SPE-GC/MS法檢測水體中五氯酚殘留

孫雅峰 潘文碧 井晶 項麗蓉

（溫州市工業科學研究院，浙江 溫州 325028）

五氯酚及其鈉鹽具有殺蟲、殺菌和除草等作用，曾被廣泛用作皮革和木材的防腐劑、農作物的除草劑和殺蟲劑。由于五氯酚具有致癌、致畸、致突變的潛在毒性，已被我國列為水中優先控制的污染物之一。溫州市是全國最大的制革基地之一，皮革廠數量眾多，由于早期的皮革加工中大量使用五氯酚等高毒性化工原料，工業廢水直排入河，造成了溫州市局部水體的污染；并且，PCP在自然環境中降解緩慢，會對環境造成長期的影響。因此，有必要對溫州市水體中的五氯酚殘留現狀做一個調查。

分析工作者們對水中PCP的檢測已作了很多研究［1-4］。據文獻報道，GC和GC/MS已經廣泛用于PCP的分析，但是前處理的過程中常需進行多次液液萃取［1，2］，操作較煩瑣、費時。本文先用乙酸酐對水樣進行衍生，后采用SPE法純化，GC/MS法檢測，建立了一種較便捷快速的PCP測定方法。并將建立的方法應用于溫州地區水體中PCP的殘留分析。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

HP6890/5973 GC/MS氣相色譜/質譜聯用儀，美國HP公司；HP5MS色譜柱（30mm×25mm，0.25μm），美國安捷倫公司；12管SPE真空固相萃取裝置，美國Agilent公司；MTN-2800W型自動快速濃縮儀，天津美特塞恩斯有限公司；AP-01P型真空泵，天津美特塞恩斯有限公司；12管SPE真空固相萃取裝置，美國Agilent公司；C18固相萃取柱（6mL，500mg），美國安捷倫公司；Oasis HLB柱（6mL，0.2g），Waters公司；PCP標準品，GSB05-1850-2008，100μg/mL，農業部環境保護科研檢測所；二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇為色譜純；其它試劑均為分析純；超純水用Milli-Q系統制取。

1.2 水樣的采集

采樣時間為2010年6月。采樣點包括溫州市3個主要水源，A水庫、B水庫和C水庫，每個水庫設置l～3個采樣點；分別在D河Ⅰ段和Ⅱ段、E河、F江、G江、H濕地分別設置l～3個采樣點；飲用自來水樣采自溫州市鹿城區。水樣以干凈褐色玻璃瓶采集。

1.3 水樣前處理

取水樣100mL，經0.45μm濾膜過濾，調pH至中性，加2.0mL乙酸酐，搖床振搖1h衍生；將容量為6mL的C18柱安裝到固相萃取裝置上，用10mL甲醇和10mL超純水先后對C18柱進行活化，將水樣以2mL/min流速流過上述裝置，氮氣吹干；控制流速為0.4mL/min，用10mL二氯甲烷進行洗脫，收集洗脫液、氮氣吹至少于1mL，用二氯甲烷定容至1mL，待分析。

1.4 檢測方法

色譜條件：初始柱溫60℃，保持2min，以10℃/min的溫度梯度升至250℃，保持5min；進樣口溫度200℃；電子捕獲檢測器（ECD）溫度320℃；載氣為純度＞99.999％的高純氦氣，流量1.0mL/min，進樣量1.0μL。

質譜條件：離子源溫度230℃；接口溫度270℃；離子能量70eV；溶劑延時5min；掃描范圍50～500amu，全掃描，掃描間隔0.2s。

2 結果與討論

2.1 衍生化的討論

隨著GC/MS的普及，PCP的GC/MS法檢測已有較多的報道，文獻［3-6］采用不通過衍生化直接進行GC/MS檢測，本文對比了PCP直接進樣和PCP衍生化后再進樣的方法，其色譜圖顯示未衍生化的情況下PCP峰嚴重拖尾，影響了定量分析的準確性。這是由于PCP易吸附于毛細管柱的固定相上，在進行GC/MS測定時，易產生拖尾［7］。為了準確定量樣品中的PCP，本文使用乙酸酐將水樣衍生化后進行分析。

2.2 水樣純化方法的選擇

根據GB 8972-1988［1］，水樣須經兩次液液萃取來達到純化的目的，范苓等［2］將方法進行簡化，只需進行一次萃取，但是這類液液萃取的方法操作費時，并需使用大量溶劑，萃取的過程中有效物質大量流失，作者也對這兩種方法進行了實驗，當PCP加入量為50μg/L時，兩種方法的回收率分別為85.1％和91.6％。固相萃取（SPE）技術具有溶劑使用量少、高效快速、能減少背景干擾、提高回收率的優點。使用本文1.3的方法，利用SPE法純化水樣，PCP的回收率為91.9％，與液液萃取法得到的回收率結果差別不大。但是考慮快速和操作方便的原因，本文選擇SPE法來對衍生化后的水樣進行純化。

在固相萃取柱的選擇上，我們對比了兩種常用的固相萃取住：C18柱和HLB柱（親水親脂平衡柱，Hydrophilic-Lipophilic Balance），在相同條件下，使用HLB柱時，PCP回收率僅為56.2％，因此，本實驗選擇C18柱對樣品進行富集。

選擇洗脫劑首先應考慮其對固相的適應性和對樣品的溶解度，要保證對分析物的完全洗脫。文獻中常用的洗脫劑有二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇等［3-6］，本實驗將這幾種洗脫劑進行比較，回收率結果如表1所示。其中，二氯甲烷對PCP的回收率較高，因此，選擇二氯甲烷做為洗脫劑。

表1 洗脫劑的比較

2.3 GC/MS分析條件的確定

五氯酚衍生物五氯苯乙酸酯的總離子流色譜圖見圖1。質譜圖及斷裂方式如圖2所示，可推斷組分碎片離子：五氯苯乙酸酯除了極少量的母離子（m/z 308）之外，其主要碎片離子為m/z 266，m/z 43，這兩個離子峰，該離子峰主要來自于COCH3基團斷裂后的峰和COCH3離子碎片峰；在實際樣品測試時，采用全掃描，根據保留時間和特征離子峰m/z 308，m/z 266，m/z 43進行定性分析。

2.4 方法線性與檢出限

分別取一定量100μg/mL標準貯備液，在10mL 0.2mol/L K2CO3介質中用0.5mL乙酸酐衍生化后，加入10mL正己烷萃取衍生化產物五氯苯乙酸酯，最后濃縮定容至1.0mL，得濃度為0.4、2、10、50、100、500、1000、2000、5000、10000μg/L的五氯苯乙酸酯系列標準溶液。將這組溶液分別進樣進行GC/MS測定，每個濃度水平的樣品平行進3針，根據10個濃度水平繪制標準工作曲線，以濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標，得線性方程為Y=391794X-15278，相關系數R2=0.9997。表明在0.4～10000μg/L范圍內，PCP濃度與色譜峰面積有很好的線性關系。水樣100mL時，得PCP檢出限為0.003μg/L，定量限為0.010μg/L。說明本方法適用于痕量PCP的定量分析。

2.5 精密度與加標回收試驗

向飲用水樣中分別加入濃度為5、50、500μg/L的五氯酚標準溶液，分別進行3次加標回收測試，方法的加標回收率為81％～95％，相對標準偏差（RSD）≤3.0％。結果見表2。

表2 五氯酚精密度、加標回收率的測定（n=3）

2.6 實際水樣測定

采用上述檢測方法對溫州10處水體水樣進行分析，檢出結果見表3。從結果中可以看出，除市區自來水及A、C兩水庫外，均有檢出少量的五氯酚殘留，最高殘留檢出量為0.074μg/L，遠低于國家生活飲用水衛生標準GB 5749-2006的限定值0.009mg/L［8］。

五氯酚作為農藥曾被廣泛應用于溫州市的農業生產中，且溫州市的皮革廠、造紙及紙制品廠、化學原料及化學制品廠等也曾大量使用PCP，長期的工業廢水排放對溫州局部水環境也造成了一定程度的污染。當前，PCP的使用與排放雖已受到較嚴格控制，但是，由于長時間大范圍使用，水體中的殘留量累增，且五氯酚能在生物體內蓄積，并通過食物鏈對人體造成危害，因此有必要進一步嚴格控制溫州市水體中的五氯酚污染。

表3 溫州市水體中五氯酚殘留檢測結果

3 結論

本文通過對前人方法的一些改進，確定了水中PCP的測定方法，方法首先使用乙酸酐對水樣進行衍生化，再采用SPE-GC/MS聯用技術對PCP衍生物五氯苯乙酸酯進行檢測，實現了水體中五氯酚的定性定量分析，并得到了較高的回收率。該方法定性定量準確，檢測簡單快速，能夠滿足水質監控的需要。

［1］GB 8972-1988.水質—五氯酚的測定—氣相色譜法［S］.

［2］范苓，夏豪剛.氣相色譜/質譜法測定水中五氯酚［J］.環境監測管理與技術，2001，13（1）：33-34.

［3］任雪冬，呂蓉，劉成雁，等.水中11種酚類化合物的固相萃取/氣相色譜-質譜/選擇離子法測定［J］.分析測試學報，2008，27（5）：501-504.

［4］馬云云，李紅莉，時杰，等.C18-固相萃取/氣相色譜法檢測水中氯酚類［J］.中國環境監測，2009，25（4）：46-48.

［5］M R Lee，Y C Yeh，W S Hsiang，et al.Solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry for determining chlorophenols from landfill leaches and soil［J］.Journal of Chromatography A，1998，806（2）：317-324.

［6］Ribeim A，Neves M H，Almeida M F，et al.Directdeterm -ination of ehlomphenols in landfill leachates by sohd-phase microextraction gaschromatography massspectrometry［J］.Joumal of Chromatogrophy A，2002，975（2）：267-274.

［7］孫磊，蔣新，周健民，等.紅壤中痕量五氯酚的氣相色譜法測定［J］.分析化學，2003，31（6）：716-719.

［8］GB 5746-2006.生活飲用水衛生標準［S］.