苦味酸测定中关键问题的研究

王玉祥，吴莹，张宗祥，程滢，薛锐，王厚俊

(江苏省泰州环境监测中心，江苏 泰州 225300)

苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)，俗称黄色炸药，味苦，为淡黄色晶状固体。随着城市和工业不断发展，含有苦味酸的废水排入水体，会造成水体污染[1]，对人体健康构成一定的危害[2]。

检索美国、日本、欧盟、国际标准化组织等标准，均没有水中苦味酸分析的标准方法。我国目前用于地表水和饮用水源水中苦味酸测定的标准方法为衍生物-液液萃取-气相色谱法。氯化苦可用顶空固相微萃取法[3]和吹脱捕集法[4]等进行预处理，文献[5-7]分别用正己烷或苯等有机溶剂作为氯化苦的萃取溶剂。

国标方法虽操作简单、分离效果好，但在实际测试过程中，未考虑水样中pH值和基质效应的影响，导致不同批次样品曲线的线性方程和相关系数有较大差别，样品平行性较差。现对苦味酸测定过程中关键性技术问题进行探讨，以期为今后苦味酸测定提供借鉴。

1 方法原理

文献[5]中苦味酸测定方法的原理：水中的苦味酸与次氯酸钠反应生成氯化苦，以正己烷作为萃取溶剂，经气相色谱仪-电子捕获检测器分离并检测，根据保留时间定性，外标法定量，计算出水中苦味酸的含量。

2 仪器和试剂

2.1 仪器

Aglient 7890A气相色谱仪，具电子捕获检测器(美国Aglient公司)；40 mL具塞螺纹口玻璃瓶，配有聚四氟乙烯盖垫(上海安谱实验科技股份有限公司)；CQ-100型振荡器(吉林欧伊尔环保科技发展有限公司)。

2.2 试剂

饱和次氯酸钠溶液(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)；正己烷(农残级，上海安谱实验科技有限公司)；氢氧化钠(分析纯，上海安谱实验科技股份有限公司)；氯化苦标准溶液(100 mg/L，美国Accustandard公司)；苦味酸标准溶液(10 mg/L，美国Accustandard公司)；Method-604-Phenol Mix酚类化合物标准溶液(M-604标样，4-氯-3-甲基苯酚、2-氯苯酚、2,4-氯苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,4-硝基苯酚、2-甲基-4,6-二硝基苯酚、2-硝基苯酚、4-硝基苯酚、五氯苯酚、苯酚、2,4,6-三氯苯酚溶于甲醇中，各物质质量浓度为501.0～503.8 mg/L，1 mL，美国Accustandard公司)；载气：氮气(纯度≥99.999%，江苏天鸿化工有限公司气体分公司)。

3 结果与讨论

3.1 水样pH值对苦味酸测定的影响

文献[5]提出，色谱柱为填充柱，预处理10.0 mL水样时，直接加入次氯酸钠2 mL衍生，振荡均匀，在室温下反应30 min，加入苯萃取3 min，静置分层，取有机相待测。在实际应用中发现：(1)鉴于填充柱气相色谱法的分离效果有限，现多采用毛细管气相色谱法测定；(2)水样pH值影响苦味酸的测定结果，苦味酸在有机酸中属于强酸，衍生前往往用饱和氢氧化钠溶液将样品pH值调至>9，再加入次氯酸钠，否则在酸性条件下，会生成氧化能力最强的次氯酸，不利于氯化苦的生成。

图1为不同pH值水样中氯化苦响应的变化，同样质量的苦味酸在不同pH值条件下的水样，经衍生萃取所得氯化苦的质量不一样，随着pH值从8～12逐渐增大，测得的氯化苦浓度变化不明显，因此，在实验室分析时，应选择在此范围内衍生，保证质量控制要求；当水样pH值约为13时，获得氯化苦的质量最大。按照文献[8]，得出的测定结果符合平行性和精密度的测定要求，因此，水样pH值最好与绘制工作曲线的pH值保持一致，以防止产生较大误差。

图1 不同pH值水样中氯化苦响应的变化

3.2 硝基酚类对苦味酸测定的影响

对水中苦味酸测定的干扰主要来自氯化产物氯化苦的其他前驱物。Merlst等[9]研究了饮用水中氯化苦的前驱物，结果表明：水中的有机化合物除苦味酸外，天然的腐殖酸、硝基甲烷及2，4，6-三硝基甲苯均可在氯化反应过程中形成氯化苦，对测定产生明显干扰。Duguet等[10]研究表明，在富里酸和天然水的氯化作用时也会产生氯化苦，其浓度跟介质中的亚硝酸根离子密切关联。表1为实际测定苦味酸时，硝基酚类和甲基酚类与次氯酸钠反应后生成氯化苦的质量浓度结果，其中加入硝基酚类和甲基酚类的质量浓度均为200 μg/L，可见这2种物质会干扰苦味酸的测定。

表1 硝基酚类和甲基酚类与次氯酸钠反应后生成氯化苦的质量浓度结果 μg/L

4 结语

(1) 苦味酸测定中，pH值会影响氯化苦的生成，控制不好pH值容易导致线性相关系数<0.999，测量结果达不到质量控制和保证要求。实验表明，样品溶液pH值为8～12，响应波动变化较小，因此建议实际测试中，在满足方法检出限和环境标准限值的情况下，选择样品溶液pH值在8～12的范围内测定苦味酸。

(2) 水中苦味酸测定不仅受氯化前驱物、天然腐殖酸、硝基甲烷及2，4，6-三硝基甲苯等干扰，硝基酚类和甲基酚类同样对苦味酸的测定起正干扰作用，目前无法完全消除干扰，所以衍生物-液液萃取-气相色谱法不能全面和准确地测定水中的苦味酸含量，因此文献[5]推荐的方法有一定的局限性。

(3) 目前，水中苦味酸的测定，除气相色谱法外，使用最多的是液相色谱法[11-12]。气相色谱法灵敏度高、精密度好、毒性小，尤其适合痕量样品的分析测定，但前处理过程涉及衍生化，基质效应无法消除；液相色谱法可直接进样、前处理简便、分析时间短，但灵敏度偏低、不适合分析测定极低质量浓度的样品。现阶段国家标准采用的气相色谱法不能适应新时代的测定需要，今后会逐步向液相色谱法或液相色谱-串联质谱法发展[13]。