水質(zhì)中2種多氯聯(lián)苯（PCB194、PCB206）分析方法研究

謝紅兵 姚勛 王艷

摘要：以正己烷為提取劑，萃取液經(jīng)脫水、濃縮、凈化和定容后，石英毛細(xì)管色譜柱分離目標(biāo)化合物，氣相色譜-質(zhì)譜法測定地下水及地表水源水中2種多氯聯(lián)苯（PCB194、PCB206）。實(shí)驗表明， 2種目標(biāo)物質(zhì)量濃度最低檢測結(jié)果分別為1.6 ng/L和1.9 ng/L，PCB194回收率在80.0%～102.0%范圍內(nèi)，PCB206回收率在83.2%～97.5%范圍內(nèi)。方法簡單、靈敏、準(zhǔn)確，有機(jī)溶劑使用量小。

關(guān)鍵詞：PCB194、PCB206;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀;液液萃取;濃縮;凈化;方法確認(rèn);

0 前言

研究證明多氯聯(lián)苯存在于環(huán)境中，PCB對環(huán)境的污染表現(xiàn)為對水體、土壤、大氣、生物影響[1];PCB對動物和人體的危害： 能經(jīng)皮膚、呼吸道、消化道而被人體吸收，吸收后極難分解，能夠在人體脂肪中大量富集，它會使肝、腎功能受損，使人記憶力衰退，降低成人的生殖能力，甚至引發(fā)癌癥，嚴(yán)重時危及人的健康和生命安全的污染。

當(dāng)前地下水及地表水源水中PCB194和PCB206測定方法目前暫無國標(biāo)、行標(biāo)和專業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的測試技術(shù)規(guī)范發(fā)布[3～6]。為保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，筆者建立了以正己烷為提取劑，萃取液經(jīng)脫水、濃縮、凈化和定容后，石英毛細(xì)管色譜柱分離目標(biāo)化合物，氣相色譜-質(zhì)譜法測定水質(zhì)中PCB194和PCB206含量，方法精密度和準(zhǔn)確度較好，有機(jī)溶劑用量小，易于操作。

1 實(shí)驗室部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（型號：島津GCMS-QP2020）;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（型號：RE-2000B）;固相萃取裝置（SPE）（型號：SBE2-CG1013）

正己烷（色譜純）;無水硫酸鈉（分析純）;氯化鈉（分析純）;

PCB194、PCB206標(biāo)準(zhǔn)儲備液（Bepure、100 mg/L）;

內(nèi)標(biāo)儲備液：PCB77-d6和PCB156-d3內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)樣品（美國O2si、10mg/L）;替代物儲備液：PCB28-2′，3′，5′，6′-d4 ，PCB114-2′，3′，5′，6′-d4混標(biāo)（美國Accustandard、100 mg/L）。

十氟三苯基膦（DFTPP）使用液：ρ=50.0 mg/ml。

硫酸：ρ（H2SO4=1.84 g/ml，優(yōu)級純）;

硅酸鎂凈化小柱：填料為硅酸鎂，1000mg，柱體積為6ml。

1.2 儀器條件

色譜柱：DB-5MS型毛細(xì)管柱（石英毛細(xì)管柱，長30m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.25μm）;

色譜分析參數(shù)：進(jìn)樣口溫度：270℃;進(jìn)樣方式：不分流;升溫程序：初始溫度50℃保持1min，以20℃/min，升至220℃保持1min，再以10℃/min升至280℃，保持8min;載氣：氦氣（純度99.999%）;

離子源：EI源;離子源溫度：280℃;接口溫度：280℃;掃描方式：選擇離子選擇掃描（SIM）。

22結(jié)果與討論

2.1樣品

2.1.1采集與保存

按照 HJ/T 91 和 HJ/T 164 的相關(guān)規(guī)定采集樣品。樣品收集在棕色玻璃樣品瓶（1L）中，水樣充滿樣品瓶。在 4℃下避光保存，7d 內(nèi)完成萃取。

2.1.2試樣的制備

液液萃取：搖勻水樣，量取1000mL水樣，倒入2000mL 的分液漏斗中，加入100uL（1.0mg/L）替代物標(biāo)準(zhǔn)使用液，混勻，用鹽酸溶液或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)水樣的pH值至5～9，加入，20g氯化鈉，再加入50mL二氯甲烷，振搖5min，靜置分層，收集有機(jī)相，放入250mL接收瓶中，重復(fù)萃取兩遍，合并有機(jī)相，加入無水硫酸鈉至有流動的無水硫酸鈉存在。放置30min，脫水干燥。

濃縮：用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1mL，加入適量正己烷至15mL，重復(fù)此濃縮過程3次，最后濃縮至10mL，待凈化。

硫酸凈化：將10mL濃縮液轉(zhuǎn)入60mL分液漏斗中，加入10mL的硫酸，輕輕振搖，注意放氣，然后振搖1min，靜置分層后棄去下層硫酸。如果硫酸層中仍有顏色則重復(fù)上述操作至硫酸層無色為止。向分液漏斗加入30ml氯化鈉溶液（50g/L）洗滌有機(jī)相，靜置分層后棄去水相，有機(jī)相經(jīng)干燥柱脫水后，濃縮至1ml以下。（視其水體性質(zhì)可以繼續(xù)選用弗羅里硅土凈化）

弗羅里硅土固相萃取柱凈化：用4ml正己烷（HPLC）沖洗固相萃取柱，并浸潤5min后，棄去流出液，流速控制在2ml/min。把硫酸凈化后的濃縮液全部轉(zhuǎn)移至柱內(nèi)，用2～3ml正己烷（HPLC）洗滌樣品濃縮液瓶兩次，一并轉(zhuǎn)移到固相萃取柱上，用10ml淋洗液2（1+9丙酮/正己烷混合溶液）洗脫固相萃取柱，接收淋洗液（以上步驟應(yīng)始終保持柱填料上方留有液面）。

將凈化液濃縮至1.0ml以下，加入10.0μl內(nèi)標(biāo)使用液（10mg/L），再加入正己烷（HPLC）定容至1.0ml，轉(zhuǎn)移到色譜瓶中待測試。制備的樣品在4℃以下冷藏保存，30d內(nèi)完成分析。

注1：在萃取過程中出現(xiàn)乳化現(xiàn)象時，可采用攪動、離心、用玻璃棉過濾等方法破乳，也可采用冷凍的方法破乳。

注2：排氣應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行以防止交叉污染。

2.1.3空白試樣的制備

用實(shí)驗用水代替樣品，按照試樣制備2.1.2相同的操作步驟，制備空白試樣。

2.2方法確認(rèn)

本次實(shí)驗參考《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168-2020）對方法適用范圍、干擾和消除、試劑和材料、儀器設(shè)備、方法性能指標(biāo)（如：校準(zhǔn)曲線、檢出限、測定下限、準(zhǔn)確度、精密度）等要素進(jìn)行實(shí)驗確認(rèn)，并選取不少于一種實(shí)際樣品進(jìn)行測定。

2.2.1校準(zhǔn)

2.2.1.1儀器性能檢查

樣品分析前，取1μL十氟三苯基膦（DFTPP）（50 mg/L）直接進(jìn)樣，對氣相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行儀器性能檢查，所得質(zhì)量離子的豐度應(yīng)滿足要求，否則需要重新校準(zhǔn)。

2.2.1.2校準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)備6個色譜瓶，將2種目標(biāo)物（PCB194、PCB206）和替代物使用液配制成濃度為5.0、10.0、20.0、50.0、100、200ug/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，并迅速加入10uL內(nèi)標(biāo)（PCB77-d6和PCB156-d3）10mg/L使用液，用正己烷稀釋至1.0mL，密封，混勻。按照儀器參考條件1.2進(jìn)行分析，選用平均相對響應(yīng)因子繪制校準(zhǔn)曲線。

2.2.2樣品測定結(jié)果計算方式

按照與校準(zhǔn)曲線相同的條件進(jìn)行試樣及空白的測定，按如下公式計算結(jié)果。

ρ=ρ1 *V1/V

式中：ρ—樣品中多氯聯(lián)苯的質(zhì)量濃度，μg/L;

ρ1 —由校準(zhǔn)曲線得到的試樣中多氯聯(lián)苯的質(zhì)量濃度，μg/L;

V1—試樣定容體積;mL;

V—試樣取樣體積;mL。

2.2.3空白試樣7次測定結(jié)果

結(jié)論：根據(jù)表2可知，7次空白試劑水中PCB194、PCB206的測定值為ND。

2.2.4方法檢出限、測定下限測試結(jié)果

參考HJ715，按照樣品分析步驟，在7個地表水樣品中加入5～8 ng目標(biāo)物和100ng替代物后，按照2.1.2完成樣品制備，加入100ng內(nèi)標(biāo)后參考儀器條件1.2進(jìn)行上機(jī)分析，并參照下式進(jìn)行檢出限計算。

MDL=t（n-1，0.99）*SD，t=3.143

其中，MDL為取樣量為1000mL，定容到1.0mL測定下的檢出限;SD為7次樣品平行測定標(biāo)準(zhǔn)偏差;t為自由度為n-1，置信度為99%時的t分布。

通過實(shí)驗確認(rèn)，PCB194的檢出限為1.6 ng/L，測定下限為6.4ng/L;PCB206的檢出限為1.9 ng/L，測定下限為7.6ng/L;

2.2.5實(shí)際水質(zhì)樣品（低、中、高濃度）加標(biāo)精密度實(shí)驗

準(zhǔn)備18個2L分液漏斗，平均分成3組，每組分次加入20μL、100μL、180μL濃度為1.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液于6只裝有1L水樣的2L分液漏斗中，同步加入

100ng替代物，按照（2.1.2）完成試樣制備，加入100ng內(nèi)標(biāo)物后按儀器（1.2）條件上機(jī)分析，驗證樣品低中高濃度方法精密度。

6個試樣目標(biāo)物加標(biāo)量為20ng時，PCB194相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.3%，PCB206相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%。

6個試樣目標(biāo)物加標(biāo)量為100ng時，PCB194相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%，PCB206相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.1%。

6個試樣目標(biāo)物加標(biāo)量為180ng時，PCB194相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.3%，PCB206相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.1%。

2.2.6實(shí)際水質(zhì)樣品準(zhǔn)確度實(shí)驗

本次方法首先選擇一種實(shí)際樣品測定其結(jié)果，然后在樣品中加入低、中、高濃度目標(biāo)物，通過加標(biāo)回收率和替代物回收率實(shí)驗2種方式確認(rèn)方法準(zhǔn)確度。

2.2.6.1地表飲用水樣品測試數(shù)據(jù)

分別取地下水和地表水源水各2份1L水樣于4個2L分液漏斗中，同步加入100ng替代物，按照（2.1.2）完成試樣制備后，加入100ng內(nèi)標(biāo)物，按儀器條件（1.2）上機(jī)分析，實(shí)驗結(jié)果詳見表3。

2.2.6.2實(shí)際樣品低、中、高濃度加標(biāo)回收率實(shí)驗

準(zhǔn)備18個裝有1L水樣的2L分液漏斗，平均分成3組，每組分次加入20μL、100μL、180μL濃度為1.0mg/L的目標(biāo)物使用液，同步加入100ng替代物，按照（2.1.2）完成試樣制備后，加入100ng內(nèi)標(biāo)物，按儀器條件（1.2）上機(jī)分析，驗證方法準(zhǔn)確度。

實(shí)驗得出，3組水樣目標(biāo)物加標(biāo)量為20ng、100ng、180ng時，平行測定6次， PCB194的加標(biāo)回收率為80%～102%，PCB206的加標(biāo)回收率為83.2%～97.5%。

2.2.7替代物回收率統(tǒng)計結(jié)果

此次方法研究過程中所有樣品均同步加入一定濃度替代物，通過替代物回收率來監(jiān)控數(shù)據(jù)結(jié)果有效性。

36個試樣PCB28-2′3′，5′，6′-d4替代物回收率統(tǒng)計結(jié)果為57.3%～100.9%， PCB114-2′，3′，5′，6′-d4替代物統(tǒng)計結(jié)果為47.2%～94.0%。

2.2.8 方法指標(biāo)確認(rèn)結(jié)果匯總表

3 結(jié)論

通過實(shí)驗，研究方法具有重現(xiàn)性好、結(jié)果準(zhǔn)確度高、方法操作簡便、快速等特點(diǎn)，通過2種實(shí)際樣品測試，方法可以準(zhǔn)確測定地下水和地表水源水中2種多氯聯(lián)苯（PCB194、PCB206）含量，現(xiàn)實(shí)生活中可用于清潔水質(zhì)中2種多氯聯(lián)苯（PCB194、PCB206）環(huán)境監(jiān)測（分析）。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

謝紅兵（1985），男 ，云南昆明人，大學(xué)本科，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測、食品、農(nóng)產(chǎn)品及工業(yè)產(chǎn)品檢驗檢測工作。