超高效液相色譜-質(zhì)譜法測定飲用水源水中鄰苯二甲酸酯類化合物

王曉紅，曾芃斐，余志銓，梁敏聰

(廣東省佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 佛山 528000)

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超高效液相色譜-質(zhì)譜法測定飲用水源水中鄰苯二甲酸酯類化合物

王曉紅，曾芃斐，余志銓，梁敏聰

(廣東省佛山市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 佛山 528000)

摘要：利用液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS/MS),建立了飲用水源水中鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二( 2-乙基己基)酯的檢測方法。水樣經(jīng)高速離心后取上清液進樣,以C18色譜柱分離，甲醇-0.1 %甲酸水為流動相梯度洗脫，正離子模式下質(zhì)譜多反應監(jiān)測(SRM)模式檢測。實驗中探索了使空白干擾得到有效控制的方法。結(jié)果表明：兩種鄰苯二甲酸酯類化合物(DBP和DEHP)分別在5～100 μg/L范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)R均大于0.9990，回收率為86.3 %～102 %，相對標準偏差為4.4 %和5.2 %，方法檢出限分別為0.35 μg/L和0.28 μg/L，說明該方法適合水源水中兩種痕量鄰苯二甲酸酯的快速準確分析。

關(guān)鍵詞：鄰苯二甲酸酯類化合物;超高效液相色譜質(zhì)譜儀;飲用水源;空白干擾

1引言

鄰苯二甲酸酯(Phthalate acid esters, PAEs)，又稱鈦酸酯，主要用作增塑劑，即作為塑料的一種改性添加劑，以增大塑料的強度和可塑性，還可用于農(nóng)藥、涂料、印染、化妝品和香料等的生產(chǎn)。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)和塑料制品的使用，塑料垃圾的大量增加，鄰苯二甲酸酯不斷進入環(huán)境，已成為全球性的最普遍的污染物之一，廣泛存在于空氣、水、土壤和生物體等中。研究發(fā)現(xiàn)，PAEs是一種環(huán)境激素，主要對人類內(nèi)分泌系統(tǒng)干擾，可損害人類的生殖系統(tǒng)，影響生物體內(nèi)激素的正常分泌，導致細胞突變、致畸和致癌[1]，國內(nèi)外已將其列為優(yōu)先控制的環(huán)境有機污染物。我國制定的地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838-2002)中，規(guī)定了集中式生活飲用水地表水源地特定項目鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二( 2-乙基己基)酯的標準限值分別為0.003 mg/L和0.008 mg/L[2]，且已被列為飲用水源水優(yōu)選特定項目33項中每月必測的2個項目。

目前，對鄰苯二甲酸酯檢測的方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[3，4]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[5～8]等。采用氣相色譜質(zhì)譜法，一般都要經(jīng)過復雜、耗時的樣品前處理過程，而且從試劑、固相萃取小柱等來源帶入此類化合物的可能性增加，特別是對于批量水樣快速測定也很難實現(xiàn)。另外，采用超高效液相色譜法-串聯(lián)質(zhì)譜法，存在系統(tǒng)空白干擾的問題[5,6,8]。所以如何減少前處理過程和儀器分析管路引入的鄰苯二甲酸酯并最終實現(xiàn)批量樣品快速分析，是測定鄰苯二甲酸酯的關(guān)鍵問題。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

超高效液相色譜-串聯(lián)四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀TSQ Endura(美國Thermo Fisher Scientific公司)，配置有電噴霧電離源(ESI)和Ultimate 3000超高效液相色譜系統(tǒng)。

鄰苯二甲酸二丁酯(DBP, 96.8 %)和鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP, 99.6 %)均購自AccuStandard? Inc. 公司。乙腈、甲醇為色譜純(德國Merck公司)；甲酸(HPLC級，美國Thermo Fisher 公司)；Milli-Q Advantage A10 超純水儀(美國Millipore公司)；KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器。

2.2色譜分析條件

色譜柱：Thermo Hypersil Gold C18柱(100mm×2.1mm，1.9μm)；延時吸附柱:ACQUITY UPLC?BEH C18 Column (2.1 mm×50 mm,1.7 μm)(美國Waters公司)；流動相為甲醇(A相)和水-0.1 %甲酸溶液(C相), 采用梯度洗脫模式：0～0.5 min，30 %C; 0.5～3.0min，0 %～30 %C;3～11.5min，0 %C;11.5～11.6min，0 %～30 %C；11.6～20.0min，30 %C。流速為0.25mL/min,進樣體積為10μL，色譜柱溫為45 ℃。

2.3質(zhì)譜分析條件

電噴霧離子源(ESI)，正離子化模式，選擇監(jiān)測反應模式(SRM);電噴霧電壓：3500 V；鞘氣壓力：35arb；輔助氣壓力：8arb；離子傳輸管溫度：350 ℃;碰撞氣：氬氣(1.5 mtorr)。SRM參數(shù)見表1。

2.4樣品制備

取5 mL水樣于10 mL玻璃離心管中，在3000 r/min下離心5 min,取1.0 mL上清液置于進樣小瓶中，用鋁箔紙封口，等待進樣。

表1　目標化合物的多離子反應監(jiān)測條件

注：帶*為定量離子對

3結(jié)果與討論

3.1系統(tǒng)干擾的排除

實驗發(fā)現(xiàn)在樣品處理和液質(zhì)聯(lián)用儀分析過程中，空白樣品中DBP和DEHP的空白干擾較高且不穩(wěn)定，影響結(jié)果測定的準確性。分析其來源可能有以下3方面：①流動相試劑和管道溶出；②針筒過器和進樣瓶瓶蓋等塑料制品；③色譜柱和進樣針污染等。針對以上原因，采用以下幾個步驟控制空白干擾：①在高壓泵和自動進樣器六通閥之間接入一根延時色譜柱，依據(jù)被延時色譜柱吸附的PAEs和樣品中目標峰保留時間的不同來排除干擾。另外，在配置流動相時，直接用玻璃儲液瓶超聲脫氣，不要擰上塑料蓋來回搖動；有機相盡量使用高純級別的試劑，如進口試劑或LC-MS級別等。②采用玻璃離心管高速離心取上清液，且進樣小瓶用鋁箔紙密封，不加瓶蓋，超聲使其均勻，實驗中盡量不使用塑料制品，玻璃器皿使用前用甲醇振蕩潤洗3遍。③做樣開始前后都要用乙腈和甲醇切換沖洗色譜柱，并且標準曲線濃度點與樣品之間加2～3個溶劑空白用于洗針。通過以上步驟，整個實驗過程中引入的DBP和DEHP系統(tǒng)干擾峰與目標峰能夠?qū)崿F(xiàn)基線分離,且含量較穩(wěn)定，空白干擾得到有效控制，如圖1所示。

圖1　DBP和DEHP標準

3.2質(zhì)譜條件的選擇

將DBP和DEHP標準儲備液稀釋成濃度100 μg/L的混合標準工作液，采用注射泵連續(xù)進樣，以10 μL/min的流速注入離子源, 在正離子和負離子模式下進行Q1全掃描采集信號，結(jié)果證實目標物化合物在正離子模式下有更好的響應。然后依次對選定的母離子進行子離子掃描，選擇豐度較高、干擾較少的兩個子離子，再進一步利用TSQ Endura Tune 軟件對RF電壓、碰撞電壓等參數(shù)進行自動優(yōu)化，使信號靈敏度最高且穩(wěn)定性良好，確定SRM定量分析的質(zhì)譜參數(shù)，見表1。

3.3標準曲線與檢出限

分別配置5 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100.0 μg/L系列混合標準溶液。在設定的色譜條件下進樣分析，以目標化合物的質(zhì)量濃度為橫坐標(x，μg/L)，峰面積為縱坐標(y)，用編輯好的Trace Finder定量方法，做標準曲線，得到兩種目標化合物DBP和DEHP的線性回歸方程，分別為：

y=1939x-5219

(1)

y=2824x-6588

(2)

且在此濃度范圍內(nèi)呈良好線性，相關(guān)系數(shù)分別為0.9992和0.9996，以信噪比S/N=3計算儀器檢出限分別為0.35 μg/L和0.28 μg/L。

3.4方法的精密度與回收率

對佛山市某水廠飲用水源地水樣進行加標回收實驗，分別配制成6份質(zhì)量濃度為20 μg/L的加標水樣，離心取上清液，在選定的色譜質(zhì)譜條件下平行測定6次，實驗結(jié)果表明：兩種鄰苯二甲酸酯類化合物的回收率在86.3 %～102 %之間，相對標準偏差在4.4 %～5.2 %之間，滿足地表水飲用水源水兩種鄰苯二甲酸酯類化合物的質(zhì)控要求，測定結(jié)果見表2。

表2　兩種鄰苯二甲酸酯類化合物的回收率和精密度(n=6)

3.5實際水樣分析

應用建立的分析方法，對佛山市某區(qū)2016年4月份集中式飲用水源地5個點位(某5個水廠的取水口)水樣進行了測定，均未檢出DBP和DEHP。

4結(jié)論

通過優(yōu)化實驗條件，建立了超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法直接、快速測定飲用水源水中DBP和DEHP的方法。針對液相色譜系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)空白干擾大的問題，提出了降低、消除系統(tǒng)干擾的解決辦法和思路。方法學驗證結(jié)果，完全能夠滿足飲用水水源地水質(zhì)的測定要求，為水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測提供有力的技術(shù)支持。

參考文獻：

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[2]國家環(huán)境保護總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標準：GB3838-2002[S].北京：中國環(huán)境出版社，2002.

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Determination of the Phthalate Acid Esters in Surface Water by Ultra Performance Liquid Chromatography- tandem Mass Spectrometry

Wang Xiaohong, Zeng Pengfei, Yu Zhiquan, Liang Mincong

(FoshanEnvironmentalMonitoringCenter,Foshan, 528000,China)

Abstract:A method was developed for the determination of two phthalate acid esters insurface water by ultra performance liquid chromatography- tandemmass spectrometry (LC-MS/MS). Water samples were injecteddirectly after centrifugation．The phthalate esters were separated on a C18 column with gradient elution using methanol and0. 1% formic acidas mobile phases. SRM acquisition under positive ion mode was performed. The interference problem of reagent blankand sample blank was solved well. Two phthalate acid esters (DBP and DEHP) showed good linearity in the range of 5～100 μg /L with the correlation coefficients greater than 0.9990. The recoveries ranged from86. 3% to 102%，with the relative standard deviations of 4.4% and 5.2%． The detection limits were0.35μg/L and 0.28μg/L respectively. The method is simple, accurateandsuitable for thedetermination of two phthalate acid esters in surface water.

Key words:phthalate acid esters；ultra performance liquidchromatography- tandemmass spectrometry；surface water；interference of reagent blankand sample blank

收稿日期：2016-04-08

作者簡介：王曉紅(1982—)，女，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測的有機分析工作。

中圖分類號：X832

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0077-03