离子色谱紫外检测法同时测定水中5种氯酚类化合物

张婧婧，张昊，霍宗利

(江苏省疾病预防控制中心，江苏 南京 210009))

氯酚类化合物是一种在水体中广泛存在的有机污染物。它性质稳定、不易降解，很容易通过饮用水在人体内富集。由于它具有较强的致癌性，被我国列入优先控制污染物名单，《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)规定，饮用水中2,4,6-三氯酚和五氯酚的限值分别为0.2和0.009 mg/L[1]。

目前，测定氯酚类化合物的方法主要有高效液相色谱法[2-6]、高效液相色谱-质谱联用法[7-8]、气相色谱法[9-12]和气相色谱-质谱联用法[13-17]。由于氯酚类化合物极性较强，气相色谱-质谱联用法的前处理过程大多采用液液萃取和衍生化法来改善峰形，增加灵敏度，因而操作烦琐、耗时长，且需要消耗大量有机溶剂。液相色谱-质谱联用法虽不需要特殊的前处理过程，但是氯酚类化合物在C18柱上不易保留，易受杂质干扰。

考虑到氯酚类化合物的高极性性质，采用离子色谱法对其进行分离，由于此类化合物的电导较低，因此并未采用电导检测器，而是选用紫外检测器，以实现对水中5种氯酚类化合物的同时测定。

1 材料与方法

1.1 仪器

ICS-1500离子色谱仪、UltiMate 3000紫外可见检测器(美国赛默飞世尔科技公司)；AB204S电子分析天平(美国梅特勒托利多公司)；0.45 μm水相针式滤器(美国密理博公司)；戴安IonPac AS7 (4×250 mm)分析柱、戴安IonPac AG7 (4×50 mm)保护柱(美国赛默飞世尔科技公司)。

1.2 试剂

氯酚标准品：2-氯酚(99.9%)、2,4-二氯酚(99.8%)、2,4,6-三氯酚(99.8%)、2,3,4,6-四氯酚(99.8%)、五氯酚(99.9%)，均购自德国 Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。甲醇(HPLC级，德国VWR公司)；硫酸铵(分析纯，南京化学试剂一厂)；氨水(优级纯，南京化学试剂有限公司)；纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)。

1.3 标准溶液配制

称取5种氯酚标准品适量，溶于甲醇，配成混合标准贮备溶液，其中2-氯酚的质量浓度为10.0 mg/mL，其余4种氯酚的质量浓度均为1.0 mg/mL，于-4 ℃条件下避光保存。然后再用甲醇逐级稀释，配置成混合标准使用液，其中2-氯酚的质量浓度为10.0 mg/L，其余4种氯酚的质量浓度为1.0 mg/L。

1.4 样品前处理

水样经0.45 μm水相针式滤器过滤。

1.5 色谱条件

分析柱和保护柱的柱温均为30 ℃，流动相为5%的氨水甲醇-1%的硫酸铵溶液 (V∶V=80∶20)；流速为1.0 mL/ min；进样量为200 μL；紫外检测波长为250 nm。

2 结果与讨论

2.1 检测波长的选择

使用紫外可见分光光度计分别对质量浓度为10 mg/L的5种氯酚标准溶液进行全波长扫描，结果表明，2-氯酚的吸收峰在236和294 nm处，2,4-二氯酚的吸收峰在246 和307 nm处，2,4,6-三氯酚的吸收峰在246 和312 nm处，2,3,4,6-四氯酚的吸收峰在250 和316 nm处，五氯酚的吸收峰在251和322 nm处。这5种氯酚标准溶液在250和 310 nm 处均有较强的吸收峰，故分别使用500 μL质量浓度为1 mg/L的5种氯酚标准溶液，在紫外可见检测器中对250和310 nm波长附近进行信号扫描。结果表明，5种氯酚标准溶液在250 nm处响应较好且基线平稳，峰形良好，而在310 nm下响应较弱，因此，选择检测波长为250 nm。

2.2 色谱条件的选择

考虑到强碱性溶液不适用于紫外检测器，因此选择非强碱性的氨水和硫酸铵溶液进行洗脱。分别考察了3种4%的氨水甲醇-1%的硫酸铵溶液 (V∶V=40∶60，60∶40和80∶20)。实验发现，随着氨水甲醇比例的增加，5种氯酚的保留时间随之缩短，当甲醇为80%时，保留时间在15 min左右最合适。随后考察了3%，4%和5%的氨水甲醇，发现随着氨水浓度的增加，5种氯酚的色谱峰分离度更高，峰形更尖锐，响应更强。这是因为随着氨水浓度的增加，溶液pH值增加，促进了氯酚的电离。继续考察0.5%，1%和2%的硫酸铵溶液，发现随着硫酸铵浓度的增加，保留时间、峰形以及响应均无明显变化。因此选择5%的氨水甲醇-1%的硫酸铵溶液 (V∶V=80∶20)作为流动相。2-氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、2,3,4,6-四氯酚和五氯酚的酸度系数(pKa)分别为8.52，7.89，6.23，5.22和4.70，随着它们酸度的增强，在分析柱中的解离也增强，交换也随之增强，保留时间更长，这5种氯酚的保留时间分别为4.32，5.47，7.50，9.73和13.20 min。

2.3 干扰试验

考察水中共存离子对目标化合物的影响。实验结果表明，硝酸盐和亚硝酸盐的最大吸收波长为220 nm，在本实验的检测波长250 nm条件下，这2种化合物无明显的紫外吸收，当它们的质量浓度均为10 mg/L时，对实验不存在干扰；氯化物和硫酸盐在波长200 nm以上无明显的紫外吸收，当它们的质量浓度均为100 mg/L时，对实验不存在干扰。

2.4 标准曲线及方法检出限

分别吸取5种氯酚标准使用液0.50，1.0，2.0，4.0和8.0 mL，置于50 mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度。配制成2-氯酚质量浓度为0.10，0.20，0.40，0.80，1.60 mg/L，其余4种氯酚质量浓度为0.01，0.02，0.04，0.08，0.16 mg/L的标准系列溶液，进行色谱分析,以被测组分的峰面积对相应的质量浓度做标准曲线。取2-氯酚质量浓度为0.10 mg/L，其余4种氯酚质量浓度为0.01 mg/L的标准点，重复测定8次，按照公式MDL=t(n-1,0.99)×S计算方法检出限[t(n-1,0.99)取2.998，S为平行测定的标准偏差]。5种氯酚的色谱图见图1，线性方程、相关系数及方法检出限见表1。

注：1—2-氯酚；2—2,4-二氯酚；3—2,4,6-三氯酚；4—2,3,4,6-四氯酚；5—五氯酚。

表1 5种氯酚的线性方程、相关系数及方法检出限

2.5 准确度和精密度

分别吸取5种氯酚混合标准使用液1.0，2.0和4.0 mL，分别加入50 mL自来水中(未检测出这5种氯酚)，配制成2-氯酚质量浓度为0.2，0.4，0.8 mg/L，其余4种氯酚质量浓度为0.02，0.04，0.08 μg/L的低、中、高3种加标浓度的样品。每个加标样品做6个平行，进行加标回收率和精密度实验，结果见表2。由表2可见，5种氯酚在3个不同加标量下的回收率为93.2%～100.8%，相对标准偏差(RSD)均<10%。

表2 5种氯酚的准确度和精密度(n=6)

2.6 实际样品测定

用本方法测定了10份自来水样品，均未检出5种氯酚类化合物。在氯酚的模拟消毒生成实验中，检测到2,4,6-三氯酚，其余4种均未检出。

3 结语

建立了同时测定水样中5种氯酚类化合物的离子色谱-紫外检测法。方法前处理简单，无须富集浓缩，过滤后即可直接进样；检测时间短(<15 min)；灵敏度高，2-氯酚的检出限为0.03 mg/L，2,4-二氯酚的检出限为0.004 mg/L，其余3种氯酚的检出限为0.003 mg/L；精密度良好(RSD<10%)，准确度较高(回收率>90%)。方法适用于基层检测机构对生活饮用水的日常快速检测。