分散液相微萃取－氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定水樣中的四乙基鉛

周 敏，杜曉婷，李 瑋，孫 亮

（杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，浙江 杭州 310019）

四乙基鉛是一種劇烈的神經(jīng)毒物[1－3]，由于具有較強(qiáng)的揮發(fā)性和脂溶性，可通過(guò)吸入和皮膚吸收等途徑進(jìn)入人體，對(duì)中樞神經(jīng)和周?chē)窠?jīng)產(chǎn)生影響，經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)鉛后還可進(jìn)一步對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生損害作用。四乙基鉛作為地表水源地的特定項(xiàng)目之一，在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T3838—2002）中規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)限制為0.1 μg/L[4]，并推薦采用《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T 5750—2006）中的雙硫腙比色法[5]，但該方法需要使用高揮發(fā)性的純溴和劇毒試劑氰化鉀，操作繁瑣，并且對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，方法的檢出限為0.1μg/L，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際檢測(cè)要求。

分散液相微萃取[6]（dispersive liquid－liquid micro－extraction，DLLME）作為一種新型的樣品前處理技術(shù)，可一步完成取樣、萃取和富集步驟，具有操作簡(jiǎn)單、快速、成本低、富集效率高且對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越多的應(yīng)用于有機(jī)分析 領(lǐng) 域[7－9]。Rezaee 等[10]采 用 DLLME－GCFPD法分析了河水、井水和農(nóng)業(yè)用水等水樣中13種有機(jī) 磷 農(nóng) 藥 的 殘 留；Regueiro等[11－14]采 用DLLME－GC/MS法測(cè)定了水樣中的合成麝香香料化合物、酞酸酯和林丹。

目前，將分散液相微萃取技術(shù)應(yīng)用于水中四乙基鉛的測(cè)定[15－24]鮮有報(bào)道。本研究通過(guò)分散液相微萃取與氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用，采用選擇離子檢測(cè)方法測(cè)定了水中的四乙基鉛，簡(jiǎn)化了分析步驟，獲得了較低的檢出限。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890N/5975CGC/MS 聯(lián)用儀：美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品；HP－5ms石英毛細(xì)管色譜柱（60m×0.32mm×1.00μm）；高速離心機(jī)（Heal Force）。

四乙基鉛標(biāo)準(zhǔn)品（1 000mg/L，溶于丙酮中）：購(gòu)自美國(guó)Supelco公司；二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、丙酮均為色譜純；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 色譜條件 載氣為氦氣，恒定柱流量1.5mL/min；程序升溫：初始溫度60 ℃，以10℃/min升至230℃，保持2min；進(jìn)樣口溫度250℃，接口溫度280℃；不分流進(jìn)樣。

1.2.2 質(zhì)譜條件 EI電離方式，電離能70eV，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃；選擇離子檢測(cè)（SIM）方式，m/z237、266、293、295；溶劑延遲時(shí)間10min。

1.3 分散液相微萃取的萃取步驟

向10mL帶塞的尖底離心試管中加入5.0 mL樣品溶液和0.05g NaCl，溶解后，緩慢加入0.5mL含有12.5μL CCl4的丙酮溶液，搖勻，形成一個(gè)水－丙酮－CCl4的乳濁液體系；室溫放置3min，以4 000r/min離心5min后，再次加入0.5mL含有12.5μL CCl4的丙酮溶液，重復(fù)上述萃取過(guò)程。分散在水相中的萃取溶劑CCl4通過(guò)離心后沉積到試管底部，其體積為（13.5±0.5）μL，用微量進(jìn)樣器吸取1μL萃取溶劑，直接進(jìn)樣測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱及色譜條件的選擇

選擇 VF－5（30m×0.25mm×0.25μm）、VF－17（30m×0.25mm×0.25μm）、SPb－50（30m×0.25mm×0.25μm）、HP－5ms（60m×0.32mm×1.00μm）4根不同的石英毛細(xì)管柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，四乙基鉛在 HP－5ms（60m×0.32mm×1.00μm）柱上的靈敏度和分離效果較好，因此作為實(shí)驗(yàn)用色譜柱。經(jīng)過(guò)對(duì)色譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終選定的色譜條件見(jiàn)1.2.1。

2.2 質(zhì)譜方法的制定

將四乙基鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行GC/MS全掃描分析，其總離子流圖和質(zhì)譜圖分別示于圖1和圖2?？芍?，四乙基鉛的定量離子為m/z237，定性離子分別為 m/z 237、266、293、295。將4個(gè)碎片離子的SIS掃描與全掃描方式相比，信噪比大大提高，雜質(zhì)干擾大幅度減少，靈敏度也有所增加。為了避免溶劑對(duì)燈絲的影響，設(shè)定溶劑延遲為10.0min。

圖1 四乙基鉛的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of tetraethyl lead

2.3 樣品前處理方法的選擇與改進(jìn)

本方法的富集倍數(shù)和回收率的計(jì)算方法如下：用 CCl4作溶劑配制濃度為 0.10、0.50、1.00、2.00、5.00mg/L四乙基鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，以峰面積對(duì)濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)測(cè)得的有機(jī)沉積相

式中，Vsed、Vaq分別表示沉積到試管底部萃取劑的體積和水相的體積；Csed、C0分別表示有機(jī)沉積相中分析物的濃度和水溶液中分析物的濃度。

優(yōu)化萃取效果和富集倍數(shù)時(shí)，使用4.00 μg/L四乙基鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液。中分析物的峰面積求得各物質(zhì)的濃度。富集倍數(shù)為有機(jī)相與水相中分析物的濃度之比，實(shí)驗(yàn)計(jì)算得出本方法的富集倍數(shù)為330倍。萃取回收率R按下式計(jì)算：

圖2 四乙基鉛的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrum of tetraethyl lead

2.3.1 萃取劑的選擇 萃取溶劑的選擇是影響萃取效率的重要因素之一，考察了CH2Cl2（密度1.33g/mL）、CCl4（密度1.59g/mL）和 CS2（密度1.26g/mL）對(duì)水樣中四乙基鉛的萃取能力，結(jié)果表明，CCl4的萃取效率最好。這可能是由于CCl4與四乙基鉛在極性、強(qiáng)度和疏水性等方面的性質(zhì)相似，對(duì)四乙基鉛的溶解能力大，萃取效率高，因此選擇CCl4作為萃取劑。

2.3.2 萃取劑體積的選擇 分別以含有不同體積 CCl4（15.0、20.0、22.5、25.0、30.0、35.0 和40.0μL）作為萃取劑，以1.0mL丙酮作為分散劑。經(jīng)萃取、離心后，沉積相體積分別為5.0、9.0、11.5、13.5、19.5、23.0和29.5μL。取1.0 μL沉積相進(jìn)樣后的分析結(jié)果示于圖3。結(jié)果說(shuō)明，隨著CCl4體積的增加，對(duì)四乙基鉛的萃取效率增大，當(dāng)CCl4體積為25.0μL時(shí)，萃取效率大于90%，此后的萃取效率都維持在同一水平。但隨著沉積相體積的增大，富集倍數(shù)會(huì)相應(yīng)的減少，為了得到高的萃取效率和富集倍數(shù)，選用25 μL CCl4作為萃取劑。

2.3.3 分散劑的選擇 分別選取1mL丙酮、乙腈和甲醇作為分散劑，考察對(duì)萃取效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲醇和乙腈作為分散劑時(shí)的萃取效率較低，丙酮作為分散劑時(shí)的萃取效率最高，且丙酮毒性小、成本低，故選擇丙酮作為分散劑。

2.3.4 分散劑體積的選擇 分別以含有20.0、22.5、25.0、27.0、29.0和31.0μL四氯化碳的0.5、0.75、1.0、1.5、2.0和2.5mL丙酮作為分散體系，使沉積相體積保持為（13.5±0.5）μL（以避免丙酮的體積變化而引起沉積相體積變化對(duì)萃取效率產(chǎn)生影響），考察丙酮體積對(duì)萃取效率的影響，示于圖4。當(dāng)丙酮體積為1.0mL時(shí)，萃取效率最大，隨著丙酮體積的增加，萃取效率逐漸降低。這主要是因?yàn)樵诒w積小的情況下，萃取劑未能均勻的分散在水相中，萃取效率低；丙酮體積較大時(shí)，四乙基鉛在水中的溶解度加大，不利于四乙基鉛的萃取，選擇分散劑丙酮的體積為1.0mL。

圖3 CCl4體積對(duì)萃取效率的影響Fig.3 Effect of volumn of carbon tetrachloride on extraction efficiency

圖4 丙酮體積對(duì)萃取效率的影響Fig.4 Effect of volumn of acetone on extraction efficiency

2.3.5 萃取時(shí)間的選擇 萃取時(shí)間是指在離心前，分散劑和萃取劑加入后的時(shí)間間隔，本研究考察了萃取時(shí)間分別為3、5、10、20、30min的萃取效率，結(jié)果表明，萃取時(shí)間對(duì)萃取效率的影響不大，各時(shí)間段的萃取效率相差很小，因此選擇萃取時(shí)間為3min。

2.3.6 鹽效應(yīng)的影響 選擇最常用的鹽析劑氯化鈉，考察鹽濃度（0～5%）對(duì)四乙基鉛萃取效率的影響，結(jié)果表明，不加鹽時(shí)的萃取效率低于加鹽時(shí)的萃取效率，可能由于氯化鈉的加入使得萃取劑在水相中的溶解度降低，有利于萃取劑的沉積。但鹽濃度的增加對(duì)萃取效率沒(méi)有明顯的影響，反而使沉積相的體積有所增加，降低了富集倍數(shù)，因此選擇加入1%NaCl。

2.4 方法的富集倍數(shù)、線性范圍和檢出限

本方法的富集倍數(shù)為330倍，在四乙基鉛濃度為0.40～40.0μg/L范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)性系數(shù)（r）為0.999 3。檢出限以3倍噪音信號(hào)計(jì)，為0.01μg/L。

2.5 精密度和回收率

取5.0mL空白實(shí)驗(yàn)用水（不含四乙基鉛）若干，分別添加不同體積的四乙基鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其在水中的質(zhì)量濃度分別為1.00、2.00和4.00μg/L，按照建立的方法進(jìn)行處理和測(cè)定，考察四乙基鉛測(cè)定的準(zhǔn)確度；每種濃度水平的添加實(shí)驗(yàn)平行進(jìn)行5次，考察方法的精密度，結(jié)果列于表1。結(jié)果表明：該方法的加標(biāo)回收率為93.5%～107%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 3.2% ～7.3%，具有較好的加標(biāo)回收率和精密度，完全能滿(mǎn)足水樣中四乙基鉛的測(cè)定需求。

表1 不同添加水平下，四乙基鉛的加標(biāo)回收率及精密度（n＝5）Table 1 Recoveries and precisions of tetraethyllead spiked in blank water at different levels（n＝5）

2.6 樣品的測(cè)定

采用所建方法測(cè)定了杭州市3個(gè)集中式飲用水源地的水樣，結(jié)果表明，在水源中四乙基鉛的含量都在檢出限之下，沒(méi)有受到四乙基鉛的污染，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)四乙基鉛含量的規(guī)定。實(shí)際應(yīng)用中，每批樣品都進(jìn)行加標(biāo)回收率及精密度評(píng)價(jià)，結(jié)果列于表2。結(jié)果表明，在日常實(shí)際應(yīng)用中該方法穩(wěn)定，效果良好。

表2 樣品的測(cè)定和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n＝3）Table 2 The rate of recovery and relative standard deviation of the water sample（n＝3）

3 結(jié)論

采用分散液相微萃?。瓪庀嗌V－質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定水樣中的四乙基鉛，該方法的檢出限為0.01μg/L，線性范圍為0.40～40.0μg/L，具有操作簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、環(huán)境友好和富集倍數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，適用于地表水中對(duì)四乙基鉛含量的測(cè)定。

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