高效液相色谱法测定环境空气中醛、酮类化合物的方法验证及分析

陈志强，李洪武，谢丽娜，杨明谏

（1.辽宁省抚顺生态环境监测中心，辽宁 抚顺 113006；2.铁岭师范高等专科学校，辽宁 铁岭 112000）

醛、酮类化合物是环境空气中重要的含氧挥发性有机污染物。环境空气中的醛、酮化合物一类是来源于汽车尾气、化工、木材加工和吸烟等直接产生的原生源，另一类是环境空气中的有机物经光化学反应所产生次生源。醛、酮类化合物大多数具有强刺激性，会对人类的健康造成严重的危害[1-2]。2017年，环保部印发《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》，其中要求对13种醛、酮类化合物进行监测。现行的环境空气中醛、酮类化合物的测定标准是高效液相色谱法（HJ683—2014）[3]。为了保证13种醛、酮类化合物测定结果的稳定性和准确性，本实验室对该方法进行了验证，并对验证结果进行了分析。

1 实验部分

1.1 方法原理

使用2,4-二硝基苯肼（DNPH ）硅胶柱采样管采集一定体积的空气样品，样品中的醛、酮组分在强酸作为催化剂的条件下，与DNPH 反应生成稳定的腙类衍生物，该腙类衍生物经乙腈进行洗脱，经高效液相色谱分离，紫外（360 nm）检测器检测。根据保留时间定性分析，外标法定量分析。

1.2 仪器和试剂

高效液相色谱仪（Aglient 1200 ），色谱柱（C 18柱 4.6 mm×250 mm×5.0 µm）；DNPH 硅胶柱；13种醛、酮类腙衍生物标准溶液（30 µg·mL-1）；乙腈。

1.3 校准曲线的绘制

分别量取5、10、20、50、100 µl 醛、酮类腙衍生物标准溶液于2 mL 样品瓶中，之后分别量取995、990、980、950、900 µl 乙腈于各个样品瓶中，混匀，配制成质量浓度分别为0.15、0.30、0.60、1.50、3.00 µg·mL-1的标准系列。通过自动进样器量取20 µl 标准样品，由低质量浓度至高质量浓度依次注入到高效液相色谱仪中，按仪器参考条件[3]进行测定，得到不同质量浓度醛、酮类腙衍生物的色谱图，记录下保留时间和峰面积。以醛、酮腙类衍生物的质量浓度为横坐标，对应衍生物的峰面积为纵坐标建立校准曲线。13种醛、酮类腙衍生物色谱图见图1[3]。

图1 13种醛、酮类腙衍生物色谱图

2 结果与讨论

2.1 线性范围与相关系数

配制一系列不同质量浓度的混合标准物质进行测定，以各组分的峰面积为纵坐标，质量浓度（mg·L-1，以醛、酮计）为横坐标绘制校准曲线。结果表明，13种醛、酮腙衍生物采用高效液相色谱法分析方法，在0.15～3.00 mg·L-1范围内线性良好，相关系数均在0.999 1～0.999 5之间，可以满足定量分析的要求。

2.2 检出限

按照环境监测分析方法标准制订技术导则[4]的相关规定，由于空白试验中未检出各醛、酮类目标化合物，所以本验证方法配制一定质量浓度的空白加标样品，其中甲醛质量浓度为0.005 mg·L-1，其他醛、酮类化合物为0.010 mg·L-1的空白加标样品（质量浓度以醛酮计），计算各醛、酮类化合物7次测定结果的标准偏差S，此时检出限为S×3.143，测定结果见表1。由表1可以看出，当采样体积为0.05 m3时，测定的醛、酮类化合物的检出限均小于HJ 683—2014 方法规定的检出限，满足该方法的测定要求。

表1 检出限的测定结果

2.3 精密度

按照HJ 683—2014的编制说明，当采样体积按0.05 m3记时，配制质量浓度 0.10、0.60、1.20 mg·L-1的标准样品（质量浓度以醛酮计）进行精密度测定，对上述测定结果剔除离群值后计算平均值、标准偏差，最后得出相对标准偏差，测定结果见表2。本实验室的标准偏差与七家验证单位最大标准偏差相比，本实验室的测定结果基本都小于编制说明中的七家验证单位，只有丁酮的测定结果略高，但也小于5%，所以本实验室的测定结果满足该方法的精密度要求。

2.4 准确度

按照HJ 683—2014的编制说明，当采样体积按0.05 m3记时，于空白采样管中分别加入 0.50、3.00、6.00 µg的醛、酮腙类标准样品（质量浓度以醛酮计），按照样品分析步骤进行测定，计算方法准确度，测定结果见表3。从表3中可以看出，本实验室的加标回收率基本都在七家验证单位的加标回收率之间，即95.0%～100%之间，所以本实验室的测定结果满足该方法的准确度的要求。

表2 精密度的测定结果

续表2。

表3 准确度的测定结果

续表3。

3 方法验证中出现的问题

从图1中可以看出，丙烯醛、丙酮的腙类衍生物使用该方法不能分离，甲基丙烯醛和丁酮的腙类衍生物分离效果也不理想。在该方法的结果计算中，没有扣除空白样品管中醛、酮含量，对于低质量浓度样品而言，有些批次的空白样品管中醛、酮含量对样品的测定结果影响很大。

4 结 论

本实验室对《环境空气中醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法》（HJ 683—2014）中的13种醛、酮类化合物进行了方法验证，测定了该方法的检出限、精密度和准确度。结果表明，本实验室用高效液相色谱法测定环境空气中醛、酮类化合物的各项结果均满足该方法的要求，所以本实验室具备用该方法检测环境空气中醛、酮类化合物的能力。但该方法也存在着一些不足，在今后的的工作中，可以采用不同的洗脱液，优化洗脱液条件，或者采用性能更加优异的色谱柱，使丙烯醛、丙酮的腙类衍生物可以分离，使甲基丙烯醛和丁酮的腙类衍生物完全分离，并且优化结果计算方式，使该方法更加完善。