HPLC-MS測(cè)定印染廢水中的壬基酚聚氧乙烯醚

王 麟，趙海浪，韓 寧，譚玉靜，曹石淼

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200040）

壬基酚聚氧乙烯醚（NPEOn）是重要的化工原料和中間體，使用于表面活性劑、抗氧劑、紡織印染助劑等生產(chǎn)過程，被廣泛用于紡織業(yè)的印染、清洗工序。研究表明NPEOn是世界公認(rèn)的有毒有害環(huán)境激素，一旦進(jìn)入環(huán)境，會(huì)迅速分解成毒性更強(qiáng)的壬基酚（NP）。NP 具有難降解性、高度疏水性、脂溶性和生物累積性，毒性隨水溶性的降低而增大［1-4］。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局推薦標(biāo)準(zhǔn)：淡水中的NP 不應(yīng)高于6.6 μg/L，咸水中不應(yīng)高于1.7 μg/L［5］。歐盟REACH 法規(guī)不允許NP或NPEOn以超出0.1%的混合物組分形式投放市場(chǎng)。我國(guó)印染廢水原水含有高濃度NPEOn，每年有約60%的印染廢水排入環(huán)境［2］。紡織生產(chǎn)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也給環(huán)境帶來潛在威脅，研究印染廢水中NPEOs 的檢測(cè)十分重要。

我國(guó)紡織品、輕工產(chǎn)品中的NPEOn檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 23322—2018《紡織品表面活性劑的測(cè)定烷基酚和烷基酚聚氧乙烯醚》、GB/T 23972—2009《紡織染整助劑中烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚的測(cè)定高效液相色譜/質(zhì)譜法》和SN/T 3255—2012《水洗羽絨羽毛中烷基苯酚類及烷基苯酚聚氧乙烯醚類化合物的測(cè)定》，方法有氣相色譜質(zhì)譜法（GC-MS）、高效液相-熒光光譜法（HPLC-FLD）、高效液相-質(zhì)譜法（HPLC-MS）等，HPLC-MS 因定量過程簡(jiǎn)單，較易普及，成為NPEOs 的主要檢測(cè)方法［6-8］。印染廢水中的NPEOn檢測(cè)方法較少，且關(guān)于NPEOn強(qiáng)制限制使用的相關(guān)規(guī)定還處于空白［8］。此外，HPLC-MS 檢測(cè)紡織印染廢水中的NPEOn以聚合度9～10 為主，對(duì)毒性更大的低聚合度NPEOn檢測(cè)研究還未涉及。因此，進(jìn)一步完善印染廢水中NPEOn的HPLC-MS 分析方法對(duì)提升我國(guó)印染廢水檢測(cè)技術(shù)具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑

NPEOn（n=1～16，純度均達(dá)99%以上，Dr.Ehrenstorfer 公司），二氯甲烷、乙酸銨、甲酸、碳酸氫鈉、硫代硫酸鈉（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），分散藍(lán)2BLN 染料。

1.2 儀器

C18固相萃取柱，1260HPLC 高效液相色譜儀、6410B Triple Quad 三重四極桿質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司），UPH-I-5T 優(yōu)質(zhì)超純水機(jī)（上海四科儀器設(shè)備有限公司），F(xiàn)E28 pH 計(jì)［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］。

1.3 樣品制備

1.3.1 加標(biāo)模擬印染廢水的配制

準(zhǔn)確稱取一定量碳酸氫鈉、硫代硫酸鈉和分散藍(lán)2BLN 染料，超純水稀釋至一定體積，加熱30 min至沸騰，加入NPEOn標(biāo)準(zhǔn)品，加熱60 min，冷卻至室溫后加超純水定容至1 L，得到質(zhì)量濃度為10 mg/mL 的樣品（室溫保存，有效期半年）［9］。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的制備

準(zhǔn)確稱取一定量NPEOn標(biāo)準(zhǔn)試劑，甲醇稀釋至一定體積，得到質(zhì)量濃度為10 mg/mL 的樣品（冷藏保存，有效期半年）。

1.3.3 樣品前處理

C18柱活化：3 mL 二氯甲烷、3 mL 甲醇、3 mL 水（pH 不超過2）依次通過固相萃取柱。

取50 mL 模擬印染廢水，用1 mol/L HAc 調(diào)節(jié)pH至6.0～7.5，過0.45 μm 濾膜；用已活化的C18固相萃取柱富集萃取（以小于5 mL/min的速率通過萃取柱），用10 mL二氯甲烷/甲醇溶液（體積比90∶10）以5 mL/min洗脫，洗脫液在35 ℃下真空濃縮，在微弱氮?dú)庀麓蹈桑? mL甲醇定容。

1.3.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

分別在100 mL 超純水和廢水樣液中添加0.5、1.0、5.0、10.0 mg/L 的NPEOn標(biāo)準(zhǔn)樣液，然后再進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。

1.4 分析條件

液相色譜：色譜柱為ZORBAX SB-C18液相色譜柱（規(guī)格為2.1 mm×150.0 mm，3.5 μm）；流動(dòng)相A 為乙酸銨（pH 為3.6），流動(dòng)相B 為甲醇，流動(dòng)相時(shí)間梯度如表1 所示；流速為0.3 mL/min；柱溫為30 ℃；進(jìn)樣量為5 μL。

表1 流動(dòng)相時(shí)間梯度

質(zhì)譜：離子源為電噴霧化學(xué)電離源（ESI）；掃描方式為負(fù)離子掃描；檢測(cè)方式為選擇離子掃描；干燥氣為氮?dú)猓瑴囟葹?50 ℃，流速為13 L/min［10］；霧化器壓力為342.5 kPa；質(zhì)量掃描范圍為m/z150～1 000；選擇監(jiān)測(cè)離子為m/z361.5+Δ44。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

2.1.1 萃取劑

圖1 為乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮及甲醇萃取廢水中NPEOn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，結(jié)果表明萃取效果較好的是二氯甲烷以及甲醇。

圖1 萃取劑對(duì)萃取效果的影響

2.1.2 萃取劑體積比

表2 為二氯甲烷和甲醇體積比對(duì)萃取效果的影響，結(jié)果表明萃取效果較好的是體積比90∶10。

表2 萃取劑體積比對(duì)萃取效果的影響

2.1.3 萃取劑用量

圖2 為萃取劑用量對(duì)萃取效果的影響，結(jié)果表明10 mL時(shí)萃取效果最佳。

圖2 萃取劑用量對(duì)萃取效果的影響

2.1.4 廢水萃取柱

由表3 可知，C18萃取柱的回收率較高且成本低，易保存，SPE 萃取柱的回收率較低，成本較高，故前處理凈化采用C18萃取柱。

表3 兩種萃取柱的回收率

2.2 質(zhì)譜條件的確定

2.2.1 定量選擇離子

混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液經(jīng)進(jìn)樣系統(tǒng)在離子源中生成各種離子，再經(jīng)真空接口進(jìn)入質(zhì)量分析器，按質(zhì)荷比（m/z）分離后被離子檢測(cè)器檢測(cè)獲得NPEOn質(zhì)譜圖，結(jié)果如圖3所示。

圖3 NPEOn混合標(biāo)準(zhǔn)品全掃描模式下的質(zhì)譜圖

從圖3 中可以看出，NPEOn（n=1～16）質(zhì)譜的定量離子為282+（n-1）44。

2.2.2 傳輸電壓

由圖4 可以看出，在10～70 eV 范圍內(nèi)，NPEOn的質(zhì)譜響應(yīng)隨毛細(xì)管傳輸電壓的增加而增大，大于70 eV 時(shí)，質(zhì)譜響應(yīng)隨傳輸電壓的增加而減小，因此傳輸電壓選擇70 eV。

圖4 不同傳輸電壓時(shí)NPEOn質(zhì)譜的變化

2.3 色譜圖

混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液經(jīng)色譜柱隨流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器，得到NPEOn色譜圖，結(jié)果如圖5 所示。色譜峰峰型對(duì)稱且較窄，符合色譜分析要求。

圖5 NPEOn色譜圖（n=1～16）

2.4 方法評(píng)價(jià)

2.4.1 線性關(guān)系與檢測(cè)限

分別配制不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，用優(yōu)化的色譜和質(zhì)譜參數(shù)測(cè)定，結(jié)果如圖6 所示。檢出限為0.25 mg/L，線性方程為y=14 687.2x-42 216.5，相關(guān)系數(shù)為0.999 2。

圖6 NPEOn標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.4.2 準(zhǔn)確度和精密度

使用不含有NPEOn的廢水樣品進(jìn)行回收率和精密度實(shí)驗(yàn)，樣液添加低、中、高質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。結(jié)果表明，NPEOn的回收率為90.12%～95.56%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于2.45%。

3 結(jié)論

初步建立了同時(shí)測(cè)定廢水中低聚合度、高聚合度NPEOn的HPLC-MS 檢測(cè)方法，以增強(qiáng)我國(guó)環(huán)保檢測(cè)技術(shù)實(shí)力，推進(jìn)我國(guó)水環(huán)境綠色發(fā)展。