分散液相微萃取－气相色谱－质谱联用法测定水样中的四乙基铅

周 敏，杜晓婷，李 玮，孙 亮

（杭州市质量技术监督检测院，浙江 杭州 310019）

四乙基铅是一种剧烈的神经毒物[1－3]，由于具有较强的挥发性和脂溶性，可通过吸入和皮肤吸收等途径进入人体，对中枢神经和周围神经产生影响，经代谢转变成无机铅后还可进一步对神经系统产生损害作用。四乙基铅作为地表水源地的特定项目之一，在《地表水环境质量标准》（GB/T3838—2002）中规定其标准限制为0.1 μg/L[4]，并推荐采用《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750—2006）中的双硫腙比色法[5]，但该方法需要使用高挥发性的纯溴和剧毒试剂氰化钾，操作繁琐，并且对环境造成严重的污染，方法的检出限为0.1μg/L，无法满足实际检测要求。

分散液相微萃取[6]（dispersive liquid－liquid micro－extraction，DLLME）作为一种新型的样品前处理技术，可一步完成取样、萃取和富集步骤，具有操作简单、快速、成本低、富集效率高且对环境友好等优点，已越来越多的应用于有机分析 领 域[7－9]。Rezaee 等[10]采 用 DLLME－GCFPD法分析了河水、井水和农业用水等水样中13种有机 磷 农 药 的 残 留；Regueiro等[11－14]采 用DLLME－GC/MS法测定了水样中的合成麝香香料化合物、酞酸酯和林丹。

目前，将分散液相微萃取技术应用于水中四乙基铅的测定[15－24]鲜有报道。本研究通过分散液相微萃取与气相色谱－质谱联用，采用选择离子检测方法测定了水中的四乙基铅，简化了分析步骤，获得了较低的检出限。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890N/5975CGC/MS 联用仪：美国Agilent公司产品；HP－5ms石英毛细管色谱柱（60m×0.32mm×1.00μm）；高速离心机（Heal Force）。

四乙基铅标准品（1 000mg/L，溶于丙酮中）：购自美国Supelco公司；二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、丙酮均为色谱纯；实验用水为超纯水。

1.2 实验条件

1.2.1 色谱条件 载气为氦气，恒定柱流量1.5mL/min；程序升温：初始温度60 ℃，以10℃/min升至230℃，保持2min；进样口温度250℃，接口温度280℃；不分流进样。

1.2.2 质谱条件 EI电离方式，电离能70eV，离子源温度230℃，四极杆温度150℃；选择离子检测（SIM）方式，m/z237、266、293、295；溶剂延迟时间10min。

1.3 分散液相微萃取的萃取步骤

向10mL带塞的尖底离心试管中加入5.0 mL样品溶液和0.05g NaCl，溶解后，缓慢加入0.5mL含有12.5μL CCl4的丙酮溶液，摇匀，形成一个水－丙酮－CCl4的乳浊液体系；室温放置3min，以4 000r/min离心5min后，再次加入0.5mL含有12.5μL CCl4的丙酮溶液，重复上述萃取过程。分散在水相中的萃取溶剂CCl4通过离心后沉积到试管底部，其体积为（13.5±0.5）μL，用微量进样器吸取1μL萃取溶剂，直接进样测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱及色谱条件的选择

选择 VF－5（30m×0.25mm×0.25μm）、VF－17（30m×0.25mm×0.25μm）、SPb－50（30m×0.25mm×0.25μm）、HP－5ms（60m×0.32mm×1.00μm）4根不同的石英毛细管柱进行实验，结果表明，四乙基铅在 HP－5ms（60m×0.32mm×1.00μm）柱上的灵敏度和分离效果较好，因此作为实验用色谱柱。经过对色谱参数进行优化，最终选定的色谱条件见1.2.1。

2.2 质谱方法的制定

将四乙基铅标准溶液进行GC/MS全扫描分析，其总离子流图和质谱图分别示于图1和图2。可知，四乙基铅的定量离子为m/z237，定性离子分别为 m/z 237、266、293、295。将4个碎片离子的SIS扫描与全扫描方式相比，信噪比大大提高，杂质干扰大幅度减少，灵敏度也有所增加。为了避免溶剂对灯丝的影响，设定溶剂延迟为10.0min。

图1 四乙基铅的总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of tetraethyl lead

2.3 样品前处理方法的选择与改进

本方法的富集倍数和回收率的计算方法如下：用 CCl4作溶剂配制浓度为 0.10、0.50、1.00、2.00、5.00mg/L四乙基铅标准溶液，以峰面积对浓度做标准曲线，根据测得的有机沉积相

式中，Vsed、Vaq分别表示沉积到试管底部萃取剂的体积和水相的体积；Csed、C0分别表示有机沉积相中分析物的浓度和水溶液中分析物的浓度。

优化萃取效果和富集倍数时，使用4.00 μg/L四乙基铅的标准溶液。中分析物的峰面积求得各物质的浓度。富集倍数为有机相与水相中分析物的浓度之比，实验计算得出本方法的富集倍数为330倍。萃取回收率R按下式计算：

图2 四乙基铅的标准质谱图Fig.2 Mass spectrum of tetraethyl lead

2.3.1 萃取剂的选择 萃取溶剂的选择是影响萃取效率的重要因素之一，考察了CH2Cl2（密度1.33g/mL）、CCl4（密度1.59g/mL）和 CS2（密度1.26g/mL）对水样中四乙基铅的萃取能力，结果表明，CCl4的萃取效率最好。这可能是由于CCl4与四乙基铅在极性、强度和疏水性等方面的性质相似，对四乙基铅的溶解能力大，萃取效率高，因此选择CCl4作为萃取剂。

2.3.2 萃取剂体积的选择 分别以含有不同体积 CCl4（15.0、20.0、22.5、25.0、30.0、35.0 和40.0μL）作为萃取剂，以1.0mL丙酮作为分散剂。经萃取、离心后，沉积相体积分别为5.0、9.0、11.5、13.5、19.5、23.0和29.5μL。取1.0 μL沉积相进样后的分析结果示于图3。结果说明，随着CCl4体积的增加，对四乙基铅的萃取效率增大，当CCl4体积为25.0μL时，萃取效率大于90%，此后的萃取效率都维持在同一水平。但随着沉积相体积的增大，富集倍数会相应的减少，为了得到高的萃取效率和富集倍数，选用25 μL CCl4作为萃取剂。

2.3.3 分散剂的选择 分别选取1mL丙酮、乙腈和甲醇作为分散剂，考察对萃取效率的影响。实验结果表明，甲醇和乙腈作为分散剂时的萃取效率较低，丙酮作为分散剂时的萃取效率最高，且丙酮毒性小、成本低，故选择丙酮作为分散剂。

2.3.4 分散剂体积的选择 分别以含有20.0、22.5、25.0、27.0、29.0和31.0μL四氯化碳的0.5、0.75、1.0、1.5、2.0和2.5mL丙酮作为分散体系，使沉积相体积保持为（13.5±0.5）μL（以避免丙酮的体积变化而引起沉积相体积变化对萃取效率产生影响），考察丙酮体积对萃取效率的影响，示于图4。当丙酮体积为1.0mL时，萃取效率最大，随着丙酮体积的增加，萃取效率逐渐降低。这主要是因为在丙酮体积小的情况下，萃取剂未能均匀的分散在水相中，萃取效率低；丙酮体积较大时，四乙基铅在水中的溶解度加大，不利于四乙基铅的萃取，选择分散剂丙酮的体积为1.0mL。

图3 CCl4体积对萃取效率的影响Fig.3 Effect of volumn of carbon tetrachloride on extraction efficiency

图4 丙酮体积对萃取效率的影响Fig.4 Effect of volumn of acetone on extraction efficiency

2.3.5 萃取时间的选择 萃取时间是指在离心前，分散剂和萃取剂加入后的时间间隔，本研究考察了萃取时间分别为3、5、10、20、30min的萃取效率，结果表明，萃取时间对萃取效率的影响不大，各时间段的萃取效率相差很小，因此选择萃取时间为3min。

2.3.6 盐效应的影响 选择最常用的盐析剂氯化钠，考察盐浓度（0～5%）对四乙基铅萃取效率的影响，结果表明，不加盐时的萃取效率低于加盐时的萃取效率，可能由于氯化钠的加入使得萃取剂在水相中的溶解度降低，有利于萃取剂的沉积。但盐浓度的增加对萃取效率没有明显的影响，反而使沉积相的体积有所增加，降低了富集倍数，因此选择加入1%NaCl。

2.4 方法的富集倍数、线性范围和检出限

本方法的富集倍数为330倍，在四乙基铅浓度为0.40～40.0μg/L范围内线性良好，相关性系数（r）为0.999 3。检出限以3倍噪音信号计，为0.01μg/L。

2.5 精密度和回收率

取5.0mL空白实验用水（不含四乙基铅）若干，分别添加不同体积的四乙基铅标准溶液，使其在水中的质量浓度分别为1.00、2.00和4.00μg/L，按照建立的方法进行处理和测定，考察四乙基铅测定的准确度；每种浓度水平的添加实验平行进行5次，考察方法的精密度，结果列于表1。结果表明：该方法的加标回收率为93.5%～107%，相对标准偏差为 3.2% ～7.3%，具有较好的加标回收率和精密度，完全能满足水样中四乙基铅的测定需求。

表1 不同添加水平下，四乙基铅的加标回收率及精密度（n＝5）Table 1 Recoveries and precisions of tetraethyllead spiked in blank water at different levels（n＝5）

2.6 样品的测定

采用所建方法测定了杭州市3个集中式饮用水源地的水样，结果表明，在水源中四乙基铅的含量都在检出限之下，没有受到四乙基铅的污染，符合《地表水环境质量标准》中对四乙基铅含量的规定。实际应用中，每批样品都进行加标回收率及精密度评价，结果列于表2。结果表明，在日常实际应用中该方法稳定，效果良好。

表2 样品的测定和加标回收实验结果（n＝3）Table 2 The rate of recovery and relative standard deviation of the water sample（n＝3）

3 结论

采用分散液相微萃取－气相色谱－质谱联用法测定水样中的四乙基铅，该方法的检出限为0.01μg/L，线性范围为0.40～40.0μg/L，具有操作简单、快速、准确、环境友好和富集倍数高等优点，适用于地表水中对四乙基铅含量的测定。

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