固相萃取-高效液相色谱法测地表水中11种酚类化合物

葛 璇，李海滨，张厚勇

济南市环境监测中心站，山东 济南 250014

固相萃取-高效液相色谱法测地表水中11种酚类化合物

葛 璇，李海滨，张厚勇

济南市环境监测中心站，山东 济南 250014

建立了固相萃取-高效液相色谱法同时测定地表水中11种酚类化合物的方法。水样经过全自动固相萃取仪富集，以HLB柱为萃取柱，乙腈(含1%乙酸)为洗脱剂，用高效液相色谱仪分析定量。该方法在0.5～5.0 mg/L范围内线性良好，相关系数为0.999 6～0.999 9，11种酚类化合物的纯水加标回收率为82.0%～111%，地表水加标回收率为98.5%～116%，精密度为3.58%～4.67%，检出限为1×10-4～5×10-4mg/L，该方法简单实用、准确可靠，可用于地表水中酚类化合物的同时测定。

固相萃取；高效液相色谱法；地表水；酚类化合物

酚类化合物是炼焦、造纸等工业废水的主要污染物质，在生活污水、天然水和饮用水中普遍存在[1]，是造成环境污染的主要原因之一。酚类化合物是第二大环境污染物，几乎对所有生物均有毒杀作用[2]。研究显示，2，4-二氯酚、五氯酚等酚类化合物具有雌激素的特性，在环境中难以降解，易于在生物体内蓄积，即使含量极低也能使生物内分泌失调，具有致癌、致畸、致基因突变的潜在毒性[3]。

USEPA公布的129项优先控制污染物中有11项是酚类化合物(苯酚、2-氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、五氯酚、对硝基酚、邻硝基酚、2，4-二硝基苯酚、2，4-二甲基苯酚、对-氯-间甲苯酚、4，6-二硝基-对-甲苯酚)，中国优先控制污染物黑名单[4]中也有6项酚类化合物(苯酚、间甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚、对硝基酚)，因此，建立水中酚类化合物快速准确的分析方法具有重要现实意义。

目前酚类化合物的分析方法一般有4-氨基安替比林分光光度法[5-7]、气相色谱法[8-9]和液相色谱法[10-11]等。4-氨基安替比林分光光度法溶剂使用量大，蒸馏时间长，富集效果差，易造成二次污染[12]；气相色谱法测定酚类化合物，需要进行多次液-液萃取和衍生化反应，操作过程较为繁琐；而高效液相色谱(HPLC)法适用于检测分子量较大、 沸点高、 热稳定性差的有机物，弥补了气相色谱法的不足[13]，可对酚类化合物进行直接测定，无需进行衍生化反应，且分离度好，灵敏度高，另外，固相萃取法与传统的液-液萃取法相比具有有机溶剂用量少、对环境污染小、不发生乳化现象、自动化程度高、节省人工、萃取效率高等优点，在环境分析中得到了广泛应用[14]。因此，研究选择固相萃取富集，通过高效液相色谱仪对地表水中11种酚类化合物进行分析(苯酚、对硝基苯酚、2-氯苯酚、2，4-二硝基苯酚、邻硝基苯酚、2，4-二甲基苯酚、4-氯-3-甲基苯酚、2，4-二氯苯酚、4，6-二硝基邻甲酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚)，操作过程简便、快捷，实验结果准确、可靠，该方法对水中酚类化合物的检测具有一定的参考价值。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器与配件

LC-20A型高效液相色谱仪(日本)；全自动固相萃取仪；N-EVAP112型氮吹仪(美国)；C18液相色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm，美国)； HLB固相萃取柱(200 mg，6 mL，美国)；C18固相萃取柱(500 mg，6 mL，日本)；活性炭固相萃取柱(500 mg，6 mL，美国)；SAX固相萃取柱(500 mg，6 mL，美国)。

1.1.2 主要试剂

甲醇、乙腈、二氯甲烷、丙酮(农残级，德国)；Millipore超纯水；冰乙酸(优级纯)。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理

采用HLB固相萃取柱，依次用10 mL甲醇、纯水活化。取1L水样，加入乙酸调节pH为1～2，设置固相萃取条件，使水样以10 mL/min速度通过固相萃取柱，之后再用10 mL纯水淋洗柱，淋洗完毕后用氮气吹干，最后用10 mL乙腈(含1%乙酸)洗脱，待测。

1.2.2 液相色谱条件

C18液相色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm，美国)，进样量为10 μL；柱温为38 ℃；流速为1 mL/min；梯度洗脱，洗脱程序见表1。

表1 液相色谱梯度条件

注：“—”表示停止洗脱。

在此液相色谱梯度洗脱条件下，用二极管阵列检测器进行检测，得到11种酚类化合物的保留时间和最佳检测波长，见表2。

表2 酚类化合物的保留时间和检测波长

2 结果与分析

2.1 固相萃取条件优化

以11种酚类化合物的回收率作为最优化固相萃取条件的选择依据，分别研究了固相萃取柱、样品pH、洗脱溶剂、洗脱溶剂体积、氮气浓缩回收率5个实验条件参数。取1L水样，加入乙酸调节pH，分别加入11种酚类化合物的混合标准溶液，使水中11种酚类化合物质量浓度均为10 μg/L。设定不同的固相萃取条件进行萃取。

2.1.1 不同固相萃取柱的优选

分别选择HLB固相萃取小柱、C18柱、活性炭柱、SAX柱，按照相应实验步骤进行前处理，经测定后所得结果见图1。由图1看出，用HLB柱进行固相萃取时得到11种酚类化合物的回收率均较高，且11种酚类的平均回收率最高，因此选择HLB固相萃取柱。

图1 不同固相萃取柱萃取11种酚类化合物的回收率

2.1.2 不同pH的优选

用乙酸分别调节6个平行水样的pH为6～7、5～6、4～5、3～4、2～3、1～2，按照相应实验步骤进行前处理，经测定后所得结果见图2。由图2看出，11种酚类化合物的回收率随着pH的降低而升高，当pH为1～2时达到最大值，因此选择待测样品pH为1～2。

图2 不同pH时萃取11种酚类化合物的回收率

2.1.3 不同洗脱试剂的优选

分别选择二氯甲烷、二氯甲烷-丙酮(体积比为1∶1)、乙腈、乙腈(含1%乙酸)作为固相萃取的洗脱试剂，按照相应实验步骤进行前处理，经测定后所得结果见图3。由图3看出，含1%乙酸的乙腈萃取11种酚类化合物的回收率最好，平均回收率最高。因此，选择乙腈(含1%乙酸)作为最佳洗脱试剂。

图3 不同洗脱试剂萃取11种酚类化合物的回收率

2.1.4 洗脱体积的优化

分别选择2、4、6、8、10 mL乙腈(含1%乙酸)对固相萃取柱进行洗脱，按照相应实验步骤进行前处理，经测定后所得结果见图4。由图4看出，11种酚类化合物的回收率随着洗脱体积的增加而逐渐增大，当达到10 mL后11种酚类化合物的回收率达到最大，且均在85%以上，考虑到节省溶剂，不再采用更多体积的试剂进行洗脱，因此选择优化洗脱体积为10 mL。

图4 不同洗脱体积时11种酚类化合物的回收率

2.1.5 氮吹回收率验证

对11种酚类化合物进行氮吹回收率的实验，结果发现经过氮气浓缩后，11种酚类化合物的回收率为70.8%～73.8%，因此为保证回收率，确定不对固相萃取洗脱液进行氮吹浓缩。

综上，11种酚类化合物的最佳固相萃取条件为水样pH为1～2，采用HLB固相萃取柱，上样速度为10 mL/min，洗脱试剂为乙腈(含1%乙酸)，洗脱体积为10 mL。在此固相萃取条件下，这11种酚类化合物可以获得满意的回收率。

2.2 方法评价

2.2.1 线性方程和检出限

利用优化后的固相萃取条件和仪器分析条件，测定质量浓度为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L的11种酚类化合物的混合标准溶液，建立标准曲线，各目标物的检出限以10倍信噪比计算，所得结果见表3。

表3 11种酚类化合物的标准曲线、相关系数和检出限

2.2.2 回收率和精密度

配制质量浓度为10 μg/L的11种酚类化合物纯水加标平行水样6份，并对地表水进行相同浓度的加标，经过前处理后测定，所得结果见表4，由表4数据可知，11种酚类化合物的纯水加标回收率均为82.0%～111%，地表水加标回收率均为98.5%～116%，相对标准偏差均小于5%，说明11种酚类化合物的加标回收率和精密度较好，该方法准确可靠。

表4 11种酚类化合物的加标回收率及相对标准偏差 %

2.3 实际样品分析

选取济南市鹊山水库水、卧虎山水库水、锦绣川水库水、玉清水库水、黄河水进行11种酚类化合物的残留分析，结果表明这11种酚类化合物的质量浓度均小于检出限，说明在该地区这11种酚类化合物污染水平较低。

3 结论

建立了固相萃取-高效液相色谱法测定地表水中11种酚类化合物的高通量检测方法：样品通过HLB固相萃取柱富集，用10 mL乙腈(含1%乙酸)洗脱，然后用高效液相色谱仪进行定性定量分析。11种酚类化合物的纯水加标回收率为82.0%～111%，地表水加标回收率为98.5%～116%，精密度为3.58%～4.67%，检出限为1×10-4～5×10-4mg/L，线性方程的相关系数均大于0.999 5。采用该方法对济南市的水库水和黄河水进行检测，均未检出11种酚类化合物。

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Determination of Eleven Phenolic Compounds in Surface Water by Solid-Phase Extraction and High Performance Liquid Chromatography

GE Xuan, LI Haibin, ZHANG Houyong

Jinan Environmental Monitoring Centre,Jinan 250014,China

A high performance liquid chromatography (HPLC) method was established for the determination of eleven phenolic compounds in surface water. The sample was enriched with solid-phase extraction column, extracted with acetonitrile (1% acetic acid) and then analyzed by HPLC. Under the optimal conditions，good linearities were obtained in the range of 1×10-4-5×10-4mg/L with correlation coefficients of 0.999 6-0.999 9.The recoveries of eleven phenolic compounds of pure water and surface water were 82.0%-111% and 98.5%-116%.The relative standard deviations ranged from 3.58%to 4.67%.The limits were 1×10-4-5×10-4mg/L. The method was easy and reliable. It can be used to determinate the phenolic compounds in surface water at the same time.

solid-phase extraction；HPLC；surface water；phenolic compounds

2015-03-29;

2015-04-28

葛 璇(1985-)，女，山东兖州人，硕士，工程师。

X832.02

A

1002-6002(2016)02- 0100- 04