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液液萃取-气相色谱法测定生活饮用水中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯

2022-10-14鱼甜甜薛智凤王高红胡智杰

分析仪器 2022年5期
关键词:气相精密度色谱法

鱼甜甜 杨 春 李 华 薛智凤 尚 卫 王高红 胡智杰 冯 娟

(陕西省地质调查院实验中心,西安 710054)

DEHP是一种致癌、致畸、致突变的环境激素类物质。由于大量生产和广泛应用,在我国生活饮用水中普遍存在,且经常超标[1],对水体造成污染,长期接触饮用,还会造成人体慢性中毒,引起癌症,直接影响人体生殖和中枢神经系统,甚至导致死亡[2]。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定生活饮用水中DEHP限量为0.008 mg/L[3]。

DEHP的检测方法通常有气相色谱法、气相色谱-质谱法和高效液相色谱法。GB/T 5750.8-2006《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》[4]中使用硬质玻璃填充柱,通过气相色谱法检测DEHP,试验过程较为繁琐。孙筱萍等[5]采用液液萃取-气相色谱-质谱联用测定方法,灵敏度较高,检出限较低,有效控制了邻苯二甲酸酯测定中令人困扰的系统空白干扰问题,但气相色谱-质谱联用检测成本较高。陆海云[6]对气相色谱法和液相色谱法测定水中DEHP的方法进行了比较,相关系数和检出限方面,液相色谱法优于气相色谱法,但气相色谱法的重现性优于液相色谱法。陈嘉文等[7]建立了固相萃取-气相色谱法检测水中DEHP的方法,有毒有害溶剂用量少,分析时间短,但其标准曲线相关系数较低,检出限较高,精密度和正确度不够好。因此需要建立一种能够简便准确地测定生活饮用水中DEHP的分析方法[8,9]。

本实验以环己烷作为萃取剂,采用液液萃取气相色谱法对生活饮用水中DEHP进行测定,对色谱条件进行了优化,以HP-5毛细管色谱柱进行分离,氢火焰离子化检测器进行检测,以保留时间定性,外标标准曲线定量(各组分浓度对对应峰面积值)[10]。该方法分析时间短,检出限低(0.2 μg/L),精密度较好(RSD在0.51%~0.85%之间),正确度较好(加标回收率在100.3%~101.5%之间)。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:Agilent7890B型气相色谱仪,具氢火焰离子化检测器、Agilent 7693自动进样器、HP-5毛细管色谱柱(30 m×0.32 mm×0.25 mm)、KD浓缩器、10 μL微量注射器。

试剂:DEHP(Dr.Ehrenstorfer GmbH)、丙酮(外购):分析纯、环己烷(外购):分析纯、无水硫酸钠(外购):优级纯。

1.2 气相色谱条件

柱温60oC,保持1 min,以30oC/min升至210oC,保持2分 钟,以10oC/min升 至250oC,保 持1 min;FID检测器温度:250℃;气化室温度:280℃;载气流量:1 mL/min;氢气流量:30 mL/min;空气流量:100 mL/min;尾吹气20 mL/min;进样方式:不分流进样;进样量:1.0 μL。

1.3 试验方法

水样采集:用2 L磨口玻璃瓶采集水样,采满后密封采样瓶,在一周内尽快萃取。

水样萃取:用量筒取500 mL均匀水样置于1000 mL分液漏斗,加入25 mL环己烷,分两次萃取,充分振摇。静置分层后弃去水相,环己烷萃取液放入锥形瓶中,加入6 g无水硫酸钠脱水干燥。

样品浓缩:将干燥后的萃取液转移到KD浓缩器中,用少量环己烷洗涤锥形瓶和无水硫酸钠层,洗涤液转移到KD浓缩器中。于70oC~75oC水浴中浓缩至1.0 mL。

标准储备溶液:在100 mL容量瓶中,加入0.1 g DEHP,用丙酮稀释至刻度线,配制浓度为1 mg/mL的DEHP标准储备溶液。

标准使用溶液:在100 mL容量瓶中,加入10 mL DEHP标准储备溶液,用丙酮稀释至刻度线,配置浓度为100 μg/mL的DEHP标准使用溶液。

标 准溶液:分 别 量 取0、1、2、4、6、8、10 mL DEHP标准使用溶液至7个100 mL的容量瓶中,用丙酮将其稀释成质量浓度为分别为0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 μg/mL的工作曲线溶液。

1.4 色谱条件优化

GB/T 5750.8-2006《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》[4]中采用硬质玻璃填充柱作为色谱柱,操作步骤繁琐,且未给出详细的色谱柱升温程序。本实验使用HP-5毛细管色谱柱,简化操作步骤并对色谱条件进行优化。按照GB/T 5750.8-2006中推荐的色谱条件进行试验,结果发现DEHP未出峰。参照HJ 834-2017《土壤和沉积物半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》[11]对进样口温度和色谱柱升温程序进行了改善,发现DEHP出峰,程序运行时间较长,共63.3 min,且DEHP出峰位置靠后。进一步对色谱柱升温程序进行优化,试验 结 果 表 明,以60oC保 持1 min,30oC/min升 至210oC,保 持2分 钟,10oC/min升 至250oC,保 持1 min,在13 min内可完成测定过程,大大缩短了程序运行时间,DEHP保留时间为12.531 min,出峰位置较为恰当。色谱柱升温程序见表1,检测条件优化后的谱图见图1。

图1 检测条件优化后的谱图(横坐标为保留时间,纵坐标为电压值)

表1 色谱柱升温程序

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

按1.2色谱条件下对DEHP标准溶液进行分析,根据DEHP的质量浓度和峰面积(或峰高)绘制标准曲线,标准曲线线性相关性良好。DEHP的标准曲线相关系数为0.9995,线性范围为1~10,结果表明符合环境部最新标准GB/T 5750.8-2006标准限值要求(表2)。

表2 标准曲线回归方程、相关系数

2.2 检出限的测定

进一步按照与绘制标准曲线相同的色谱条件和步骤,测定试样浓度,以保留时间定性,对应峰面积值定量。取500 mL去离子水,按方法检出限2~5倍的量加入DEHP标准溶液制备水样,经过前处理后对样品进行不小于7次的平行测定,根据测定结果计算标准偏差,按式(1)计算方法检出限,检出限的4倍值为检出下限,结果见表3。

表3 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的检出限

式中:n为样品测定次数;t为自由度为n-1,置信度为99%时的t分布,7次平行测定时t=3.143;S为7次平行测定时的标准偏差。

取500 mL水样萃取浓缩至1 mL后,进样测试计算得DEHP的检出限为0.0509 μg/mL,本方法最终所得检出限为0.2 μg/L,环境部最新标准GB/T 5750.8-2006标准限值要求为2 μg/L,检测结果表明本方法所得检出限符合环境部最新标准限值要求。

2.3 精密度和正确度

选用西安市区的水源水、出厂水和管网末梢水为样品,对所采的10个点位的生活饮用水,按实验方法进行分析,对DEHP的检测结果均为未检出,对其中一个点位水样进行加标测试,采用高中低3个浓度样品,加标量分别为1 mg、3 mg、5 mg,浓度分别为2.0 mg/L、6.0 mg/L、10.0 mg/L,每个样品平行测定6次,得到精密度和正确度如表4。结果表明,相对标准偏差(RSD)为0.51%~0.85%,精密度较好;加标回收率为100.3%~101.9%,正确度较好。

表4 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的精密度和正确度

3 结语

以环己烷作为萃取剂,采用液液萃取气相色谱法对生活饮用水中DEHP进行测定,对色谱条件进行了优化,以保留时间定性,外标标准曲线定量。该方法分析时间短,检出限低,精密度较好,正确度较好,适用于生活饮用水中DEHP的检测。

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