高效液相色谱法测定土壤中醛、酮类化合物的方法验证

孔凡亭 王坤 赵芳辉 江浩明

摘 要：本研究对《土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法》（HJ 997—2018）中的土壤醛、酮类化合物测定方法进行了验证。结果表明，各项目在0～1.50μg/mL内线性关系良好，相关系数均≥0.999。实验室测定土壤醛、酮类化合物的检出限满足该方法要求;相对偏差为4.9%～16.7%，均小于标准要求的45%;加标回收率在68.4%～85.8%（丙酮为43.2%），满足标准规定的醛类化合物回收率范围45%～120%，丙酮回收率范围40%～100%的要求。结果确认实验室具备开展此方法检测土壤醛、酮类化合物的能力。

关键词：高效液相色谱;土壤醛、酮类化合物;方法验证

中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）28-0133-05

Determination of Aldehydes and Ketones in Soil by High

Performance Liquid Chromatography

KONG Fanting WANG Kun ZHAO Fanghui JIANG Haoming

（Shandong Jiayu Test Technology Co.， Ltd.，Zibo Shandong 255086）

Abstract： This study verified the determination methods of soil aldehydes and ketones in "Soil and Sediment， Determination of Aldehydes and Ketones， High Performance Liquid Chromatography" （HJ 997—2018）. The results showed that the linearity of each item was good in 0～1.50μg/mL， and the correlation coefficient was ≥0.999. The detection limits of soil aldehydes and ketones in the laboratory met the requirements of the method; the relative deviation was 4.9% to 16.7%， which was less than 45% of the standard requirements; the recoveries of the standard addition were 68.4% to 85.8% （43.2% of acetone） The aldehyde compound recovery rate that met the standard range was 45% to 120%， and the acetone recovery rate ranged from 40% to 100%. The results confirmed that the laboratory had the ability to carry out this method to detect soil aldehydes and ketones.

Keywords： high performance liquid chromatography;soil aldehydes and ketones;method validation

醛、酮類化合物是重要的污染物之一。该类化合物大多具有刺激性和毒性，对人的眼睛、鼻子、皮肤、肺和呼吸道有强烈刺激作用，且有致癌、致畸、致突变作用[1，2]。研究表明，高浓度的甲醛环境对老鼠有致癌作用，甲醛容易与细胞亲核物质发生化学反应，导致DNA损伤，甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有损害，长期吸入含甲醛的空气可导致慢性呼吸道疾病。其他的一些醛、酮类化合物，尤其是丙烯醛和丙醛，即使在浓度很低的情况下也可引起眼睛、皮肤和上呼吸道黏膜刺激作用，且丙烯醛是EPA优先控制污染物[3]。目前，土壤中未发现大量产生醛、酮类污染物的天然来源，土壤中的醛、酮类污染物主要是人类生产活动造成的。印染、制药、农药生产和化工等企业大量使用醛、酮类化合物，运输储存过程中泄露的污染物和排放的废水进入土壤，这是醛、酮类化合物重要的污染来源[4]。此外，大气中甲醛、乙醛、丙酮和苯甲醛等化合物时有检出，这些污染物随干、湿沉降进入土壤，也是土壤醛、酮类化合物重要的污染来源[5]。

为了推进《土壤污染防治行动计划》的实施，我国越来越重视土壤环境污染治理。我国于2018年12月26日首次发布了《土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法》（HJ 997—2018）。为提高环境检测能力，扩大业务范围，本实验室将该方法纳入资质认定范围，依据《检验检测机构通用要求》（RB/T 214—2017）和生态环境监测领域补充要求的规定，从检出限、精密度、准确度等三方面对该方法在本实验室的应用进行了方法验证[1]。

1 材料和方法

1.1 原理

土壤和沉积物样品用醋酸-醋酸钠溶液振荡提取，提取液中醛、酮类化合物在一定温度和pH值下与2，4-二硝基苯肼（DNPH）发生衍生化反应，生成稳定的腙类化合物，经萃取浓缩后，用高效液相色谱分离并用紫外检测器检测，根据保留时间定性，采用外标法定量。

1.2 试验仪器与试剂耗材

试验仪器如表1所示，所有仪器性状良好。试剂耗材如表2所示，除表2所列之外，还包括一般实验室常用

仪器和设备，包括60mL具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶，200mL提取瓶，200mL平底烧瓶。

1.3 试验步骤

1.3.1 样品采集和保存。按照《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166—2004）的相关规定进行土壤样品的采集和保存。用铁铲将样品尽快采集至60mL具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶中，并填满。快速清除掉样品瓶螺纹及外表面上黏附的样品，密封样品瓶，避光保存。4℃以下冷藏，5d内完成衍生和萃取，衍生化提取物在7d内分析完毕。

1.3.2 样品的制备。去除土壤样品中的石子、叶片等异物，称取10.0g样品于200mL提取瓶中，同时称取另一份样品用于测定干物质含量。样品经过提取、衍生、萃取和浓缩后进行分析。

1.3.3 标准曲线的配置。分别移取适量的醛酮类-DNPH标准溶液于10mL容量瓶中，用乙腈定容，混匀，配制成浓度为0.03、0.075、0.15 、0.30 、0.75、1.50μg/mL的标准系列。使用自动进样器进样。

1.3.4 仪器分析测试条件。仪器开机调试，仪器参数如表3所示。

2 结果

2.1 线性范围

以色谱响应值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。15种醛、酮类腙衍生物的标准曲线汇总如表4所示。数据表明，各项目的在浓度范围0～1.5μg/mL内线性关系良好，相关系数在0.999 75～0.999 99，均在0.999以上。

2.2 方法检出限、测定下限的测定

按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168—2010）相关规定，空白试验中未检出各目标化合物。本验证方法配置了7份平行空白加标样品，各目标化合物均为100μg/kg，经过固相萃取提取，根据样品的分析步骤进行测定，重复[n]（[n]≥7）次试验，计算7次平行测定的标准偏差，按照式（1）计算方法检出限，汇总结果如表5所示。

[MDL=t（n-1，0.99）×S]                     （1）

式中，[MDL]为方法检出限;[n]为样品的平行测定次数;[t]为自由度为[n]-1、置信度为99%时的[t]分布（单侧）;[S]为[n]次平行测定的标准偏差。

其中，当自由度为6时，置信度为99%的[t]值取3.143。

由表5分析可以得出，测定土壤醛、酮类化合物的检出限均小于或等于《土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法》（HJ 997—2018）方法规定的检出限，满足该方法的测定要求。

2.3 方法精密度和准确度

2.3.1 空白加标样品。实验室对高、中、低三个浓度水平的醛、酮类化合物加标土壤进行了精密度和准确度测试（称取10.0g石英砂代替样品，按照试样制备方法制备空白试样），每个浓度水平配置了6份平行样品（[n]=6），用固相萃取法处理提取液。分别计算不同浓度样品的平均值、最大值、最小值、相对偏差和加标回收率等各项参数，取该组数据中最大值与最小值计算相对偏差，即为该组数据存在的最大相对偏差。按照式（2）计算相对偏差，结果数据汇总如表6所示。

[RD=|A-B||A+B|×100%]                        （2）

式中，[RD]为相对偏差;[A]为同一样品平行測定结果的最大值;[B]为同一样品平行测定结果的最小值。

高效液相色谱法测定土壤中醛、酮类化合物的甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、异戊醛、正戊醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、正己醛、2，5-二甲基苯甲醛的最大相对偏差分别为13.4%、9.6%、14.3%、16.6%、9.2%、15.9%、11.7%、12.2%、16.8%、16.8%、15.9%、17.1%、17.5%、17.6%、17.3%，满足精密度的测定要求。加标回收率范围为41.6%～94.9%，满足标准规定的醛、酮类化合物回收率范围要求。

2.3.2 实际土壤样品。实验室对某地实际土壤样品进行加标，对醛、酮类化合物进行精密度和准确度测试。每份土壤样品均匀分成6份（[n]=6），用固相萃取法处理提取液。结果数据汇总如表7所示。高效液相色谱法测定土壤醛、酮类化合物的最大相对偏差范围为4.9%～16.7%，满足精密度测定结果相对偏差≤45%的要求;加标回收率范围为68.4%～85.8%（丙酮回收率为43.2%），满足标准中醛类化合物回收率应在45%～120%，丙酮回收率应在40%～100%的规定。

3 结论

本实验室对《土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法》（HJ 997—2018）中的15种醛、酮类化合物进行了测定方法验证，测定了方法检出限、精密度、准确度等特征值，并对实际土壤样品进行了精密度和准确度验证。结果表明，本实验室用高效液相色谱法测定的土壤中醛、酮类化合物的各项结果均满足该方法的要求，确认本实验室具备用该方法检测土壤醛、酮类化合物的能力。

参考文献：

[1]Grosjean D，Williams E L，Grosjean E.Atmospheric chemistry of isoprene and of its carbonyl products[J].Environmental Science and Technology，1993（55）：830-840.

[2]Andreini B P，Baroni R，Galimberti E，et al.Aldehydes in the atmospheric environment：evaluation of human exposure in the north-west area of Milan[J].Microchemical Journal，2000（1）：11-19.

[3]National Research Council.Formaldehyde and other aldehydes[M].Washington D.C.：National Academy Press，1981.

[4]李利荣，吴宇峰，张玉惠，等.液相色谱法测定环境中醛酮类化合物定量方法探讨[J].工业水处理，2019（5）：88-91.

[5]李利荣，关玉春，吴宇峰，等.2，4-二硝基苯肼衍生-固相萃取-液相色谱法测定环境固体基质中15种醛酮类羰基化合物的含量[J].理化检验-化学分册，2018（7）：841-846.