高效液相色谱法测定地表水中邻苯二甲酸二丁酯的方法改进

陆文灵，李会兰，沈柳君，魏冬梅，周世跃

(1.云南省生态环境厅驻文山州生态环境监测站，云南 文山 663099；2.云南智捷环保科技有限公司，云南 文山 663099)

引言

邻苯二甲酸二丁酯作为一种增塑剂，广泛应用于聚氯乙烯塑料加工中，起到改变塑料的柔软性和耐寒性的作用[1]。由于邻苯二甲酸二丁酯是环境激素类有机物质，对人和动物具有潜在危害[2]。研究表明，邻苯二甲酸二丁酯对大鼠生殖系统的危害明显，造成其代谢紊乱，以及诱发多系统和多功能的脏器损伤[3]；对人健康的影响是一个慢性过程，有致突变、致癌和致畸性[4-6]。随着聚氯乙烯塑料在生产生活中的大量使用，形成的微塑料颗粒会残留在环境中的各个角落中，极易随着大气漂移或者雨水冲刷流入地表水环境中，使邻苯二甲酸二丁酯跟随微塑料颗粒分撒在水中，威胁人类健康，已被社会广泛关注。因此，邻苯二甲酸二丁酯已纳入很多城市饮用水源地地表水常规性监测项目中，在《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)集中式饮用水地表水水源地项目特定标准限值为 0.003 mg/L[7]。

目前测定水中邻苯二甲酸二丁酯的环境标准有液相色谱法和液相色谱-质谱法[8-9]，液质方法由于仪器价格昂贵，运行成本高，部分检测实验室无力承担相关费用；有些地方和监测机构自行编写了气相色谱法和气质联用法的作业指导用书，但存在着空白试样值超出检出限等问题。国内期刊也发表了一些文章，黄淑莲[10]等报告高效液相色谱法测定水中的邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯，使用环己烷作为萃取剂也有着很好的效果，但取水样量为 1 L 时检出限仍不能满足环境监测要求；刘喜珍[11]的环境水体中邻苯二甲酸二(丁、2-乙基己基)酯的高效液相色谱分析方法研究使用固相萃取方式进行萃取，是一种全新研究值得推广，但需要对方法的可行性进一步验证。因此，《水质邻苯二甲酸二甲(二丁、二辛)酯的测定液相色谱法》(HJ/T 72—2001)作为行业标准方法一直被广泛应用。

但是，该行业标准方法使用的定量方式为标准工作溶液单点外标峰高或面积计算法，要求配制的标样浓度应尽量接近样品浓度的峰高或峰面积，定量有一定的局限性。对于空白样品或者浓度低于检出限的样品，一般采用接近检出限的浓度值校准；对于高浓度的未知样品，用相近标样浓度校准时需要多次分析，给实验室人员造成了很大的困扰。由于有机物加标回收范围广，使用原来单点校准的方式等同于用空白加标来校准未知浓度，相同浓度结果偏差较大，特别是低浓度样品，表1为单点校准法校准低浓度和空白实验数据。为此，本文对该行业标准方法的校准方式进行了改进，采取空白试样萃取后的浓缩液来配制校准曲线，这样可以在很大程度上减少系统误差带来的影响；同时，实验室用水需进行二次蒸馏，杜绝使用塑料器皿，各种玻璃器皿都经二次蒸馏水、丙酮和正己烷依次清洗后再使用，玻璃棉或脱脂棉在索式提取器上用石油醚提取 4 h 并晾干后再使用。经过一系列改进后，大大降低了实验器材对目标物质的影响，实验室空白基本不再检出目标物质，分析过程更便捷。为了验证该方法改进的可行性，本文按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》[12]的要求对相应的技术指标进行了验证。

表1 空白试样和低浓度数据结果

1 实验部分

1.1 实验材料和标准物质

正己烷和异丙醇(德国默克公司，色谱级)；邻苯二甲酸二丁酯标准溶液(生态环境部标准样品研究所)；石油醚、丙酮、硫酸和氢氧化钠为分析纯试剂，实验用水为市售娃哈哈纯净水，经过二次蒸馏；氯化钠和无水硫酸钠为分析纯，经 400 ℃ 烘干 4 h。

1.2 实验设备和仪器

Agilent 1260 infinty II高效液相色谱仪，紫外波长检测器；安捷伦ZORBAX NH2Analytical(φ4.6 mm×250 mm，5 μm)色谱柱，液液萃取振荡仪和浓缩仪，常规实验玻璃器皿(注：使用前均需用二次蒸馏水，丙酮和正己烷依次清洗干净后再使用)。

1.3 色谱条件

色谱柱：ZORBAX NH2Analytical(φ4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温：40.0 ℃，紫外检测波长：224 nm，流动相比例：V(正己烷)∶V(异丙醇)=99∶1，流速：0.8 mL/min，进样量：5.0 μL。

1.4 空白实验和校准曲线绘制

取6个 250 mL 分液漏斗，分别加入 100 mL 空白水样，加入 5 g 氯化钠摇匀，用正己烷分两次萃取，每次 10 mL，在振荡器充分摇匀 5 min，静置分层，弃水相，将有机相通过装有无水硫酸钠的漏斗，接至浓缩管，用浓缩仪浓缩至 0.5 mL 以下，分别移至 2 mL 的进样瓶，分别加入一定浓度邻苯二甲酸二丁酯标准使用溶液，用正己烷定容至 1 mL，配制成0.000、0.030、0.050、0.100、0.500、1.00 mg/L 的标准系列后进入设定好条件的液相色谱仪分析。

1.5 样品的制备

用硫酸和氢氧化钠将水样pH调至中性，取 100 mL 水样于 250 mL 分液漏斗，加入 5 g 氯化钠摇匀，用正己烷分两次萃取，每次 10 mL，在振荡器充分摇匀 5 min，静置分层，弃水相，将有机相通过装有无水硫酸钠的漏斗，接至浓缩管，用浓缩仪浓缩至 1 mL 以下，用正己烷定容至 1 mL，保存在 4 ℃ 冰箱中，30 d 内分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱图

图1为采用正己烷萃取二次蒸馏水的浓缩液配制邻苯二甲酸二丁酯标准溶液 1.00 mg/L 的谱图；图2为实际水样和加标样 1 μg/L 的重叠谱图。

图1 邻苯二甲酸二丁酯标准溶液 1.00 mg/L 的谱图

图2 实际水样和加标水样 1 μg/L 的重叠谱图

2.2 空白试样和校准曲线

将空白试样和配制好的标准曲线溶液依次进入液相色谱进行分析，结果见表2，空白试样值为0，曲线相关相关系数R=0.9994。

表2 空白值和校准曲线结果表

2.3 方法检出限

根据《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)的规定，按检出限的5倍质量浓度 0.50 μg/L 进行配制后，采用与样品制备相同的步骤，重复测定8次，计算标准偏差，按公式MDL=t(n-1，0.99)×S计算该方法的检出限，结果见表3。计算得到方法检出限为 0.05 μg/L，比行标方法中的检出限 0.1 μg/L 低。

2.4 精密度和正确度

采用 0.50、1.0、8.0 μg/L 三种不同的空白加标质量浓度，分别平行测定8次，分别计算平均值、标准偏差及加标回收率，结果见表4。其中，相对标准偏差为1.0%～2.9%，加标回收率为99.2%～109%。

表4 精密度和正确度结果表

2.5 实样测试

采集饮用水源地地表水板宜水库水样及加标水样分别进行8次测试，结果见表5。由表5得，板宜水库水库水样中未检出邻苯二甲酸二丁酯，加标样的相对标准偏差为2.0%，加标回收率为100%～107%。

表5 实样测试结果表

3 结论

采用正己烷萃取空白实验用水的浓缩液配制邻苯二甲酸二丁酯校准曲线，来减少预处理过程中系统误差的方式，在Agilent 1260 infinty II高效液相色谱仪上进行验证后得到了较好的效果。其中，色谱条件如下：色谱柱为ZORBAX NH2Analytical(φ4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温：40.0 ℃，紫外检测波长：224 nm，流动相比例：V(正己烷)∶V(异丙醇)=99∶1，流速：0.8 mL/min，进样量：5.0 μL。此时曲线相关系数，方法检出限，精密度和正确度以及实样测试均达到了《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)的相关要求，可以用于环境监测分析中。