化，该方法具有准确、快速、简便的优点，拓展了液相色谱检测器的选择范围，满足GB 5749–2006［3］对苯并[a]芘的检测需求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：LC–20AT型，配备二元泵、脱气机、自动进样器、柱温箱、LC–Solution色谱工作站、二极管阵列检测器(PDA)，日本岛津公司；

旋转蒸发仪：RE52CS型，上海亚荣生化仪器厂；

溶剂过滤器：T–50.1L型，天津市津腾实验设备有限公司；

超纯水机：FDY1002–UV型，青岛富勒姆科技有限公司；

甲醇、环己烷：HPLC级，美国DIKMA公司；

无水硫酸钠：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；

苯并[a]芘标准溶液：20 mg／L，农业部环境保护科研监测所；

实验用水为超纯水。

1.2 水样处理

［9–10］确定水样的前处理方法。取500 mL均匀水样置于1 000 mL分液漏斗中，用70 mL正己烷分两次萃取(40 mL和30 mL)，每次振摇5 min，注意放气。静置分层后，弃去水相。合并两次的正己烷萃取液。用真空泵抽滤使正己烷萃取液通过覆盖无水硫酸钠的0.45 μm有机滤膜，于60～70℃水浴中旋转蒸发至干，冷却后，将残留物溶于甲醇中，定容至1.0 mL，摇匀后过0.45μm有机滤膜，待测。

1.3 色谱条件

色谱柱：C18反相色谱柱(150 mm×4.6 mm，5 μm，日本岛津公司)；流动相：甲醇–水(体积比为90∶10)；流量：1.0 mL／min；检测波长：295 nm；柱温：35℃；进样体积：20 μL。

1.4 标准曲线的绘制

准确吸取苯并[a]芘标准溶液(20 mg／L) 0.5 mL于50 mL容量瓶中，用甲醇定容，将其作为标准储备溶液(0.2 mg／L)。分别准确吸取不同体积的苯并[a]芘标准储备溶液，用甲醇配制成质量浓度分别为0，4，7，15，26，50，70，100 ng／mL的苯并[a]芘标准使用溶液。采用1.3色谱条件进样分析，以苯并[a]芘标准使用溶液的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

2.1.1 流动相与流量

比较了3种流动相配比，在甲醇–水体积比为为90∶10，85∶15，80∶20条件下，发现在甲醇–水体积比为90∶10时苯并[a]芘和样品中干扰物能达到较好的基线分离(见图1)；在0.5～2.0 mL／min范围内调整流量，发现流量为1.0 mL／min时苯并[a]芘出峰时间合适，峰形较好(见图2)。

图1 甲醇–水体积比为90∶10时生活饮用水水样加标色谱图

2.1.2 检测波长

在230，254，270，287，295，296 nm波长条件下检测苯并[a]芘，发现波长为295 nm时苯并[a]芘响应值大，且杂质干扰小。因此实验选择检测波长为295 nm。

2.1.3 进样体积

通过不同体积进样量比较，发现进样体积为20 μL时，检测器对标准曲线最低浓度标准样品(4 ng／mL)苯并[a]芘有响应，且峰形较好。

综合以上试验结果，确定高效液相色谱二极管阵列检测器检测苯并[a]芘的最佳色谱条件见1.3，在此条件下苯并[a]芘标准样品(70 ng／mL)的色谱图见图2。

图2 苯并[a]芘标准溶液(70 ng／mL)色谱图

2.2 标准曲线与检出限

GB 5749–2006［3］规定生活饮用水中苯并[a]芘限值为0.000 01 mg／L，若取500 mL水样检测，经萃取浓缩后定容至1.0 mL，浓缩倍数500倍。为满足检测判定要求，按1.4绘制标准曲线。苯并[a]芘质量浓度x在0～100 ng／mL范围内，其线性回归方程为f(x)=193.93x+15.56，相关系数r=0.999 97。

将浓度已知的样品测试的信号和空白样品的信号作对比，在信噪比为3∶1的条件下得出本方法的检出限是6 ng／L。若取500 mL水样测定，本法最低检测质量为0.08 ng，定量下限为8 ng／L。因此该方法灵敏度高，满足分析要求。

2.3 精密度试验

在1.3色谱条件下，将质量浓度为50 ng／mL的标准样品重复测定9次，记录标准样品苯并[a]芘的峰面积，计算得苯并[a]芘峰面积的相对标准偏差为1.06%（结果见表1），表明本方法的精密度良好。

表1 精密度试验结果

2.4 回收试验

取生活饮用水水样6份，测定水样中苯并[a]芘的含量并进行加标回收试验，结果见表2。

表2 回收试验结果

由表2可知，生活饮用水水样中未检出苯并[a]芘，水样的加标回收率为88.1%～93.4%，说明该方法具有较高的准确度，满足分析检测要求，适合检测生活饮用水中苯并[a]芘。

3 结语

建立了高效液相色谱二极管阵列检测器检测生活饮用水中苯并[a]芘的测定方法，优化了样品前处理方法和检测条件，拓展了生活饮用水苯并[a]芘的检测方法。与我国新版国标方法(GB／T 5750–2006)［9］推荐使用的高效液相色谱荧光检测器法比较，该法样品预处理简单，分离度高，分析时间短，适用于生活饮用水、地下水和地表水等较清洁水样中苯并[a]芘的准确定性定量测定。

参 考 文 献

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［3］ GB 5749–2006 生活饮用水卫生标准［S］.

［4］ GB 11895–1989 水质 苯并[a]芘的测定 乙酰化滤纸层析分光光度法［S］.

［5］ 王海娇，王娜，汪寅夫，等.高效液相色谱法分析地下水和饮用水中苯并[a]芘［J］.岩矿测试，2010，29(5): 625–627.

［6］ 陈兆文.饮用水中苯并[a]芘的毛细管气相色谱分析［J］.环境化学，1995，14(2): 151–155.

［7］ 郑海涛，刘菲，刘永刚.固相萃取–气相色谱法测定水中多环芳烃［J］.岩矿测试，2004，23(2): 148–152.

［8］ 陈慧，黄要红，蔡铁云.固相萃取–气相色谱／质谱法测定水中多环芳烃［J］.环境污染与防治，2004，26(1)：72–74.

［9］ GB／T 5750–2006 生活饮用水标准检验方法［S］.

［10］ 王浩，刘艳琴，杨红梅，等.高效液相色谱法测定粮食中苯并芘残留的研究［J］.粮油食品科技，2007，15(1)：53–54.

［11］ GB／T 15439–1995 环境空气苯并[a]芘测定高效液相色谱法［S］.

［12］ 李春玉，石利利，单正军，等.土壤中苯并[a]芘和二苯并［a，h］蒽的快速测定及其降解特性研究［J］.环境污染与防治，2008(9): 43–44.

［13］ 程春梅，董刘敏，彭进.超高效液相色谱法检测食用油中的苯并(a)芘［J］.中国油脂，2011，36(2): 77–78.