原位衍生分散液相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定飲用水中的痕量三氯生

原位衍生分散液相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定飲用水中的痕量三氯生

1氯生檢測(cè)方法三氯生，又名二氯二氯二氯二羧二醚，是水中常見(jiàn)的污染物。它不僅是一種常見(jiàn)的抗菌劑，也是個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品（如洗發(fā)劑、肥皂、消毒等）的添加劑。三氯生具有低毒性,因此,在常規(guī)的廢水處理中通常被忽略。然而,有研究表明,在一定條件下,例如出現(xiàn)次氯酸鹽或由于光化反應(yīng),三氯生能夠被轉(zhuǎn)化為毒性很強(qiáng)而且更持久的污染物,如氯酚。因此,檢測(cè)環(huán)境水樣中的三氯生具有重要意義。分散液相微萃取是一種新型的樣品預(yù)處理技術(shù),僅需要約1mL有機(jī)溶劑,環(huán)境友好,成本低廉;其具有省時(shí)、省力以及高效等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、需要大量有毒有機(jī)溶劑等缺點(diǎn),預(yù)處理步驟十分簡(jiǎn)單,特別是樣品的預(yù)處理效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固相微萃取和單滴液相微萃取,已開(kāi)始應(yīng)用于環(huán)境水樣中酞酸酯、有機(jī)磷農(nóng)藥、氯酚、三嗪類除草劑、三鹵甲烷以及多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物的分析,是一種很有前途的技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)利用分散液相微萃取,結(jié)合原位衍生技術(shù)萃取了水中的痕量三氯生,并利用氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè),建立了水中痕量三氯生分析的新方法。對(duì)自來(lái)水和水庫(kù)水樣品的測(cè)定結(jié)果滿意,表明該方法可以應(yīng)用于實(shí)際飲用水樣的測(cè)定。2實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑及標(biāo)準(zhǔn)試劑6890N-5973N氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用儀(Agilent公司);LG10-2.4A型離心機(jī)(北京醫(yī)用離心機(jī)廠)。三氯生標(biāo)樣(99.5%,德國(guó)Augsburg公司);乙酸酐(化學(xué)純)、氯苯(上海試劑一廠);丙酮(萊陽(yáng)市康德化工有限公司)、K2CO3(天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司)以及NaCl(天津市福晨化學(xué)試劑廠)均為分析純;甲醇(天津市四友精細(xì)化學(xué)品有限公司)、乙腈(山東禹王實(shí)業(yè)有限公司)、CS2(天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心)均為色譜純;實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。2.2離子檢測(cè)條件HP-5MS色譜柱,5%苯甲基聚硅氧烷彈性石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mmID×0.25μm)(美國(guó)惠普公司);進(jìn)樣口溫度280℃,初始爐溫100℃,以10℃/min的速率升至270℃;載氣為高純He,流速1.0mL/min;傳輸線溫度280℃;離子源溫度230℃,電子能量70eV;選擇離子檢測(cè)方式(m/z288,332);不分流進(jìn)樣;溶劑延遲時(shí)間10min。2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制準(zhǔn)確稱取適量三氯生于50mL容量瓶中,甲醇定容,配成500mg/L三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液,冰箱中4℃下保存。實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)需要用二次蒸餾水逐級(jí)稀釋成50.0、20.0、10.0、5.0、1.0、0.1、0.05和0.01μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。2.4氯苯萃取劑和乙酸酐的分離純化將5.0mL10μg/L三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液置于5mL帶尖端底部的具塞試管中,然后加入0.5mLK2CO3(5%,m/V)溶液,搖勻。將含有30.0μL氯苯(萃取劑)和50.0μL乙酸酐(衍生劑)的0.5mL丙酮(分散劑)迅速注入上述溶液中,搖勻。氯苯會(huì)在溶液中形成細(xì)小的液滴,致使溶液變混濁。此時(shí),水中的三氯生會(huì)被乙酸酐衍生,并被萃取進(jìn)氯苯小液滴中。然后,將試管放入離心機(jī)中,5000r/min離心2min,氯苯沉積在試管的底部,其體積為(10±0.5)μL。用微量進(jìn)樣器吸取1.0μL沉積相,進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析。3結(jié)果與討論3.1萃取條件優(yōu)化3.1.1沉積相萃取實(shí)驗(yàn)分散液相微萃取作為液液萃取的一種微型化模式,分析組分是在樣品溶液和萃取劑間進(jìn)行分配的,所以,萃取劑的種類將會(huì)對(duì)分散液相微萃取的萃取效率產(chǎn)生十分重要的影響。本實(shí)驗(yàn)考察了兩種密度均大于水而極性不同的有機(jī)溶劑CS2(密度1.2g/mL,沸點(diǎn)46℃,20℃時(shí)在水中的溶解度2.1g/L)和氯苯(密度1.1g/mL,沸點(diǎn)131.6℃,20℃時(shí)在水中的溶解度0.4g/L)作為萃取劑對(duì)三氯生的萃取效率。在其它條件都相同的情況下,將含有30.0μL氯苯、50.0μL乙酸酐的0.5mL丙酮和含有38.0μLCS2、50.0μL乙酸酐的0.5mL丙酮作為萃取體系分別加入到5.0mL三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液中,離心后沉積相體積都為(10±0.5)μL。離心后,分別取1.0μL沉積相,注入氣相色譜/質(zhì)譜分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氯苯對(duì)三氯生的萃取效率要高于CS2。這主要是由于氯苯的極性與三氯生衍生物的極性更為接近,符合相似相溶原理。所以,后面的實(shí)驗(yàn)采用氯苯作為萃取劑。分別以含有不同體積氯苯(30.0、35.0、40.0、45.0和50.0μL)和50.0μL乙酸酐的0.5mL丙酮作為萃取體系。經(jīng)萃取、離心后,沉積相體積分別為10.0、14.5、19.0、23.0和26.5μL。取1.0μL沉積相進(jìn)樣后的分析結(jié)果如圖1所示。結(jié)果說(shuō)明,隨著沉積相體積的增加,三氯生的富集倍數(shù)有所下降。為了得到更高的萃取效率,后面實(shí)驗(yàn)中采用30.0μL氯苯作為萃取劑。3.1.2分散劑用量的影響分散液相微萃取中,分散劑可以使萃取劑分散到樣品溶液中,形成細(xì)小的液滴,提高萃取效率。而且,分散劑在水中的溶解度越大,形成的液滴會(huì)越小,萃取效率也就會(huì)越高。所以,實(shí)驗(yàn)中分散劑不但需要能溶解萃取劑氯苯和衍生試劑乙酸酐,而且需要能夠與水互溶。鑒于以上原因,我們分別選擇了甲醇、乙腈和丙酮作為分散劑,以考察分散劑種類對(duì)萃取效率的影響。將分別含有30.0μL氯苯和50.0μL乙酸酐的0.5mL甲醇、乙腈和丙酮3種萃取體系依次加入到5.0mL三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液中。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)丙酮作分散劑時(shí)萃取效率最高,甲醇和乙腈作分散劑時(shí)萃取效率稍低。因此,后面實(shí)驗(yàn)中選擇丙酮作為分散劑。分別以含有27.5、30.0、34.5、39.5和45.0μL氯苯和50.0μL乙酸酐的0.25、0.5、1.0、1.5和2.0mL丙酮作為分散體系,使沉積相體積保持為(10.0±0.5)μL,以避免丙酮體積變化引起沉積相氯苯體積變化對(duì)萃取效率產(chǎn)生影響,考察丙酮體積對(duì)萃取效率的影響,結(jié)果如圖2所示。丙酮體積由0.25mL增加至0.5mL時(shí)萃取效率稍微有所增加,隨著丙酮體積的繼續(xù)增加,萃取效率逐漸降低。其原因可能是,分散劑體積會(huì)影響萃取時(shí)萃取劑在水溶液中的分散程度,從而影響萃取效率。丙酮體積由0.25mL增加至0.5mL時(shí),萃取劑氯苯已經(jīng)能在水溶液中充分分散。而丙酮體積超過(guò)0.5mL時(shí),萃取效率的下降,則可能是由于丙酮的加入增加了三氯生衍生物在水溶液中的溶解度。所以,分散劑丙酮的最佳體積為0.5mL。3.1.3kco3含量對(duì)萃取效率的影響文獻(xiàn)表明,在利用原位衍生分散液相微萃取預(yù)處理水中的酚類時(shí),標(biāo)準(zhǔn)溶液中K2CO3的含量會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生較大影響。本實(shí)驗(yàn)在保持其它條件不變的情況下,向三氯生溶液中加入不同含量(0～1.0%)的K2CO3。研究結(jié)果如圖3所示。當(dāng)向三氯生水溶液中加入0.5%K2CO3時(shí),萃取效率最高。K2CO3含量對(duì)萃取效率的影響可能是通過(guò)改變?nèi)芤簆H值產(chǎn)生的。后面的實(shí)驗(yàn)中采用加入0.5%K2CO3的三氯生水溶液為研究對(duì)象。3.1.4乙酸酐體積的影響以0.5mL含有30.0μL氯苯和不同體積乙酸酐的丙酮作為萃取體系,考察了乙酸酐體積對(duì)萃取的影響,如圖4所示。乙酸酐體積由10.0μL增加至50.0μL時(shí),萃取效率明顯增加,而體積超過(guò)50.0μL時(shí),萃取效率出現(xiàn)了一定程度的下降。可能是因?yàn)橐宜狒募尤胧谷芤旱膒H值降低,影響了萃取效率。3.1.5原位衍生萃取先將50.0μL乙酸酐加入到5.0mL三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液中,震搖5min,使三氯生提前充分衍生,再加入0.5mL只含有30.0μL氯苯的丙酮,2min后離心;然后將0.5mL同時(shí)含有30.0μL氯苯和50.0μL乙酸酐的丙酮直接加入到5.0mL三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液中,做原位衍生,2min后離心。將提前衍生和原位衍生的分析結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),二者的萃取效率基本相同,這說(shuō)明原位衍生、萃取不會(huì)影響萃取效率。此后的實(shí)驗(yàn)皆采用更加方便的原位衍生的方式。3.1.6萃取時(shí)間的選擇在1～20min的時(shí)間范圍內(nèi),考察了萃取效率隨時(shí)間的變化情況。三氯生衍生物的色譜峰面積均為2.7×106,萃取時(shí)間對(duì)萃取效率無(wú)明顯影響。這說(shuō)明當(dāng)萃取體系被注入到樣品溶液中,形成霧狀細(xì)小液滴時(shí),萃取劑與水相溶液間的接觸面積非常大,因此,乙酸酐對(duì)三氯生的衍生以及氯苯對(duì)三氯生衍生物的萃取在很短的時(shí)間便可以完成。3.1.7離子強(qiáng)度的影響單滴液相微萃取表明,加入NaCl改變離子強(qiáng)度可以影響萃取效果。向三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同量的NaCl,以考察離子強(qiáng)度對(duì)分散液相微萃取的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著NaCl含量的升高,離心之后沉積相的體積不斷增加。當(dāng)NaCl含量為4%時(shí),沉積相體積已增加至13.5μL,這引起了三氯生衍生富集倍數(shù)的下降(見(jiàn)圖5)。后面實(shí)驗(yàn)不加NaCl。3.2方法的線性范圍利用上述所建立的方法,對(duì)5.0μg/L三氯生標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定5次,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0%,重現(xiàn)性好。本方法在三氯生濃度為0.05～50.0μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)性系數(shù)(r)為0.9994。將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋以考察檢出限,以噪音信號(hào)的3倍計(jì),檢出限為0.01μg/L。3.3種新的檢測(cè)方法在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下分別對(duì)實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水和取自濟(jì)南某水庫(kù)的水庫(kù)水進(jìn)行了測(cè)定,自來(lái)水和水庫(kù)水中都未檢出三氯生。加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和圖6。本文利用一種新的樣品預(yù)處理