高效液相色譜法測定河流水中痕量十溴聯苯醚

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(邢臺學院 化學與化工學院，河北 邢臺 054001)

十溴聯苯醚是一種新型持久性有機污染物，因其具有毒性、持久性和潛在的生物積儲性而備受人們關注。相對于其它多溴聯苯醚來說，十溴聯苯醚阻燃效率高，熱穩定性好，對材料性能影響小，價格低廉，因此被廣泛用于電器制造、建筑材料、家具等諸多領域。隨著這些商品的制造、使用、回收和廢棄，十溴聯苯醚會隨著雨水進入到河流生態系統中，水體是十溴聯苯醚聚集的主要場所之一。其在水中通過食物鏈發生生物積累并逐級放大，進而對人類生存繁衍和可持續發展造成重大威脅。所以歐盟議會建議從2008年8月1日起限制十溴聯苯醚在電子電器產品中使用。

檢測分析水中十溴聯苯醚的成分、來源和存在形態是防治其污染的關鍵。目前，測定十溴聯苯醚常用的提取方法有索氏提取法[1]，超聲波提取法[2-3]，固相萃取法[4-5]、固相微萃取法[6]和加速溶劑萃取法[7]，這些方法后續都需要進行凈化，步驟繁瑣耗時，或是需要專門的儀器，設備費高。本文選取邢臺地區具有代表性的6條河流作為主要監測河流，采用分散液液微萃取做前處理方法，結合高效液相色譜技術測定河流水中的十溴聯苯醚。該方法前處理僅需離心管和常規試劑即可完成，無需昂貴的前處理裝置和繁雜的操作步驟，具有簡單快速，有機溶劑消耗量少，節能環保，節約成本等優點。且該方法準確度高，重現性好，適合河流水中十溴聯苯醚的分析檢測。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

高效液相色譜儀(島津LC-20AT)；超聲波清洗器(QT)；超純水機(Exceed-Ad-24)；低速離心機(SC-3612)。

十溴聯苯醚標準品100 μg/mL(德國Dr.Ehrenstorfer公司)；流動相使用的乙腈為色譜純(賽默飛世爾科技有限公司)。氯化鈉、氫氧化鈉、四氯化碳、四氯乙烯、四氯乙烷、三氯甲烷、氯苯、甲醇、乙腈、丙酮。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器工作條件

色譜柱為WondaSilTM C18柱(4.6× 150 mm ,5 μm)；流動相為乙腈-水(體積比為95∶5)，流速：1.0 mL/min，柱溫25℃，檢測波長：226 nm，進樣量5 μL。采用色譜峰保留時間定性，外標法峰面積定量。

1.3 水樣采集及前處理

河流水樣分別取自邢臺具有代表性的六條河流：邢臺牛尾河、新河西沙河、新河滏陽新河、寧晉汪洋溝、寧晉北沙河和清河清涼江。將取來的水樣自然沉淀，取上層清液減壓過濾以除去大顆粒雜質，再經過0.45 μm濾膜作為處理后的水樣，用于接下來的分散液液微萃取。

取處理后的水樣5 mL置于10 mL的玻璃離心管中，調節pH值=5，用移液槍向其中加入萃取劑四氯化碳30 μL，分散劑丙酮0.8 mL，再添加10% NaCl，充分振蕩，超聲萃取10 min，以2500 r/min轉速離心分離5 min，目標待測物溶解在玻璃離心管底部的萃取劑中，用微量進樣器吸取5 μL沉積相進行HPLC測定。

1.4 標準溶液的配制

取5份空白河流水樣，分別加入一定體積的十溴聯苯醚標液，配成其含量分別為0.02,0.10,0.20,1.00,2.00 μg/mL的系列標準溶液，按水樣采集及前處理方法操作后，上HPLC做標準曲線。

2 結果與討論

以十溴聯苯醚的回收率高低作為分散液液微萃取條件探索的依據。配制濃度為0.1 μg/mL的十溴聯苯醚的水樣溶液，按照1.3的操作步驟進行樣品前處理，供條件優化應用。

2.1 萃取劑的種類

萃取劑的選擇對分散液液微萃取回收率的高低有至關重要的影響。通常萃取劑的選擇遵循以下原則：密度比水大，難溶于水，對待測物有較高的萃取效率。在其他條件不變的情況下，分別選用四氯乙烯、四氯化碳、三氯甲烷、四氯乙烷和氯苯做萃取劑對萃取效果進行了研究。結果表明：四氯化碳為萃取劑時，沉積相較多，峰型很好，回收率較高，萃取效果較好；四氯乙烯作為萃取劑時，無沉積相；三氯甲烷、四氯乙烷和氯苯的目標峰面積小，回收率低,因而選用四氯化碳作為萃取劑。

2.2 分散劑的種類

分散劑的種類對萃取過程中回收率的影響也較大。分散劑需要能和有機溶劑及水互溶，從而起到使待測物充分在兩相中分散的目的。分別選用乙腈、甲醇、乙醇和丙酮做分散劑，探討對十溴聯苯醚的萃取效果。結果表明：丙酮作分散劑時，回收率最高為76.1%，萃取效果最好；其次是乙腈，回收率為66.4%；甲醇和乙醇做分散劑時，回收率都小于50%，且沉積相體積都小于5 μL，不利于取樣。所以選丙酮作為分散劑。

2.3 萃取劑的體積

萃取劑體積不同，萃取效果亦不同。本文選擇了四氯化碳體積分別為20,30,40,50,60 μL，在其他條件不變的情況下進行微萃取實驗。結果顯示：當萃取劑用量小于20 μL時，由于沉積相體積過小，不易取出；當萃取劑體積大于30 μL時，色譜峰響應值減小，回收率降低；當萃取劑體積為30 μL時，回收率達81.6%，萃取效果最佳。因此，選萃取劑體積為30 μL。

2.4 分散劑的體積

分別采用丙酮體積為0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mL，研究不同的分散劑用量對十溴聯苯醚的萃取效果。結果表明，隨著丙酮用量的增加，回收率呈現先增加后下降的趨勢。當分散劑體積為0.8 mL時，目標物回收率最高，萃取效果最好。因此，選分散劑體積為0.8 mL。

2.5 超聲萃取時間

超聲萃取可以提高萃取效率，所以必須對超聲時間進行優化。因此對超聲萃取時間為2，4，6，8，10min進行了探究。結果顯示，在2～6min，隨著超聲萃取時間的延長，目標物回收率逐步增大，在6 min時回收率最高，這是由于超聲促進了四氯化碳和水這兩相之間加速混合，提高了萃取效率；在6 min以后回收率有所下降，這是由于過長的超聲時間產生了較多的熱量導致溶劑揮發，從而降低了萃取效率。所以選擇超聲時間為6 min。

2.6 鹽度的影響

實驗考察了向萃取體系中加入2%，5%，10%，15%，20%不同量的鹽時，對萃取效果的影響。結果顯示，鹽度從2%上升到10%，回收率隨著鹽度的增加不斷提高，這是由于隨著鹽度的增加，有機萃取劑在水中的溶解度不斷增加，從而增加了萃取效果；但當鹽度超過10%后，隨著鹽度的增多，回收率反而降低，可能是由于鹽溶效應使萃取劑未能在體系中均勻分布。因此，選擇鹽度值為10 %。

2.7 酸度的影響

因為在強酸、堿性的條件下對C18色譜柱的損害程度非常大，故本文考察pH值分別為4、5、6、7時目標分析物的萃取效率。通過添加鹽酸和氫氧化鈉溶液調節待測溶液pH，沉積相得到的體積均在10 μL左右，所以酸度對沉積相體積基本無影響。隨著考察的增加，回收率現增加后降低，當pH值為5時，萃取回收率達到最大值，當pH值增大時，萃取回收率呈下降趨勢。因此本文選擇pH值為5為最佳條件。

2.8 線性范圍和檢出限

按1.4中配制標準系列溶液，每個樣品平均測定3次，以平均峰面積Y對待測物濃度x做線性回歸，在0.02～2.00 μg/mL范圍內線性良好，線性回歸方程Y=8098.8X-7180.5，相關系數r=0.9986，檢出限(LOD，以信噪比S/N=3計)為0.01 μg/mL，該方法適合對河流水中十溴聯苯醚的含量測定。

2.9 加標回收率和精密度

取空白水樣9份，加入十溴聯苯醚的標液，配制成濃度分別為0.10,0.50,1.00 μg/mL的加標樣品各三份，進行回收率和精密度的測定，見表1。由表1可知，加標回收率為92%～108%，相對標準偏差為2.2%～3.9%，此方法的準確度和精密度良好。空白水樣和加標0.5μg/mL色譜圖見圖1。

圖1 空白河流水樣(上)和加標0.5 μg/mL(下)色譜圖

表1 河流水中十溴聯苯醚含量的加標 回收率及相對標準偏差(n=3)

2.10 樣品的測定

分別對邢臺牛尾河、新河西沙河、新河滏陽新河、寧晉汪洋溝、寧晉北沙河和清河清涼江的水樣進行采集，利用1.3中的前處理方法進行萃取，檢測，結果表明在這六條河流中均未檢測到十溴聯苯醚，說明十溴聯苯醚的含量低于本方法的檢出限。

3 結論

建立了超聲輔助-分散液液微萃取結合高效液相色譜法測定河流水中十溴聯苯醚的含量，系統的探討了萃取劑的種類和體積、分散劑的種類和體積、超聲萃取時間還有鹽度對回收率的影響，并確定了最優條件。本方法簡化了前處理過程，回收率高，準確性高，經濟環保等特點，適合于快速測定河流水樣中痕量十溴聯苯醚的含量。