液液萃取/固相萃取
——氣相色譜法測定水中酞酸酯類化合物

李 潔，郭 麗，張 丹

(河南省生態環境監測中心河南省環境監測技術重點實驗室，河南 鄭州 450000)

酞酸酯(phthalicacidester，PAEs)也稱鄰苯二甲酸酯，是鄰苯二甲酸酐與醇的反應產物[1]。由于PAEs并未聚合到高分子碳鏈上而是與塑料基質以氫鍵或

范德華力結合，因此在使用過程中遇水或有機溶劑時極易被釋放,造成對環境的污染[2]。同時，它也是一類環境激素類物質，對動物具有雌激素的特征及抗雄激素生物效應，臨床上表現為生殖能力下降、生殖器官畸形和發育異常等，嚴重影響人們的身體健康，美國環境保護署將鄰苯二甲酸二甲酯(dimethylphthalate，DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(diethylphthalate，DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate，DBP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)-phthalate，DEHP)、鄰苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate，DOP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(butylbenzylphthalate，BBP)6種PAEs列入優先污染物監測名單[3-6]。

目前，國內外關于PAEs預富集方法的報道有液-液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、液相微萃取(LPME)等[7-8]。液-液萃取法(LLE)是分析水樣中有機污染物的傳統前處理方法。它是用有機溶劑從水樣中一次或多次萃取PAEs，濃縮、定容、分析。固相萃取法(SPE)是采用高效、高選擇性的固定相，利用吸附劑對大體積水樣中的有機污染物加以富集，具有溶劑用量少、分析時間少，回收率高、易于自動化等優點，近年來在樣品前處理技術中很受重視[9-10]。本研究采用液-液萃取/固相萃取-氣相色譜法測定水中6種PAEs化合物，建立了氣相色譜測定水和廢水中6種PAEs化合物的方法。

1 實驗條件

1.1 試劑材料

標準物質：包括鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)和鄰苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)在內的6種混合標準溶液，質量濃度為1000 mg/L。

試劑和材料：甲醇(色譜純)、丙酮(色譜純)、二氯甲烷(色譜純)、正己烷(色譜純)、C18固相萃取小柱(6 mL,500mg)、PSA固相萃取小柱(6 mL,500mg)、Florisi固相萃取小柱(6 mL,1g)。

1.2 儀器設備

翻轉振蕩器、固相萃取裝置、氮吹儀、安捷倫氣相色譜7890A

2 分析方法

色譜柱為HP-5毛細管柱(30m×0.32mm×0.25um)。進樣口溫度為：250℃，不分流進樣，柱流速為：1 mL/min；FID檢測器溫度為：300℃，氫氣流量：30 mL/min，空氣流量為：300 mL/min，尾吹氣流量：25 mL/min；柱溫：80℃保持1min，以10℃/min的速率升至250℃，保持4min。色譜圖見圖1，目標物在色譜圖上的出峰時間見表1。

表1 GC-FID測定酞酸酯類的目標物出峰時間

圖1 GC-FID測定酞酸酯類的色譜圖

3 結果與討論

3.1 液液萃取條件的優化

3.1.1 萃取溶劑的選擇

選取正己烷、二氯甲烷和環己烷三種溶劑，考察萃取溶劑種類對萃取效率的影響。正己烷對6種酞酸酯類的萃取效率為31%～90%，其中對DMP的萃取效率最低；以環己烷為萃取劑時，無法萃取出DMP及DEP，且對其他四種酞酸酯類的萃取效率均在50%以下；而二氯甲烷對6種酞酸酯類的萃取效率為85%～105%。綜合比較三種溶劑對6種酞酸酯類的萃取效率，最終選擇二氯甲烷作為萃取溶劑。

3.1.2 萃取溶劑用量

選取5、10和15 mL的二氯甲烷，考察萃取溶劑用量對萃取效率的影響。5 mL二氯甲烷對6種酞酸酯類的萃取效率為93%～105%；10 mL二氯甲烷對6種酞酸酯類的萃取效率為93%～109%；15 mL二氯甲烷對6種酞酸酯類的萃取效率為93%～107%；且用10 mL二氯甲烷進行液液萃取時，每種酞酸酯類的回收率均處于較大值，故確定最佳萃取溶劑用量為10 mL。

3.1.3 酸堿度的影響

將樣品的pH值分別調為3、7、10，考察酸堿度對萃取效率的影響。在酸性、中性和堿性條件下，6種酞酸酯類的回收率差別并不太大，但通過綜合比較三種條件下的萃取效率，在酸性條件下萃取效率最好。

3.2 固相萃取條件的優化

3.2.1 固相萃取柱的選擇

選擇C18、Florisi、PSA三種固相萃取玻璃小柱，考察不同固相萃取小柱對目標化合物的萃取效果。C18固相萃取柱對DMP、DEP、DBP、BBP四種化合物的回收率均在90%以上，而對于DEHP、DOP的回收率較低，約為40%。Florisi柱對于前四種目標物的回收率較在70%以上，而對DEHP、DOP的回收率僅在40%以下。PSA固相萃取柱對DBP、BBP、DEHP、DOP四種化合物的回收率在40%以上，而對于DMP、DEP的回收率低于10%。通過綜合比較最終選擇的固相萃取柱為C18柱。

3.2.2 PH

調節空白水樣pH分別為1、2、5、7、9、12，考察不同pH對萃取效率的影響。DMP在酸性和中性條件下回收率在75%以上，但在堿性條件回收率僅有40%，DEP、DBP、BBP三種化合物在酸堿中性條件下都有較好的回收率，均在70%以上。而DEHP、DOP在酸性調價下回收率較高，在90%以上，而在中性和弱堿性條件下的回收率較低，僅有30%～65%，但在強堿性條件下回收率卻可以達到100%以上。因此綜合各種化合物的最佳萃取pH，最終選擇pH=2。

3.2.3 提取劑種類的選擇

選取二氯甲烷、二氯甲烷+20%丙酮、正己烷、正己烷+20%丙酮作為提取劑，考察不同提取劑對洗脫效果的影響。使用二氯甲烷作為提取劑時，六種目標化合物的回收率均高于其他三種溶劑，最終確定提取劑為二氯甲烷。

3.2.4 洗脫劑用量的選擇

使用0、2、4、6、8、10、12 mL二氯甲烷為洗脫溶劑，考察洗脫溶劑用量對淋洗效果的影響。隨著洗脫溶劑用量的增加，樣品回收率也隨之增加，當洗脫溶劑的用量為4 mL時，DMP、DEP、DBP、BBP四種化合物，已完全洗脫，達到平衡；當洗脫溶劑的用量為6 mL時，化合物DEHP淋洗達到平衡；當洗脫溶劑的用量為8 mL時，化合物DOP基本洗脫完畢。所以最終選擇的洗脫劑用量為8 mL。

3.3 空白控制

實驗中使用的有機溶劑均為色譜純，溶劑中無目標化合物檢出。實驗中使用的玻璃器皿，放入鉻酸中浸泡過夜，再用清水和蒸餾水洗凈后烘干使用。實驗中使用的玻璃固相萃取小柱，活化后用二氯甲烷直接淋洗，淋洗液中無目標化合物檢出。實驗中使用的無水硫酸鈉，經過高溫550℃烘4h，置于干燥皿中平衡至室溫，儲存于玻璃瓶內，用二氯甲烷浸泡過夜，浸泡液濃縮后上機測定無目標化合物檢出。

3.4 方法的性能驗證

3.4.1 標準曲線

配置濃度分別為0.5 mg/L，1 mg/L，2 mg/L，5 mg/L，10 mg/L，20 mg/L的使用液，每個濃度配置3份，按上述氣相色譜條件進樣，將三個相同濃度的標樣的色譜圖峰面積進行平均，得到每種化合物的標準曲線(縱坐標為信號值，橫坐標為濃度值)，見表2。

表2 GC-FID測定6種酞酸酯類的標準曲線及相關系數

3.4.2 液液萃取方法的回收率、精密度和檢出限

以液液萃取為前處理方法，對加標濃度分別為1μg/L、4μg/L、10μg/L的空白加標樣品進行測定，平行測定7次，實驗室內空白水樣加標相對標準偏差分別為5.82%～13.4%、5.65%～10.3%、5.62%～8.25%，加標回收率分別為80.69%～105.66%、63.14%～98.98%、60.6%～118.4%，檢出限范圍為0.36～0.46μg/L。

3.4.3 固相萃取方法的回收率、精密度和檢出限

以固相萃取為前處理方法，對加標濃度分別為1μg/L、4μg/L、10μg/L的空白加標樣品進行測定，平行測定7次，實驗室內空白水樣加標相對標準偏差分別為6.80%～12.4%、5.97%～11.3%、6.50%～8.54%，加標回收率分別為73.2%～120%、67.9%～119%、66.8%～110.4%，檢出限范圍為0.20～0.39μg/L。

3.4.4 實際水樣

選用某化工廠的實際水樣，進行實際水樣加標試驗，分別以液液萃取和固相萃取作為前處理方法，對加標濃度為1μg/L、4μg/L、10μg/L的實際水樣加標樣品進行測定，平行測定7次，液液萃取實際樣品的加標回收率為62.8%～120%，相對標準偏差為6.00%～13.4%，固相萃取實際樣品的加標回收率為66.8%～119%，相對標準偏差為6.10%～11.1%。

4 小結

對液液萃取和固相萃取水中6種酞酸酯類化合物的方法進行了研究，結果表明：使用液液萃取方法對6種酞酸酯類化合物進行萃取時，在酸性條件下，用10 mL二氯甲烷作為萃取劑時，萃取效果較好；使用固相萃取方法對6種酞酸酯類化合物進行萃取時，選用C18玻璃萃取小柱，在pH為2的條件下用8 mL二氯甲烷洗脫，能夠得到較好的萃取效果。按照優化后的液液萃取和固相萃取條件，對空白水樣加標樣品和實際水樣加標樣品進行測定，高中低濃度的樣品加標回收率在60.6%～120%，精密度均在15%以下。說明上述方法可用于測定水和廢水中的酞酸酯類物質。