解決方案丨水質硝基酚類化合物殘留的測定
介紹
硝基酚類化合物是一類重要且常用的化工原料，作為原材料或中間體被廣泛應用于炸藥、醫藥、殺蟲劑、染料、木材防腐劑和橡膠等生產中。伴隨工業生產過程，含有該類化合物的廢水隨之排放至環境中。硝基酚類化合物容易在水體及土壤中殘留累積，難以降解，污染環境，危害人類及動植物健康。從2021年3月1日起，中國環境保護標準《HJ 1150-2020水質 硝基酚類化合物的測定 氣相色譜-質譜法》正式實施，標志著對硝基酚類污染物更嚴格的監測與控制。
本文參考上述標準，采用睿科Fotector Plus全自動固相萃取儀實現對水樣中硝基酚類化合物的快速富集和洗脫，然后用睿科EVA80全自動平行濃縮儀進行濃縮，內標法定量。在10 ug/L的加標水平下，12種硝基酚類化合物的回收率在65%-109%之間，RSD值小于13%。說明本方法可以滿足水質硝基酚類化合物的快速檢測。
儀器和耗材
1 儀器
Fotector Plus高通量全自動固相萃取儀
Auto EVA 80 全自動平行濃縮儀
Agilent 7890A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀
2 耗材
HLB固相萃取柱（RayCure，500 mg/6mL，貨號：RC-204-36477）
3 試劑
甲醇（優級純）
二氯甲烷（優級純）
乙酸乙酯（優級純）
0.02 mol/L稀鹽酸溶液
去離子水
無水硫酸鈉（分析純）
樣品制備
準確量取水樣1 L，用鹽酸溶液pH至1～2，加入50 mL甲醇搖勻，超聲10分鐘，待萃取。
1 富集
依次用8 mL二氯甲烷，10 mL甲醇和10 mL濃度為0.02 mol/L的稀鹽酸溶液對固相萃取柱進行活化，活化速度為5 mL/min。之后讓水樣以5 mL/min的流速通過固相萃取柱富集，上樣完畢后用氮氣以30 psi的壓力將柱子吹干20分鐘。用10 mL乙酸乙酯-二氯甲烷（1+1）混合溶液洗脫固相萃取柱，流速為1 mL/min。收集全部洗脫液于玻璃試管中，具體方法如下圖所示。
2 固相萃取條件
全自動固相萃取儀 Fotector Plus
固相萃取柱 RayCure，HLB，500 mg/6mL
活化 二氯甲烷、甲醇、0.02 mol/L稀鹽酸溶液
洗脫 二氯甲烷-乙酸乙酯（1+1）混合溶液
3 濃縮
將洗脫液用睿科Auto EVA80全自動平行濃縮儀在45 ℃條件下濃縮至約1 mL，加入10 uL內標，渦旋混勻，轉移至進樣小瓶上機分析。
氣質聯用檢測條件
GC-MS檢測條件：進樣口溫度250 ℃，不分流進樣，進樣量1.0 μL；載氣為高純氦氣，恒流模式；電子轟擊電離源（EI），離子源溫度230 ℃，接口（傳輸線）溫度280 ℃，質量分析器溫度150 ℃，溶劑延遲時間11 min。采用SIM模式進行定性分析，選擇離子見表-1。
表-1.目標化合物的定量離子和定性離子
標準溶液總離子流圖（10 ug/mL）
結果與討論
為了驗證該方法的回收率，本實驗向純水樣品(1000 mL)加入硝基酚標準品進行加標回收驗證(n=3)，數據如表-2所示。加標回收率在65%-109%之間，RSD值控制在13%以內。說明該方法能夠很好地運用于水中硝基酚類化合物的檢測。
表-2.純水樣品的加標回收率及RSD值
結論
1. 硝基酚類化合物在水中溶解度低，需要加入一定量的甲醇或丙酮助溶以減少瓶壁黏附；
2. 硝基酚類化合物在接近中性的水中主要呈解離態，要使酚類以非離子形式存在,萃取時須將水樣酸化，使水樣的pH<2；
3. 由于12種硝基酚的極性不同, 有機溶劑對被吸附在固相萃取膜上的硝基酚洗脫能力也不同。標準中只采用二氯甲烷一種溶劑進行洗脫，本方法在此基礎上再加入乙酸乙酯進行洗脫，可以有效提高極性較大的硝基酚回收率。
4. 由于硝基酚類化合物極性較大，在氣相色譜/質譜上的響應不是很靈敏，且分析靈敏度對儀器分析體系受污染狀況較為敏感。因此在上機分析時建議使用不填玻璃棉的襯管，否則2，4-二硝基酚、2，5-二硝基酚和2，6-二硝基酚這三個化合物極有可能不出峰。
5. 實驗過程中上樣流速不宜過快，應控制在5 mL/min以內，流速過快將會導致回收率降低。
6. 在濃縮過程中應控制最后的溶液在0.5-1.0 mL之間，若濃縮至0.5 mL以下將會導致硝基酚化合物損失過大，回收率降低。