SPE-GC/MS法检测水体中五氯酚残留

孙雅峰 潘文碧 井晶 项丽蓉

（温州市工业科学研究院，浙江 温州 325028）

五氯酚及其钠盐具有杀虫、杀菌和除草等作用，曾被广泛用作皮革和木材的防腐剂、农作物的除草剂和杀虫剂。由于五氯酚具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性，已被我国列为水中优先控制的污染物之一。温州市是全国最大的制革基地之一，皮革厂数量众多，由于早期的皮革加工中大量使用五氯酚等高毒性化工原料，工业废水直排入河，造成了温州市局部水体的污染；并且，PCP在自然环境中降解缓慢，会对环境造成长期的影响。因此，有必要对温州市水体中的五氯酚残留现状做一个调查。

分析工作者们对水中PCP的检测已作了很多研究［1-4］。据文献报道，GC和GC/MS已经广泛用于PCP的分析，但是前处理的过程中常需进行多次液液萃取［1，2］，操作较烦琐、费时。本文先用乙酸酐对水样进行衍生，后采用SPE法纯化，GC/MS法检测，建立了一种较便捷快速的PCP测定方法。并将建立的方法应用于温州地区水体中PCP的残留分析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

HP6890/5973 GC/MS气相色谱/质谱联用仪，美国HP公司；HP5MS色谱柱（30mm×25mm，0.25μm），美国安捷伦公司；12管SPE真空固相萃取装置，美国Agilent公司；MTN-2800W型自动快速浓缩仪，天津美特塞恩斯有限公司；AP-01P型真空泵，天津美特塞恩斯有限公司；12管SPE真空固相萃取装置，美国Agilent公司；C18固相萃取柱（6mL，500mg），美国安捷伦公司；Oasis HLB柱（6mL，0.2g），Waters公司；PCP标准品，GSB05-1850-2008，100μg/mL，农业部环境保护科研检测所；二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇为色谱纯；其它试剂均为分析纯；超纯水用Milli-Q系统制取。

1.2 水样的采集

采样时间为2010年6月。采样点包括温州市3个主要水源，A水库、B水库和C水库，每个水库设置l～3个采样点；分别在D河Ⅰ段和Ⅱ段、E河、F江、G江、H湿地分别设置l～3个采样点；饮用自来水样采自温州市鹿城区。水样以干净褐色玻璃瓶采集。

1.3 水样前处理

取水样100mL，经0.45μm滤膜过滤，调pH至中性，加2.0mL乙酸酐，摇床振摇1h衍生；将容量为6mL的C18柱安装到固相萃取装置上，用10mL甲醇和10mL超纯水先后对C18柱进行活化，将水样以2mL/min流速流过上述装置，氮气吹干；控制流速为0.4mL/min，用10mL二氯甲烷进行洗脱，收集洗脱液、氮气吹至少于1mL，用二氯甲烷定容至1mL，待分析。

1.4 检测方法

色谱条件：初始柱温60℃，保持2min，以10℃/min的温度梯度升至250℃，保持5min；进样口温度200℃；电子捕获检测器（ECD）温度320℃；载气为纯度＞99.999％的高纯氦气，流量1.0mL/min，进样量1.0μL。

质谱条件：离子源温度230℃；接口温度270℃；离子能量70eV；溶剂延时5min；扫描范围50～500amu，全扫描，扫描间隔0.2s。

2 结果与讨论

2.1 衍生化的讨论

随着GC/MS的普及，PCP的GC/MS法检测已有较多的报道，文献［3-6］采用不通过衍生化直接进行GC/MS检测，本文对比了PCP直接进样和PCP衍生化后再进样的方法，其色谱图显示未衍生化的情况下PCP峰严重拖尾，影响了定量分析的准确性。这是由于PCP易吸附于毛细管柱的固定相上，在进行GC/MS测定时，易产生拖尾［7］。为了准确定量样品中的PCP，本文使用乙酸酐将水样衍生化后进行分析。

2.2 水样纯化方法的选择

根据GB 8972-1988［1］，水样须经两次液液萃取来达到纯化的目的，范苓等［2］将方法进行简化，只需进行一次萃取，但是这类液液萃取的方法操作费时，并需使用大量溶剂，萃取的过程中有效物质大量流失，作者也对这两种方法进行了实验，当PCP加入量为50μg/L时，两种方法的回收率分别为85.1％和91.6％。固相萃取（SPE）技术具有溶剂使用量少、高效快速、能减少背景干扰、提高回收率的优点。使用本文1.3的方法，利用SPE法纯化水样，PCP的回收率为91.9％，与液液萃取法得到的回收率结果差别不大。但是考虑快速和操作方便的原因，本文选择SPE法来对衍生化后的水样进行纯化。

在固相萃取柱的选择上，我们对比了两种常用的固相萃取住：C18柱和HLB柱（亲水亲脂平衡柱，Hydrophilic-Lipophilic Balance），在相同条件下，使用HLB柱时，PCP回收率仅为56.2％，因此，本实验选择C18柱对样品进行富集。

选择洗脱剂首先应考虑其对固相的适应性和对样品的溶解度，要保证对分析物的完全洗脱。文献中常用的洗脱剂有二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇等［3-6］，本实验将这几种洗脱剂进行比较，回收率结果如表1所示。其中，二氯甲烷对PCP的回收率较高，因此，选择二氯甲烷做为洗脱剂。

表1 洗脱剂的比较

2.3 GC/MS分析条件的确定

五氯酚衍生物五氯苯乙酸酯的总离子流色谱图见图1。质谱图及断裂方式如图2所示，可推断组分碎片离子：五氯苯乙酸酯除了极少量的母离子（m/z 308）之外，其主要碎片离子为m/z 266，m/z 43，这两个离子峰，该离子峰主要来自于COCH3基团断裂后的峰和COCH3离子碎片峰；在实际样品测试时，采用全扫描，根据保留时间和特征离子峰m/z 308，m/z 266，m/z 43进行定性分析。

2.4 方法线性与检出限

分别取一定量100μg/mL标准贮备液，在10mL 0.2mol/L K2CO3介质中用0.5mL乙酸酐衍生化后，加入10mL正己烷萃取衍生化产物五氯苯乙酸酯，最后浓缩定容至1.0mL，得浓度为0.4、2、10、50、100、500、1000、2000、5000、10000μg/L的五氯苯乙酸酯系列标准溶液。将这组溶液分别进样进行GC/MS测定，每个浓度水平的样品平行进3针，根据10个浓度水平绘制标准工作曲线，以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，得线性方程为Y=391794X-15278，相关系数R2=0.9997。表明在0.4～10000μg/L范围内，PCP浓度与色谱峰面积有很好的线性关系。水样100mL时，得PCP检出限为0.003μg/L，定量限为0.010μg/L。说明本方法适用于痕量PCP的定量分析。

2.5 精密度与加标回收试验

向饮用水样中分别加入浓度为5、50、500μg/L的五氯酚标准溶液，分别进行3次加标回收测试，方法的加标回收率为81％～95％，相对标准偏差（RSD）≤3.0％。结果见表2。

表2 五氯酚精密度、加标回收率的测定（n=3）

2.6 实际水样测定

采用上述检测方法对温州10处水体水样进行分析，检出结果见表3。从结果中可以看出，除市区自来水及A、C两水库外，均有检出少量的五氯酚残留，最高残留检出量为0.074μg/L，远低于国家生活饮用水卫生标准GB 5749-2006的限定值0.009mg/L［8］。

五氯酚作为农药曾被广泛应用于温州市的农业生产中，且温州市的皮革厂、造纸及纸制品厂、化学原料及化学制品厂等也曾大量使用PCP，长期的工业废水排放对温州局部水环境也造成了一定程度的污染。当前，PCP的使用与排放虽已受到较严格控制，但是，由于长时间大范围使用，水体中的残留量累增，且五氯酚能在生物体内蓄积，并通过食物链对人体造成危害，因此有必要进一步严格控制温州市水体中的五氯酚污染。

表3 温州市水体中五氯酚残留检测结果

3 结论

本文通过对前人方法的一些改进，确定了水中PCP的测定方法，方法首先使用乙酸酐对水样进行衍生化，再采用SPE-GC/MS联用技术对PCP衍生物五氯苯乙酸酯进行检测，实现了水体中五氯酚的定性定量分析，并得到了较高的回收率。该方法定性定量准确，检测简单快速，能够满足水质监控的需要。

［1］GB 8972-1988.水质—五氯酚的测定—气相色谱法［S］.

［2］范苓，夏豪刚.气相色谱/质谱法测定水中五氯酚［J］.环境监测管理与技术，2001，13（1）：33-34.

［3］任雪冬，吕蓉，刘成雁，等.水中11种酚类化合物的固相萃取/气相色谱-质谱/选择离子法测定［J］.分析测试学报，2008，27（5）：501-504.

［4］马云云，李红莉，时杰，等.C18-固相萃取/气相色谱法检测水中氯酚类［J］.中国环境监测，2009，25（4）：46-48.

［5］M R Lee，Y C Yeh，W S Hsiang，et al.Solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry for determining chlorophenols from landfill leaches and soil［J］.Journal of Chromatography A，1998，806（2）：317-324.

［6］Ribeim A，Neves M H，Almeida M F，et al.Directdeterm -ination of ehlomphenols in landfill leachates by sohd-phase microextraction gaschromatography massspectrometry［J］.Joumal of Chromatogrophy A，2002，975（2）：267-274.

［7］孙磊，蒋新，周健民，等.红壤中痕量五氯酚的气相色谱法测定［J］.分析化学，2003，31（6）：716-719.

［8］GB 5746-2006.生活饮用水卫生标准［S］.