水质中2种多氯联苯（PCB194、PCB206）分析方法研究

谢红兵 姚勋 王艳

摘要：以正己烷为提取剂，萃取液经脱水、浓缩、净化和定容后，石英毛细管色谱柱分离目标化合物，气相色谱-质谱法测定地下水及地表水源水中2种多氯联苯（PCB194、PCB206）。实验表明， 2种目标物质量浓度最低检测结果分别为1.6 ng/L和1.9 ng/L，PCB194回收率在80.0%～102.0%范围内，PCB206回收率在83.2%～97.5%范围内。方法简单、灵敏、准确，有机溶剂使用量小。

关键词：PCB194、PCB206;气相色谱质谱联用仪;液液萃取;浓缩;净化;方法确认;

0 前言

研究证明多氯联苯存在于环境中，PCB对环境的污染表现为对水体、土壤、大气、生物影响[1];PCB对动物和人体的危害： 能经皮肤、呼吸道、消化道而被人体吸收，吸收后极难分解，能够在人体脂肪中大量富集，它会使肝、肾功能受损，使人记忆力衰退，降低成人的生殖能力，甚至引发癌症，严重时危及人的健康和生命安全的污染。

当前地下水及地表水源水中PCB194和PCB206测定方法目前暂无国标、行标和专业权威机构发布的测试技术规范发布[3～6]。为保护环境，保障人体健康，笔者建立了以正己烷为提取剂，萃取液经脱水、浓缩、净化和定容后，石英毛细管色谱柱分离目标化合物，气相色谱-质谱法测定水质中PCB194和PCB206含量，方法精密度和准确度较好，有机溶剂用量小，易于操作。

1 实验室部分

1.1 仪器与试剂

气相色谱质谱联用仪（型号：岛津GCMS-QP2020）;旋转蒸发仪（型号：RE-2000B）;固相萃取装置（SPE）（型号：SBE2-CG1013）

正己烷（色谱纯）;无水硫酸钠（分析纯）;氯化钠（分析纯）;

PCB194、PCB206标准储备液（Bepure、100 mg/L）;

内标储备液：PCB77-d6和PCB156-d3内标标准样品（美国O2si、10mg/L）;替代物储备液：PCB28-2´，3´，5´，6´-d4 ，PCB114-2´，3´，5´，6´-d4混标（美国Accustandard、100 mg/L）。

十氟三苯基膦（DFTPP）使用液：ρ=50.0 mg/ml。

硫酸：ρ（H2SO4=1.84 g/ml，优级纯）;

硅酸镁净化小柱：填料为硅酸镁，1000mg，柱体积为6ml。

1.2 仪器条件

色谱柱：DB-5MS型毛细管柱（石英毛细管柱，长30m，内径0.25 mm，膜厚0.25μm）;

色谱分析参数：进样口温度：270℃;进样方式：不分流;升温程序：初始温度50℃保持1min，以20℃/min，升至220℃保持1min，再以10℃/min升至280℃，保持8min;载气：氦气（纯度99.999%）;

离子源：EI源;离子源温度：280℃;接口温度：280℃;扫描方式：选择离子选择扫描（SIM）。

22结果与讨论

2.1样品

2.1.1采集与保存

按照 HJ/T 91 和 HJ/T 164 的相关规定采集样品。样品收集在棕色玻璃样品瓶（1L）中，水样充满样品瓶。在 4℃下避光保存，7d 内完成萃取。

2.1.2试样的制备

液液萃取：摇匀水样，量取1000mL水样，倒入2000mL 的分液漏斗中，加入100uL（1.0mg/L）替代物标准使用液，混匀，用盐酸溶液或氢氧化钠溶液调节水样的pH值至5～9，加入，20g氯化钠，再加入50mL二氯甲烷，振摇5min，静置分层，收集有机相，放入250mL接收瓶中，重复萃取两遍，合并有机相，加入无水硫酸钠至有流动的无水硫酸钠存在。放置30min，脱水干燥。

浓缩：用旋转蒸发仪浓缩至1mL，加入适量正己烷至15mL，重复此浓缩过程3次，最后浓缩至10mL，待净化。

硫酸净化：将10mL浓缩液转入60mL分液漏斗中，加入10mL的硫酸，輕轻振摇，注意放气，然后振摇1min，静置分层后弃去下层硫酸。如果硫酸层中仍有颜色则重复上述操作至硫酸层无色为止。向分液漏斗加入30ml氯化钠溶液（50g/L）洗涤有机相，静置分层后弃去水相，有机相经干燥柱脱水后，浓缩至1ml以下。（视其水体性质可以继续选用弗罗里硅土净化）

弗罗里硅土固相萃取柱净化：用4ml正己烷（HPLC）冲洗固相萃取柱，并浸润5min后，弃去流出液，流速控制在2ml/min。把硫酸净化后的浓缩液全部转移至柱内，用2～3ml正己烷（HPLC）洗涤样品浓缩液瓶两次，一并转移到固相萃取柱上，用10ml淋洗液2（1+9丙酮/正己烷混合溶液）洗脱固相萃取柱，接收淋洗液（以上步骤应始终保持柱填料上方留有液面）。

将净化液浓缩至1.0ml以下，加入10.0μl内标使用液（10mg/L），再加入正己烷（HPLC）定容至1.0ml，转移到色谱瓶中待测试。制备的样品在4℃以下冷藏保存，30d内完成分析。

注1：在萃取过程中出现乳化现象时，可采用搅动、离心、用玻璃棉过滤等方法破乳，也可采用冷冻的方法破乳。

注2：排气应在通风橱中进行以防止交叉污染。

2.1.3空白试样的制备

用实验用水代替样品，按照试样制备2.1.2相同的操作步骤，制备空白试样。

2.2方法确认

本次实验参考《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2020）对方法适用范围、干扰和消除、试剂和材料、仪器设备、方法性能指标（如：校准曲线、检出限、测定下限、准确度、精密度）等要素进行实验确认，并选取不少于一种实际样品进行测定。

2.2.1校准

2.2.1.1仪器性能检查

样品分析前，取1µL十氟三苯基膦（DFTPP）（50 mg/L）直接进样，对气相色谱-质谱系统进行仪器性能检查，所得质量离子的丰度应满足要求，否则需要重新校准。

2.2.1.2校准曲线的绘制

准备6个色谱瓶，将2种目标物（PCB194、PCB206）和替代物使用液配制成浓度为5.0、10.0、20.0、50.0、100、200ug/L的标准系列，并迅速加入10uL内标（PCB77-d6和PCB156-d3）10mg/L使用液，用正己烷稀释至1.0mL，密封，混匀。按照仪器参考条件1.2进行分析，选用平均相对响应因子绘制校准曲线。

2.2.2样品测定结果计算方式

按照与校准曲线相同的条件进行试样及空白的测定，按如下公式计算结果。

ρ=ρ1 *V1/V

式中：ρ—样品中多氯联苯的质量浓度，μg/L;

ρ1 —由校准曲线得到的试样中多氯联苯的质量浓度，μg/L;

V1—试样定容体积;mL;

V—试样取样体积;mL。

2.2.3空白试样7次测定结果

结论：根据表2可知，7次空白试剂水中PCB194、PCB206的测定值为ND。

2.2.4方法检出限、测定下限测试结果

参考HJ715，按照样品分析步骤，在7个地表水样品中加入5～8 ng目标物和100ng替代物后，按照2.1.2完成样品制备，加入100ng内标后参考仪器条件1.2进行上机分析，并参照下式进行检出限计算。

MDL=t（n-1，0.99）*SD，t=3.143

其中，MDL为取样量为1000mL，定容到1.0mL测定下的检出限;SD为7次样品平行测定标准偏差;t为自由度为n-1，置信度为99%时的t分布。

通过实验确认，PCB194的检出限为1.6 ng/L，测定下限为6.4ng/L;PCB206的檢出限为1.9 ng/L，测定下限为7.6ng/L;

2.2.5实际水质样品（低、中、高浓度）加标精密度实验

准备18个2L分液漏斗，平均分成3组，每组分次加入20μL、100μL、180μL浓度为1.0mg/L的标准使用液于6只装有1L水样的2L分液漏斗中，同步加入

100ng替代物，按照（2.1.2）完成试样制备，加入100ng内标物后按仪器（1.2）条件上机分析，验证样品低中高浓度方法精密度。

6个试样目标物加标量为20ng时，PCB194相对标准偏差为4.3%，PCB206相对标准偏差为2.4%。

6个试样目标物加标量为100ng时，PCB194相对标准偏差为1.7%，PCB206相对标准偏差为3.1%。

6个试样目标物加标量为180ng时，PCB194相对标准偏差为4.3%，PCB206相对标准偏差为4.1%。

2.2.6实际水质样品准确度实验

本次方法首先选择一种实际样品测定其结果，然后在样品中加入低、中、高浓度目标物，通过加标回收率和替代物回收率实验2种方式确认方法准确度。

2.2.6.1地表饮用水样品测试数据

分别取地下水和地表水源水各2份1L水样于4个2L分液漏斗中，同步加入100ng替代物，按照（2.1.2）完成试样制备后，加入100ng内标物，按仪器条件（1.2）上机分析，实验结果详见表3。

2.2.6.2实际样品低、中、高浓度加标回收率实验

准备18个装有1L水样的2L分液漏斗，平均分成3组，每组分次加入20μL、100μL、180μL浓度为1.0mg/L的目标物使用液，同步加入100ng替代物，按照（2.1.2）完成试样制备后，加入100ng内标物，按仪器条件（1.2）上机分析，验证方法准确度。

实验得出，3组水样目标物加标量为20ng、100ng、180ng时，平行测定6次， PCB194的加标回收率为80%～102%，PCB206的加标回收率为83.2%～97.5%。

2.2.7替代物回收率统计结果

此次方法研究过程中所有样品均同步加入一定浓度替代物，通过替代物回收率来监控数据结果有效性。

36个试样PCB28-2′3′，5′，6′-d4替代物回收率统计结果为57.3%～100.9%， PCB114-2′，3′，5′，6′-d4替代物统计结果为47.2%～94.0%。

2.2.8 方法指标确认结果汇总表

3 结论

通过实验，研究方法具有重现性好、结果准确度高、方法操作简便、快速等特点，通过2种实际样品测试，方法可以准确测定地下水和地表水源水中2种多氯联苯（PCB194、PCB206）含量，现实生活中可用于清洁水质中2种多氯联苯（PCB194、PCB206）环境监测（分析）。

参考文献：

[1] 岳舜林.水质污染与人体健康[J].中国给水排水.1992，8（1）：55～57

[3] 李艳红.气相色谱法分析土壤中的多氯联苯[J].环境科学丛刊.1992，13（5）：43～47

[4]《水质 多氯联苯的测定 气相色谱-质谱法（发布稿）》（HJ 715-2014）.

[5]《水和废水标准检验法第15版》.

[6]《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》（GB/T 5750.8-2006）

[7]《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168-2020）.

[8]《地下水环境监测技术规范》（HJ 164-2020）.

[9]《水质采样 样品的保存和管理技术规定》（HJ 493-2009）.

作者简介：

谢红兵（1985），男 ，云南昆明人，大学本科，工程师，从事环境监测、食品、农产品及工业产品检验检测工作。