超高效液相色譜—質(zhì)譜法測定水質(zhì)中丁基黃原酸的研究

江啟明 羅清莉 何明穗

摘 要：超高效液相色譜—質(zhì)譜法直接進(jìn)樣測定水中丁基黃原酸，具有分析時間短、效率高的特點。通過調(diào)整色譜條件、加入氨水調(diào)節(jié)pH等措施，優(yōu)化整個實驗室分析過程，探討超高效液相色譜—質(zhì)譜法直接進(jìn)樣測定基黃原酸的方法。結(jié)果表明：丁基黃原酸的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（R2）>0.999;方法檢出限和測定下限分別為0.2μg/L和0.8μg/L，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值;丁基黃原酸的地表水和地下水中的加標(biāo)回收率分別為98.0%～112%和84.0%～110%，樣品間的標(biāo)準(zhǔn)偏差均<5%，準(zhǔn)確度和精密度均滿足質(zhì)控要求。

關(guān)鍵詞：丁基黃原酸;超高效液相色譜—質(zhì)譜法;直接進(jìn)樣;環(huán)境監(jiān)測

中圖分類號 X832文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）04-0120-03

丁基黃原酸是一種浮選藥劑和橡膠硫化促進(jìn)劑，在有色金屬硫化礦選礦技術(shù)中廣泛應(yīng)用，易殘留于選礦廢水中，會有少量丁基黃原酸隨廢水排入地表水，使水質(zhì)發(fā)臭，抑制水生生物生長，同時也會引起動物及人體神經(jīng)系統(tǒng)疾病和肝臟損傷，對生態(tài)環(huán)境和人體健康都有傷害[1-2]。因此，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）把丁基黃原酸作為排放管控的有機(jī)物。目前測定丁基黃原酸的方法較多，經(jīng)典的手工比色法有銅試劑亞銅分光光度法（GB/T 5057—2006）和紫外分光光度法（HJ 756—2015），但手工監(jiān)測方法前處理繁瑣和易受干擾;儀器法有吹掃捕集氣相色譜—質(zhì)譜法、液相色譜法和液相色譜—質(zhì)譜法等，其中液相色譜—質(zhì)譜法可水樣過濾后直接進(jìn)樣分析[3]。為提高丁基黃原酸污染物的分析效率和質(zhì)量，筆者依據(jù)2018年12月發(fā)布的《水質(zhì)丁基黃原酸的測定 液相色譜—三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法》[4]，探討超高效液相色譜—質(zhì)譜法直接進(jìn)樣測定水中丁基黃原酸的方法，以滿足環(huán)境監(jiān)測和應(yīng)急監(jiān)測需求。

1 材料與方法

1.1 試劑 乙腈（C2H3N）：CNW Technologies GmbH試劑，液相色譜純;氨水（NH3·H2O）：西隴科學(xué)試劑，分析純;甲醇：CNW Technologies GmbH試劑，液相色譜純;丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)貯備液：ρ（C4H9OCSSH）=100mg/L，Lot：219051420，直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液;內(nèi)標(biāo)貯備液：ρ（C8H6Cl2O3-13C6）=100mg/L，Lot：SDIG-010，直接購買有證2，4-二氯苯氧乙酸-13C6標(biāo)準(zhǔn)溶液;濾膜：孔徑0.22μm，親水聚四氟乙烯（PTFE）針式濾器，上海安譜;氮氣：純度≥99.9%。分析時均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純試劑，實驗室用水為不含目標(biāo)化合物的純水。

1.2 儀器設(shè)備

1.2.1 高效液相色譜—三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀 高效液相色譜具備梯度洗脫功能，質(zhì)譜儀配有電噴霧離子化源（ESI）。使用儀器為美國戴安DIONEX液相色譜儀和美國AB質(zhì)譜（型號：UltiMate 3000/API 4000+）。戴安DIONEX液相色譜儀分析條件：流動相：流動相A為氨水溶液，流動相B為乙腈，梯度洗脫程序見表1;柱溫為40℃，進(jìn)樣體積為10.0μL，流速為0.2mL/min。美國AB質(zhì)譜分析條件：電離方式：負(fù)離子模式（ESI-）;離子化電壓：-4500V;離子源加熱氣體溫度：550℃;檢測方式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM），具體條件見表2。

1.2.2 其他關(guān)鍵設(shè)備耗材 色譜柱：C18柱，柱長50mm，內(nèi)徑2.1mm（由于流動相pH為9.5，因此選用適用于流動相pH≥10的色譜柱）。使用色譜柱為HPH-C18，S.N為USJTZ01336;棕色樣品瓶：2.0mL（Agilent專用）;棕色容量瓶：250mL;采樣瓶：40mL棕色玻璃瓶，螺旋蓋（具聚四氟乙烯涂層的密封墊），使用的采樣瓶為CNW Technologies GmbH產(chǎn)品，Lot：QG101010;微量注射器：10、50、100μL和1mL;pH計：德國WTW的pH7310。

1.3 樣品采集、保存及制備

1.3.1 樣品采集和保存 按照HJ/T 91、HJ/T 164的相關(guān)規(guī)定采集樣品。采集樣品時，將樣品緩慢倒入專用的40mL采樣瓶近滿瓶，用氨水溶液調(diào)節(jié)樣品pH為9～10，再加樣品至滿瓶，混勻。樣品于4℃以下冷藏避光保存，48h內(nèi)完成分析。

1.3.2 試樣制備 樣品經(jīng)濾膜過濾，取1.0mL置于棕色樣品瓶中，加入10.0μL內(nèi)標(biāo)使用液，混勻待測。樣品恢復(fù)至室溫后測pH，若pH有變化，重新用氨水溶液調(diào)節(jié)pH為9～10。用實驗用水代替樣品，按照與試樣制備相同的步驟制備實驗室空白試樣。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 取一定量丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液于氨水溶液中，制備6個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列，丁基黃原酸的質(zhì)量濃度分別為1、5、10、30、50、100μg/L，每1mL標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中加入10.0μL內(nèi)標(biāo)使用液，使內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度為10.0μg/L，然后貯存在棕色樣品瓶中。將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液按濃度由低到高的順序依次進(jìn)樣，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中丁基黃原酸的質(zhì)量濃度和內(nèi)標(biāo)物濃度的比值為橫坐標(biāo)，丁基黃原酸的峰面積與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比值為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，溶液配制見表3。丁基黃原酸的線性范圍、校準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)為y=0.0966x-0.0059，r=0.9994，標(biāo)準(zhǔn)曲線圖見圖1。

2.2 方法檢出限和測定下限 向7個1.0mL的空白樣品中分別加入丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液（ρ=1.00mg/L，加標(biāo)體積1.0?L，加標(biāo)量1.0?g/L），按照試樣的測定進(jìn)行7次重復(fù)測定。根據(jù)HJ 168—2010中方法檢出限的一般確定方法計算方法檢出限，檢出限為0.2μg/L，測定下限為0.8μg/L，結(jié)果見表4。

2.3 方法精密度 向6個1.0mL的空白樣品中加入丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液（ρ=1.00mg/L）。濃度1的空白加標(biāo)樣品為加標(biāo)體積1.0?L，加標(biāo)量1.0mg/L;濃度2的空白加標(biāo)樣品為加標(biāo)體積5.0?L，加標(biāo)量5.0mg/L;濃度3的空白加標(biāo)樣品為加標(biāo)體積30.0?L，加標(biāo)量30.0mg/L。按照試樣的制備步驟進(jìn)行制備，按照試樣測定的操作步驟和儀器條件依次對濃度1、濃度2、濃度3的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行6次重復(fù)測定?？瞻准訕?biāo)樣品方法精密度結(jié)果見表5。

2.4 實際樣品測試的準(zhǔn)確度 向6個1.0mL的地表水和地下水樣品中分別加入丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液（ρ=1.00mg/L，加標(biāo)體積分別為5.0?L和20.0?L，加標(biāo)量分別為5.0mg/L和20.0mg/L），即為地表水和地下水的加標(biāo)樣品。按照試樣的制備步驟進(jìn)行制備，按照試樣測定的操作步驟和儀器條件依次對地表水、地下水的加標(biāo)樣品進(jìn)行6次重復(fù)測定。地表水、地下水樣品中均未檢出丁基黃原酸，計算加標(biāo)回收率，其實際樣品的測定結(jié)果見表6。

3 結(jié)論與討論

依據(jù)《水質(zhì)丁基黃原酸的測定液相色譜—三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法》（HJ 1002—2018）方法和實驗室實際情況，通過調(diào)整色譜條件、加入氨水調(diào)節(jié)pH等措施，優(yōu)化整個實驗室分析過程。結(jié)果表明：水質(zhì)中丁基黃原酸的方法精密度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8%～8.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%;地表水、地下水中的加標(biāo)回收率為84%～112%，均在70%～120%;當(dāng)進(jìn)樣體積為10mL時，測的丁基黃原酸的方法檢出限為0.2μg/L，測定下限為0.8μg/L。因此，超高效液相色譜—質(zhì)譜法直接進(jìn)樣測定水中丁基黃原酸的方法精密度和準(zhǔn)確度測試結(jié)果均穩(wěn)定，且方法檢出限和測定下限也遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）中規(guī)定丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)限值5mg/L和1mg/L的要求[5-6]。由此可見，超高效液相色譜—質(zhì)譜法直接進(jìn)樣測定水中丁基黃原酸提高了分析效率，同時也滿足環(huán)境監(jiān)測和應(yīng)急監(jiān)測需求。

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