離子色譜紫外檢測法同時測定水中5種氯酚類化合物

張婧婧，張昊，霍宗利

(江蘇省疾病預防控制中心，江蘇 南京 210009))

氯酚類化合物是一種在水體中廣泛存在的有機污染物。它性質穩定、不易降解，很容易通過飲用水在人體內富集。由于它具有較強的致癌性，被我國列入優先控制污染物名單，《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)規定，飲用水中2,4,6-三氯酚和五氯酚的限值分別為0.2和0.009 mg/L[1]。

目前，測定氯酚類化合物的方法主要有高效液相色譜法[2-6]、高效液相色譜-質譜聯用法[7-8]、氣相色譜法[9-12]和氣相色譜-質譜聯用法[13-17]。由于氯酚類化合物極性較強，氣相色譜-質譜聯用法的前處理過程大多采用液液萃取和衍生化法來改善峰形，增加靈敏度，因而操作煩瑣、耗時長，且需要消耗大量有機溶劑。液相色譜-質譜聯用法雖不需要特殊的前處理過程，但是氯酚類化合物在C18柱上不易保留，易受雜質干擾。

考慮到氯酚類化合物的高極性性質，采用離子色譜法對其進行分離，由于此類化合物的電導較低，因此并未采用電導檢測器，而是選用紫外檢測器，以實現對水中5種氯酚類化合物的同時測定。

1 材料與方法

1.1 儀器

ICS-1500離子色譜儀、UltiMate 3000紫外可見檢測器(美國賽默飛世爾科技公司)；AB204S電子分析天平(美國梅特勒托利多公司)；0.45 μm水相針式濾器(美國密理博公司)；戴安IonPac AS7 (4×250 mm)分析柱、戴安IonPac AG7 (4×50 mm)保護柱(美國賽默飛世爾科技公司)。

1.2 試劑

氯酚標準品：2-氯酚(99.9%)、2,4-二氯酚(99.8%)、2,4,6-三氯酚(99.8%)、2,3,4,6-四氯酚(99.8%)、五氯酚(99.9%)，均購自德國 Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。甲醇(HPLC級，德國VWR公司)；硫酸銨(分析純，南京化學試劑一廠)；氨水(優級純，南京化學試劑有限公司)；純凈水(杭州娃哈哈集團有限公司)。

1.3 標準溶液配制

稱取5種氯酚標準品適量，溶于甲醇，配成混合標準貯備溶液，其中2-氯酚的質量濃度為10.0 mg/mL，其余4種氯酚的質量濃度均為1.0 mg/mL，于-4 ℃條件下避光保存。然后再用甲醇逐級稀釋，配置成混合標準使用液，其中2-氯酚的質量濃度為10.0 mg/L，其余4種氯酚的質量濃度為1.0 mg/L。

1.4 樣品前處理

水樣經0.45 μm水相針式濾器過濾。

1.5 色譜條件

分析柱和保護柱的柱溫均為30 ℃，流動相為5%的氨水甲醇-1%的硫酸銨溶液 (V∶V=80∶20)；流速為1.0 mL/ min；進樣量為200 μL；紫外檢測波長為250 nm。

2 結果與討論

2.1 檢測波長的選擇

使用紫外可見分光光度計分別對質量濃度為10 mg/L的5種氯酚標準溶液進行全波長掃描，結果表明，2-氯酚的吸收峰在236和294 nm處，2,4-二氯酚的吸收峰在246 和307 nm處，2,4,6-三氯酚的吸收峰在246 和312 nm處，2,3,4,6-四氯酚的吸收峰在250 和316 nm處，五氯酚的吸收峰在251和322 nm處。這5種氯酚標準溶液在250和 310 nm 處均有較強的吸收峰，故分別使用500 μL質量濃度為1 mg/L的5種氯酚標準溶液，在紫外可見檢測器中對250和310 nm波長附近進行信號掃描。結果表明，5種氯酚標準溶液在250 nm處響應較好且基線平穩，峰形良好，而在310 nm下響應較弱，因此，選擇檢測波長為250 nm。

2.2 色譜條件的選擇

考慮到強堿性溶液不適用于紫外檢測器，因此選擇非強堿性的氨水和硫酸銨溶液進行洗脫。分別考察了3種4%的氨水甲醇-1%的硫酸銨溶液 (V∶V=40∶60，60∶40和80∶20)。實驗發現，隨著氨水甲醇比例的增加，5種氯酚的保留時間隨之縮短，當甲醇為80%時，保留時間在15 min左右最合適。隨后考察了3%，4%和5%的氨水甲醇，發現隨著氨水濃度的增加，5種氯酚的色譜峰分離度更高，峰形更尖銳，響應更強。這是因為隨著氨水濃度的增加，溶液pH值增加，促進了氯酚的電離。繼續考察0.5%，1%和2%的硫酸銨溶液，發現隨著硫酸銨濃度的增加，保留時間、峰形以及響應均無明顯變化。因此選擇5%的氨水甲醇-1%的硫酸銨溶液 (V∶V=80∶20)作為流動相。2-氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、2,3,4,6-四氯酚和五氯酚的酸度系數(pKa)分別為8.52，7.89，6.23，5.22和4.70，隨著它們酸度的增強，在分析柱中的解離也增強，交換也隨之增強，保留時間更長，這5種氯酚的保留時間分別為4.32，5.47，7.50，9.73和13.20 min。

2.3 干擾試驗

考察水中共存離子對目標化合物的影響。實驗結果表明，硝酸鹽和亞硝酸鹽的最大吸收波長為220 nm，在本實驗的檢測波長250 nm條件下，這2種化合物無明顯的紫外吸收，當它們的質量濃度均為10 mg/L時，對實驗不存在干擾；氯化物和硫酸鹽在波長200 nm以上無明顯的紫外吸收，當它們的質量濃度均為100 mg/L時，對實驗不存在干擾。

2.4 標準曲線及方法檢出限

分別吸取5種氯酚標準使用液0.50，1.0，2.0，4.0和8.0 mL，置于50 mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度。配制成2-氯酚質量濃度為0.10，0.20，0.40，0.80，1.60 mg/L，其余4種氯酚質量濃度為0.01，0.02，0.04，0.08，0.16 mg/L的標準系列溶液，進行色譜分析,以被測組分的峰面積對相應的質量濃度做標準曲線。取2-氯酚質量濃度為0.10 mg/L，其余4種氯酚質量濃度為0.01 mg/L的標準點，重復測定8次，按照公式MDL=t(n-1,0.99)×S計算方法檢出限[t(n-1,0.99)取2.998，S為平行測定的標準偏差]。5種氯酚的色譜圖見圖1，線性方程、相關系數及方法檢出限見表1。

注：1—2-氯酚；2—2,4-二氯酚；3—2,4,6-三氯酚；4—2,3,4,6-四氯酚；5—五氯酚。

表1 5種氯酚的線性方程、相關系數及方法檢出限

2.5 準確度和精密度

分別吸取5種氯酚混合標準使用液1.0，2.0和4.0 mL，分別加入50 mL自來水中(未檢測出這5種氯酚)，配制成2-氯酚質量濃度為0.2，0.4，0.8 mg/L，其余4種氯酚質量濃度為0.02，0.04，0.08 μg/L的低、中、高3種加標濃度的樣品。每個加標樣品做6個平行，進行加標回收率和精密度實驗，結果見表2。由表2可見，5種氯酚在3個不同加標量下的回收率為93.2%～100.8%，相對標準偏差(RSD)均<10%。

表2 5種氯酚的準確度和精密度(n=6)

2.6 實際樣品測定

用本方法測定了10份自來水樣品，均未檢出5種氯酚類化合物。在氯酚的模擬消毒生成實驗中，檢測到2,4,6-三氯酚，其余4種均未檢出。

3 結語

建立了同時測定水樣中5種氯酚類化合物的離子色譜-紫外檢測法。方法前處理簡單，無須富集濃縮，過濾后即可直接進樣；檢測時間短(<15 min)；靈敏度高，2-氯酚的檢出限為0.03 mg/L，2,4-二氯酚的檢出限為0.004 mg/L，其余3種氯酚的檢出限為0.003 mg/L；精密度良好(RSD<10%)，準確度較高(回收率>90%)。方法適用于基層檢測機構對生活飲用水的日?？焖贆z測。