水中酚类物质的检测

水中酚类物质的检测 摘要：本应用介绍利用Mars-400 Plus便携式气相色谱-质谱联用仪检测水中8种酚类物质的现场解决方案，该方案采用固相微萃取法对样品进行预处理。得益于Mars-400 Plus先进的快速色谱分析技术，本文建立了一种快速监测水质酚类物质的监测方法，该方法在7min内可完成8种酚类物质的分离。 关键词：Mars-400 Plus，固相微萃取(SPME)，水中酚类 Application Note:BXQZ.2014-08 1 简介 酚类化合物具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性, 因此已被列入环境中优先监测的有机污染物。我国水中优先控制污染物黑名单68项中有6项是酚类化合物。测定水中挥发酚的分析方法较多，如42氨基安替比林分光光度法(GB7490-1987)、溴化容量法、气相色谱法、液相色谱法等。 本文采用固相微萃取/气相色谱-质谱法测定水中8种酚类化合物。该法用于环境水样、饮用水中酚类化合物的测定，结果令人满意。 仪器配置 仪器：Mars-400 Plus便携式气相色谱-质谱联用仪 色谱柱：DB-5ms LTM（5 m×0.1 mm ×0.4 μm）色谱柱 测量附件：SPME手柄与萃取纤维（PA，85 μm，24 ga）购自Supecol 其它设备：加热电磁搅拌器、pH计、快速混匀器 试剂：水来自MilliQ系统(Milford，Mass，USA)不含有机挥发物，丙酮、甲醇（HPLC级） 标准品：含8种酚类物质的标准品（溶于甲醇），购自Supelco，样品组分及浓度信息见表4（参考EPA528） 表1 SPME萃取条件 项目 参数 萃取方式 顶空萃取 萃取时间 10 min 萃取温度 50 ℃ 搅拌速度 940 r/min 表2 色谱条件 项目 参数 LTM色谱柱升温程序 50 ℃保持0.5 min，以20 ℃/min的速率升温至100 ℃，然后以30 ℃/min的速率升温至250 ℃，保持0.5 min 进样口温度 220 ℃ 传输线温度 250 ℃ 色谱状态 溶剂延迟：2 min；正向吹扫：8 min 柱流量 0.3 mL/min（恒流模式） 分流比 10:1 表3 质谱条件 项目 参数 质谱扫描范围 45-400 amu 数据采集模式 FullScan 气质接口温度 250 ℃ 离子阱温度 80 ℃ 标准溶液的配制 标准储备液：标准品中各组分浓度不等，其中5种浓度为500 μg/mL（包括苯酚），1种组分浓度为1500 μg/mL，2种组分浓度为2500 μg/mL，为简化表述，以苯酚浓度来代表该标准品浓度。将浓度为500 μg/mL（以苯酚代表）的标准品用甲醇配制成浓度为50 μg/mL的标准储备液，转移到安瓿瓶中储存，备用，溶液需储存在6 ℃以下，但避免结冰。 待测溶液：取10 μL标准储备液，加入到含有20 mL自来水的顶空瓶中，制成浓度为25 ng/L的溶液，将该溶液利用6 mol/L盐酸调节至pH < 2，备用。 表4 8种酚类物质标样 编号 化合物名称 定量离子 浓度（μg/mL） 1 苯酚 94 500 2 2-氯苯酚 128 500 3 2-硝基苯酚 139 500 4 2,4-二甲基苯酚 107 500 5 2,4-二氯苯酚 162 500 6 4-氯-3-甲酚 142 2500 7 2,4,6-三氯苯酚 97 1500 8 五氯苯酚 266 2500 结果/讨论 快速分离效果 由于采取了快速色谱技术，使得Mars-400 Plus的分析时间相仅为常规色谱分析的1/5。图1是总浓度为25 ng/L水中酚类混标溶液用SPME-FGC-MS检测的TIC色谱图，在7 min内，8种目标化合物全部检出，并获得了良好的分离。由于采用了LTM技术，可实现快速加热和冷却，在环境温度25 ℃时，色谱柱从220 ℃冷却到50 ℃时只需要约2 min，进一步缩短了整个分析流程时间。 图1 25 ng/L 11种水中酚类物质的TIC图 定性分析结果 样品定性定量分析参考EPA528和EPA8270方法，定性分析采用相对保留时间和质谱库检索比较两种方式。 通过在NIST库中检索，可以对每个峰进行定性分析，分析结果见表5所示。各个物质都能够被检索出来，与标准谱图库对照见附录，可以对被分析物准确定性。 表5 定性分析结果 序号 名称 定量离子 保留时间（min） 化学分子式 1 苯酚 94 2.092 C6H6O 2 2-氯苯酚 128 2.192 C6H5ClO 3 2-硝基苯酚 139 3.350 C6H5NO3 4 2,4-二甲基苯酚 107 3.405 C8H10O 5 2,4-二氯苯酚 162 3.571 C6H4Cl2O 6 4-氯-3-甲酚 142 4.188 C7H7ClO 7 2,4,6-三氯苯酚 97 4.532 C6H3Cl3O 8 五氯苯酚 266 6.148 C6HCl5O 结论 应用结果表明，手动固相微萃取技术（SPME）与Mars-400 Plus快速色谱-质谱联用仪(FGC-MS)组合使用可以为水中酚类物质的检测提供一种实用的分析方法。该方法具有操作简单，分析速度快，不需要复杂前处理设备等特点，尤其适合于现场应急检测。 参考标准及文献 EPA8270C Semivolatile organic compounds by Gas Chromatography-mass spectrometry (GC-MS)。 EPA528 Determination of phenols in drinking water by solid phase extraction and GC/MS 3