液相色譜法測定蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物研究

薛彥軍，武中平，王 莉，肖蘇熠

（江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇 南京 210007）

0 引言

蚊香是夏季傳統(tǒng)驅(qū)蚊產(chǎn)品，主要品種包括盤式蚊香、電熱蚊香片、電熱蚊香液等［1-2］。常見的盤式蚊香一般由填料、染料、黏合劑、其他添加劑及少量農(nóng)藥組成，采用調(diào)和、捏合、沖壓、干燥、包裝等生產(chǎn)工藝生產(chǎn)制作［3］。盤式蚊香使用簡單，效果直接：將盤式蚊香點燃，讓它在一定的時間里緩慢燃燒，將加入其中的有效成分揮散出來，當空間中有效成分達到一定濃度后，就能對蚊子等有害生物產(chǎn)生刺激、驅(qū)趕、麻痹、擊倒及致死作用。

蚊香在燃燒過程中，填料、黏合劑、染料、其他添加劑及添加的有效成分均可能會轉(zhuǎn)化為有毒有機物（如甲醛、乙醛等羰基化合物及苯系物及多環(huán)芳烴等）［4-10］而存在于蚊香燃燒產(chǎn)物中。研究表明，多環(huán)芳烴、苯系物屬于致癌物質(zhì)，醛酮類化合物是一類具有較強刺激性氣味的物質(zhì)，大多存在“三致（致癌、致畸、致突變）”風(fēng)險，甲醛、乙醛已被列為一類致癌物、二類致癌物［11］。

國內(nèi)已有一些關(guān)于盤式蚊香燃燒產(chǎn)物中有機化合物的研究，包括定性定量檢測及排放規(guī)律等方面，多以盤式蚊香燃燒煙霧為研究對象，而以盤式蚊香燃燒灰燼為對象的研究還較少。周宏倉等［4］利用GCMS方法對蚊香燃燒后的煙氣和灰燼樣品中多環(huán)芳烴（PAHs）的含量進行測定，并對煙氣和灰燼中各PAHs組分及總量間的相關(guān)關(guān)系進行探討。周宏倉等［5］還研究了3種無機鹽添加劑（NaCl，Na2CO3和CaCO3）對蚊香燃燒煙氣和灰燼中多環(huán)芳烴（PAHs）分布規(guī)律的影響。本文用水對盤式蚊香燃燒灰燼中的醛酮化合物進行提取，與2，4-二硝基苯肼（DNPH）溶液發(fā)生衍生化反應(yīng)，用溶劑萃取衍生物后，再用液相色譜儀對其測定，建立了液相色譜測定盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物含量的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器

蚊香燃燒產(chǎn)物收集裝置（該裝置可以通過對進氣、抽氣速度的控制實現(xiàn)對蚊香燃燒時間的控制），自制；Agilent 1260型高效液相色譜儀，具二極管陣列檢測器和全自動進樣器，色譜工作站，安捷倫科技（中國）有限公司；Millipore超純水制備系統(tǒng)，美國Millipore公司；KQ-400ES超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；BS224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.2 試劑

13種醛酮類-DNPH衍生物標準溶液，100 mg/L、DNPH純度≥99%，上海安譜實驗科技股份有限公司提供；乙腈，色譜純；磷酸、磷酸二氫鈉、二氯甲烷、NaCl、無水Na2SO4，分析純；水為滿足GB/T 6682—2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》要求的一級水；盤式蚊香，購于某超市。DNPH溶液（4 g/L）：準確稱取2.0 g DNPH，用乙腈溶解并定容至500 mL，搖勻。緩沖溶液：準確稱取15.6 g磷酸二氫鈉，用水溶解并定容至1.0 L，用磷酸調(diào)節(jié)pH至2.0。

1.3 色譜條件

色譜柱為250 mm×4.6 mm不銹鋼柱（Agilent Eclipse Plus C18，5μm）；流動相為乙腈/水。梯度洗脫，按照HJ 683—2014《環(huán)境空氣醛、酮類化合物的測定高效液相色譜法》規(guī)定：60%質(zhì)量分數(shù)乙腈保持20 min，20～30 min內(nèi)乙腈從質(zhì)量分數(shù)60%線性增至100%，30～32 min內(nèi)乙腈質(zhì)量分數(shù)再減至60%，并保持8 min；流速1.0 mL/min；柱溫25℃；檢測波長360 nm，進樣量5μL。典型的標樣液相色譜，如圖1所示（圖中1為甲醛，2為乙醛，3、4為丙烯醛、丙酮，5為丙醛，6為丁烯醛，7為甲基丙烯醛，8為丁酮，9為正丁醛，10為苯甲醛，11為戊醛，12為間甲基苯甲醛，13為己醛）。

圖1 13種醛酮類-2，4-二硝基苯肼衍生物液相色譜

1.4 測定步驟

1.4.1 標準使用液的配制

準確移取一定體積的醛酮類-2，4-二硝基苯肼衍生物標準溶液（100 mg/L）于容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，混勻，超聲振蕩2 min，冷卻靜置，配成所需濃度的標準使用液。分別移取一定體積的標準使用液于10 mL容量瓶中，用乙腈定容，混勻，配成質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，1.0 mg/L，4.0 mg/L，8.0 mg/L，16.0 mg/L系列標準曲線溶液。

1.4.2 標準曲線的繪制

在1.3色譜條件下，對1.4.1配制的系列標準曲線溶液進樣測定，以色譜響應(yīng)值為縱坐標、濃度為橫坐標，繪制標準曲線。

1.4.3 試樣溶液的制備

將盤式蚊香完全燃燒后剩下的灰燼收集于100 mL容量瓶中，用水定容，超聲提取30 min。吸取50 mL溶液于100 mL具塞錐形瓶中，加入10 mL緩沖溶液，10 mL DNPH溶液，在40℃恒溫水浴中反應(yīng)30 min。將衍生后的溶液全部轉(zhuǎn)移至250 mL分液漏斗中，加入1.5 g NaCl，將25 mL二氯甲烷分兩次加入分液漏斗中進行萃取，合并萃取液。萃取液用無水Na2SO4進行脫水后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干，用乙腈溶解殘余物，并定容至5.0 mL，待測。

1.4.4 測定

在1.3色譜條件下，對處理好的試樣溶液進行測定。將試樣溶液液相色譜圖與標樣溶液液相色譜圖進行對照，通過保留時間定性，外標法定量。

1.4.5 計算

蚊香燃燒灰燼中醛酮化合物的含量，按照式（1）進行計算：

式中：X為醛酮化合物的含量，毫克每單盤；c為從標準曲線上查得醛酮化合物的質(zhì)量濃度，mg/L；V為定容體積，mL；1 000為換算系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標準曲線相關(guān)系數(shù)及檢出限、定量限

對1.4.1配制的系列標準曲線溶液進樣測定，繪制標準曲線，結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，采用HPLC測定時，13種醛酮類-DNPH衍生物在0.1～8.0 mg/L線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 1～0.999 5，能滿足定量分析的要求。根據(jù)HJ 168—2020《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術(shù)導(dǎo)則》空白試驗中未檢出目標物的檢出限測定方法，測定建立方法的檢出限，計算定量限。

表1 13種醛酮類物質(zhì)的線性范圍和檢出限

2.2 萃取溶劑的選擇

本試驗考察了正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷4種萃取溶劑對醛酮類-DNPH衍生物的萃取效果。取一系列100 mL一級水，加入13種醛酮類-DNPH標準使用溶液，使水中待測物質(zhì)量濃度均為1 500μg/L，混勻，加入10 mL緩沖溶液，10 mL DNPH溶液，按照1.4.3處理，分別用25 mL正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷分兩次進行萃取，合并萃取液。再按1.4.3脫水、濃縮、轉(zhuǎn)溶，用1.3所述條件測定，計算萃取效率，結(jié)果如圖2所示。正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷對13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率有比較大的差異，萃取效率范圍（平均萃取效率）分別為：30.5%～79.2%（54.3%），35.3%～82.4%（63.1%），29.1%～90.3%（66.6%），87.9%～98.1%（93.0%），二氯甲烷對13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率在4種實驗溶劑中最高。同時，考慮到在濃縮過程中，萃取溶劑的沸點決定了濃縮的效率，而二氯甲烷沸點低易于濃縮，所以在本試驗中選擇二氯甲烷作為萃取溶劑。

圖2 4種溶劑對13種醛酮類-DNPH衍生物的萃取效率

2.3 實際樣品測定

利用建立的方法對盤式蚊香燃燒灰燼進行了6次平行測定，測定結(jié)果，如表2所示。在盤式蚊香燃燒灰燼中檢出一定量的甲醛、乙醛、丙烯醛，在A進抽氣方式下對盤式蚊香中醛酮類化合物進行了6次測定，測定結(jié)果，如表2所示，6種醛酮類物質(zhì)測定相對標準偏差（RSD）為1.07%～12.07%，方法的精密度符合分析的要求。

表2 某盤式蚊香中醛酮類化合物測定結(jié)果

3 結(jié)語

本試驗建立了液相色譜測定盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮化合物含量的方法。該方法在一定范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 1～0.999 5，檢出限0.28～1.36 mg/L，用于盤式蚊香樣品測定時相關(guān)物質(zhì)的相對標準偏差9.92%～14.97%。該方法可用于盤式蚊香燃燒灰燼中醛酮類化合物的測定。