在线凝胶渗透色谱-气相色谱/质谱法测定水中二异丙基萘、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸(2-乙基)己酯

荣维广， 梁思慧， 杨 润， 吉文亮， 刘华良， 宋宁慧

(1.江苏省疾病预防控制中心，江苏南京 210009；2.东南大学公共卫生学院，江苏南京 210009；3.环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京 210042)

水是人类赖以生存和发展的最重要资源之一。因此，水资源中存在的有毒有害污染物可能会从各方面进入人体，并危害人体健康[1]。二异丙基萘(DIPN)在制造无碳复写纸的染料溶剂时作为多氯联苯的替代品而被大量使用，但是在造纸及纸制品回收利用的过程中会随着工业废水的排放而进入水体[2]。Lovekamp-Swan等[3]发现DIPN对女性的生殖系统有毒性作用；Motoharu等[4]研究表明，环境沉积物中 DIPN的污染趋势与多氯联苯的污染趋势相似。美国将DIPN作为一种农药进行限量规定，并在2012年降低了其在动植物制品中的限量标准[5]。邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸(2-乙基)己酯(DEHP)均是我国城市水环境中最主要的风险因子。人们长期大量地摄入可能会导致生殖系统异常，甚至有造成畸胎、引发癌症的危险[6]。美国国家毒理规划署(NTP)通过志愿者试验显示反复接触小剂量DEHP对人体具有后期致突变效应[7]。张璐璐等[8]研究表明我国城市水环境中的塑化剂浓度多数都高于8.00 μg/L，超过我国国家标准(GB5749-2006)《生活饮用水卫生标准》[9]中的限值规定。

目前，国内外对DIPN、DBP和DEHP的检测分析大多采用气相色谱/质谱联用技术，检测方法均为三种物质的单独检测或是对其中两种物质的同时检测。Motoharu等[4]用气相色谱/质谱联用检测了空气、环境水、沉积物、生物样品中的DIPN；Zhang等[10]研制了一种气相色谱-离子阱串联质谱联用技术，用于测定美国市场上销售的食品和纸质包材中DIPN和DBP；贺涛等[11]利用气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)对珠江流域饮用水源中塑化剂进行检测；郭伟鹏等[12]运用气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)调查了广东省内的 77 家饮用水生产企业生产的100批次的包装饮用水中 16种塑化剂的含量。本研究建立了液-液萃取同时提取水样中DIPN、DBP和DEHP 3种目标化合物，经在线凝胶色谱(GPC)富集净化，程序升温-大体积进样口(PTV-LVI)进样，气相色谱/质谱(GC-MS)同时检测。该方法分析周期短，稳定可靠，适合于水中DIPN、DBP和DEHP的同时快速分析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Prep-Q2010 GPC-GC/MS仪(日本，Shimadzu公司)；R-210旋转浓缩蒸发仪(BUCHI)；DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；玻璃微量注射器(Hamilton Company)。

标准品：二异丙基萘(Di-isopropylnaphthalene，DIPN)(同分异构体混合物)采购自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，纯度为99.00%；邻苯二甲酸二丁酯(Dibutylphthalate，DBP)采购自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，纯度为99.40%；邻苯二甲酸(2-乙基)己酯(Bis(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP)采购自SUPELCO公司，纯度为99.90%。内标标准品：二乙基萘(2，6-Diethylnaphthalene，DEN)采购自ALDRICH公司，纯度为97.00%；氘代邻苯二甲酸二丁酯(Dibutylphthalate D4，DBP-D4)采购自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，纯度为98.5%；氘代邻苯二甲酸(2-乙基)己酯(Bis(2-ethylhexyl)phthalate D4，DEHP-D4)采购自AccuStandard公司，纯度为99.7%。将3种标准物质DIPN、DBP和DEHP配制成浓度为100 μg/L混合标准应用溶液；将3种内标标准物质DEN、DBP-D4和DEHP-D4配制成浓度为100 μg/L混合内标标准应用溶液。环己烷、丙酮、二氯甲烷、正己烷均为色谱纯(Merck公司)；NaCl、无水Na2SO4为分析纯(南京化学试剂有限公司)；依云水(法国)。

1.2 供试样品

采集了三个城市出厂水水样共10份；江河湖泊水样共23份(包括太湖水样5份，玄武湖水样5份，秦淮河水样4份，夹江水样2份，长江水样5份，宁波东钱湖水样2份)；三个城市末梢水水样共6份；包装饮用水水样共8份。

1.3 仪器条件及方法

1.3.1 在线凝胶渗透色谱(GPC)凝胶色谱柱:Shodex CLNpak EV-200AC(150 mm×2 mm)；流动相：丙酮-环己烷(3∶7，V/V)，流速为0.1 mL/min；柱温为40 ℃；进样量10 μL。

1.3.2 气相色谱/质谱(GC/MS)色谱柱：惰性石英毛细管柱(5 m×0.53 mm，美国Agilent公司)，预柱为DB-5MS石英毛细管柱(5 m×0.25 mm×0.25 μm，美国Agilent公司)，分析柱为DB-5MS(25 m×0.25 mm×0.25 μm，美国Agilent公司)；色谱柱升温程序：起始温度为82 ℃，保持5 min后以8 ℃/min速率程序升温至300 ℃，保持5 min。载气为氦气，纯度大于等于99.999%；进样口：程序升温-大体积进样口(PTV-LVI)，升温程序：起始温度为120 ℃，保持5.0 min，再以100 ℃/min升温至280 ℃；保持33.4 min，不分流进样；载气总流量30 mL/min；隔垫吹扫流量5 mL/min；柱流量1.75 mL/min；进样口压力：120 kPa。

电子轰击源(EI)：70 eV；离子源温度：200 ℃；接口温度：300 ℃；选择离子监测(SIM)模式检测。SIM监测离子和保留时间见表1。图1为3种标准物质和3种内标标准物质的总离子流图。

表1 6种化合物的保留时间、定性离子和定量离子

图1 6种化合物(1 000 μg/L)的总离子流色谱图Fig.1 Total ion current chromatograms of 6 compounds of 1 000 μg/L 1.DEN；2.DIPN；3.DBP-D4；4.DBP；5.DEHP-D4；6.DEHP.

1.4 样品提取净化

取水样50 mL倒入100 mL比色管中，使用微量注射器加入内标，用10 mL正己烷对水样进行一次萃取，振摇8～10 min后，静置15 min，待其完全分层，将正己烷层用滴管取出，用无水Na2SO4脱水过滤后，在40 ℃的温度下用小气流的氮气吹至近干，用丙酮-环己烷(3∶7，V/V)定容到1.0 mL，用滴管转移至1.5 mL 进样瓶中，用锡纸隔离进样瓶盖，密封待测。

2 结果与讨论

2.1 GPC-GC/MS的优势

研究选择GPC-GC/MS对目标分析物进行检测，一方面GPC预处理方法可以去除干扰物质，提高了方法的灵敏度和结果的准确性，从开始进样到最后完成分析仅需要10 mL有机溶剂，体现了绿色环保的化学理念。仪器使用了程序升温-大体积进样口(PTV-LVI)，进样体积扩大到10 μL，从而能降低检出限和定量限，使得液-液萃取时不需要取大体积水样萃取。本方法中运用内标法进行定量，在液-液萃取时可以直接使用比色管一次萃取，简化了实验操作，缩短了分析时间，实现了快速检测。

2.2 塑化剂的本底控制

由于邻苯二甲酸酯类化合物广泛存在于环境中，容易对试剂、器皿等造成污染，使本底值过高，影响测定。研究中使用色谱纯的溶剂，全部使用玻璃器皿并且玻璃器皿在洗涤后，在烘箱中300 ℃烘烤3 h，无法烘烤的器皿用色谱纯的有机溶剂洗涤3遍，去除塑化剂残留。将NaCls和无水Na2SO4用色谱纯的有机溶剂浸泡10 min，重复清洗3遍，溶剂自然挥干后再置入马弗炉，以550 ℃烘烤4 h，冷却后转移至玻璃试剂瓶中待用。在对样品进行检测时，需要同时做空白实验。

2.3 萃取溶剂的确定

图2 3种溶剂萃取水中DIPN、DBP和DEHP的回收率Fig.2 The recoveries of extraction of DIPN,DBP and DEHP with 3 solvents in water

3种目标化合物虽然都是非极性的物质，但其相互之间也存在一定差异，DIPN的极性稍强于另外两种塑化剂。液-液萃取法中影响结果准确性的重要因素是萃取溶剂的选择，本研究比较了正己烷、二氯甲烷-正己烷(1∶9，V/V)和丙酮-正己烷(1∶9，V/V)3种萃取溶剂。3种溶剂萃取的回收率结果见图2。实验选择正己烷为萃取溶剂。

2.4 方法评价

2.4.1 标准曲线、线性范围及相关系数在20.00～1 000.00 μg/L线性范围内，DIPN、DBP和DEHP均表现出良好的线性关系，相关系数均大于0.9995。本方法取样为50 mL时，经前处理后最终定容到1 mL，得到DIPN、DBP和DEHP的方法检出限分别为0.01 μg/L、0.5 μg/L和0.5 μg/L，方法定量限分别为0.03 μg/L、1.5 μg/L和1.5 μg/L(表2)，方法的灵敏度能够满足要求。

表2 方法线性回归方程、相关系数、检出限和定量限

2.4.2 方法的准确度和精密度取同一水样分成3组，每组6份，每份50 mL，水样中分别加入100 μg/L混合标准工作溶液250 μL、750 μL、1 500 μL(加标浓度相当于0.5 μg/L、1.5 μg/L和3.0 μg/L)，按照上述方法处理和分析，DIPN、DBP和DEHP的添加回收率均95.45%～107.80%之间，其相对标准偏差(RSD)均小于6.26%。结果见表3。

2.5 样品测定结果

按照建立的方法对采集的47份水样进行了检测，检测结果见表4。水样中检测到的DBP含量在0.613～1.478 μg/L之间；DEHP含量在0.522～4.306 μg/L之间，均未超出限量。江河湖泊的水样中DEHP的含量稍高于水厂水及末梢水，但也均未超出限量。

表4 水样的分析结果

在国内外尚无水中DIPN的限值标准，受检水样中DIPN的含量均较低，最高为0.090 μg/L。

3 结论

本文采用在线凝胶色谱-气相色谱/质谱法(GPC-GC/MS)建立了一套测定水中DIPN、DBP和DEHP的检测方法。完成整个分析过程仅需要10 mL有机溶剂，体现出绿色环保的化学理念。仪器配备有程序升温-大体积进样口(PTV-LVI)，使进样体积扩大至10 μL，从而能够降低方法检出限和定量限，适合用于水质中DIPN、DBP和DEHP的检测。