环境水体中邻苯二甲酸二(丁、2-乙基己基)酯的高效液相色谱分析方法研究

刘喜珍

(国家城市供水水质监测网长沙监测站，湖南 长沙 410015)

1 引言

邻苯二甲酸酯是一类广泛使用的塑料增塑剂，由于塑料制品的大量生产和使用，邻苯二甲酸酯已经成为了土壤、气体、水体中的主要污染物[1]。它可在食物链中富集，对动物产生致畸和致癌作用[2，3]。水环境中长期广泛存在邻苯二甲酸酯将对水生生物和人体产生潜在危害，我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)、《地下水环境质量标准》(GB/T 14848-2017)对邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯做了限值规定，同时，这两种物质也被列入“中国环境优先控制污染物黑名单”[4]，因此加强环境水体中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的监测具有重要意义。

水环境中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯浓度低，在样品分析前需要进行富集，目前常用的可控性较好、成本较低的水样前处理方法为液液萃取和固相萃取法[5]，液液萃取需要消耗大量的有机溶剂，对环境不利。而文献报道的气相色谱质谱法[6～9]、高效液相色谱质谱串联法[10～14 ]等仪器价格昂贵，检测成本高，难以广泛推广。本文采用固相萃取对样品进行前处理，洗脱液浓缩后进液相色谱检测，可获得良好的效果。该方法操作简单、分离效果好，选择性强，灵敏度高，适用于对江河水、湖库水、地下水等环境水体中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的监测分析。

2 实验部分

2.1 仪器

Waters 2695型高效液相色谱仪(带2489型双波长紫外检测器)；Aspec XL4型自动固相萃取仪，美国Gilson公司；Milli-Q Gradient A10型超纯水系统，美国Millipore公司；TurboVap Ⅱ型浓缩仪，美国Caliper公司。

2.2 试剂和材料

甲醇、四氢呋喃均为色谱纯，由美国TEDIA公司提供，经0.22 μm滤膜过滤；邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯标准品，由环境保护部标准样品研究所提供；Wondasep C18 500 mg/6mL 固相萃取小柱。

2.3 水样的保存及预处理

水样用2 L棕色磨口玻璃瓶采集，注满于4 ℃下冷藏保存。水样的富集浓缩须在24 h内完成，浓缩液在7 d内进行测定。

取1000 mL水样，加20 mL甲醇摇匀，采用Wondasep C18固相萃取(SPE)小柱进行萃取。萃取步骤如下：首先，分别用5 mL甲醇和5 mL超纯水活化SPE小柱，再以4～5 mL/min的速度上样；然后，用高纯氮气将SPE小柱吹干，接着用5 mL四氢呋喃分两步洗脱，第一步用2 mL四氢呋喃以1 mL/min的速度洗脱，第二步用3 mL四氢呋喃以0.5 mL/min的速度洗脱，洗脱液用浓缩仪浓缩至1 mL供检测用。

2.4 色谱条件

Agilent ZORBAX SB C18色谱柱；流动相：A：甲醇，B：超纯水；梯度洗脱，总流速为1.0 mL/min，先以A∶B为80∶20保持9 min，再改变至A∶B为100∶0，保持6 min；检测波长235 nm；柱温30 ℃；进样量：20 μL。

3 结果与讨论

3.1 色谱条件的选择

3.1.1 测定波长的选择

实验考察了224 nm、235 nm、280 nm波长下邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的紫外吸收强度、基线漂移、杂峰干扰情况。保持两种物质标样浓度不变，甲醇、水体系流动相洗脱条件不变，在波长224～280 nm变化条件下检测，发现235 nm处基线平稳，无杂峰干扰，峰形较好，因此选择235 nm为检测波长。

3.1.2 洗脱条件的选择

当采用流动相V(A)∶V(B)为80∶20，流速为1 mL/min的等度洗脱模式时，邻苯二甲酸二丁酯在10 min左右出峰，而邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯在60 min内都未见出峰，说明此条件的流动相洗脱能力还不够。提高流动相中甲醇比例，采用V(A)∶V(B)为95∶5，流速为1 mL/min的等度洗脱模式时，两种物质保留时间接近，分离度不高。而采用梯度洗脱模式时，见表1，先保持流动相比例V(A)∶V(B)为80∶20一定时间，再提高有机相的比例，效果明显改善，可使两种物质完全分离，且峰形尖锐，无拖尾现象，如图1所示，故本实验采用梯度洗脱模式。

表1 梯度洗脱方式

图1 邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯色谱图

3.2 固相萃取条件的选择

3.2.1 固相萃取小柱的选择

实验中，考察了Wondasep C18及Cleanert PEP两种固相萃取小柱的水样富集效果。在纯水中加入一定浓度的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，固定萃取过程中的活化溶剂和洗脱剂，在相同液相色谱分析条件下，分别测定两种固相萃取小柱对水样中邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率影响。从表2中可看出，Cleanert PEP小柱基本不能富集水中的邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，更换洗脱溶剂以及提高洗脱剂的用量也不能提高该物质的回收率。而Wondasep C18小柱对两种物质均有较好的回收效果，因此本实验选择Wondasep C18小柱作为固相萃取小柱。

表2 不同型号固相萃取小柱对邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的富集效果 %

3.2.2 洗脱溶剂的选择

选择甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷3种有机溶剂作为洗脱溶剂，考察萃取溶剂对萃取回收率的影响。在纯水中加入固定浓度的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，以Wondasep C18小柱作为固相萃取小柱，固定洗脱溶剂的洗脱次数和体积，在相同液相色谱分析条件下，分别测定3种洗脱溶剂的萃取回收率。从表3中可看出，以甲醇为洗脱溶剂时，邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率很低；以四氢呋喃、二氯甲烷为洗脱溶剂时，两种物质的回收率较好。因四氢呋喃与甲醇的互溶性更好，本实验选用四氢呋喃为洗脱溶剂。

表3 不同洗脱溶剂对邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的富集效果

3.3 线性范围和测定下限

本实验采用外标法定量，通过保留时间定性。将邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯标准溶液用甲醇配制成系列复合标准工作溶液，邻苯二甲酸二丁酯的浓度为0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20 mg/L，邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的浓度为0.30、0.60、0.90、1.20、1.50、1.80 mg/L，实验抽取20 μL各浓度复合标准工作溶液在液相色谱仪上进样分析，回归方程及相关系数见表4。依据美国EPA的规定确定检出限，配制相当于检出限浓度1～3倍的标准溶液重复测定7次，计算标准偏差及检出限，再以四倍检出限作为测定下限。计算公式为：MDL(检出限)=3.14×SD(7次测定的标准偏差)，RQL(测定下限)=4×MDL(检出限)。本方法中水样的浓缩倍数为1000倍，故实际水样的测定下限RQL=4×3.14×SD/1000，经实验得两种物质的测定下限见表4。

表4 邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回归方程及测定下限

3.4 回收率和精密度

实验分别选取江河水、湖泊水、地下水进行了实际样品测定和加标回收试验。江河水、湖泊水及地下水均未检出两种目标物；分别于3种水中加入高低两种浓度的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯复合标准溶液，重复测定7次，计算其相对标准偏差及回收率，实验结果见表5。邻苯二甲酸二丁酯的回收率在83.6 %～94.7 %之间，邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的回收率在76.3 %～81.2 %之间，两种物质的相对标准偏差均在0.21 %～2.97 %之间，证明用本方法测定环境水体中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯具有较好的回收率和精密度。

表5 邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯分析方法的回收率、精密度及实际样品测定

4 结论

考察了测定波长、洗脱条件对邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的响应和分离效果的影响，以及固相萃取小柱、洗脱溶剂种类对加标回收率的影响。实验结果表明：采用Wondasep C18固相萃取小柱对环境水体中的邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯进行富集，经四氢呋喃洗脱浓缩后进液相色谱进行检测，可获得良好的效果。该方法操作简单、分离度和灵敏度高、回收率和精密度好，能满足江河水、湖库水、地下水等环境水体的分析要求，为环境水体的长期监测分析提供了简单而可靠的方法依据。