熊 力,王金成

(1.大連工業(yè)大學(xué) 基礎(chǔ)教學(xué)部，遼寧 大連 116034；2.中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連 116023)

Cl-PAHs和PAHs均屬親脂類化合物，在水中溶解度非常低，因此測定前常需對樣品進行富集濃縮。目前，環(huán)境水樣中PAHs的檢測方法主要有攪拌棒吸附萃取/高效液相色譜法[6]、固相萃取/高效液相色譜法[7]、分散液液微萃取/高效液相色譜法[8-9]等;Cl-PAHs的檢測方法有固相萃取/高效液相色譜法[10]、固相萃取/氣相色譜-質(zhì)譜法[11-14]、固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜法[15]等。Cl-PAHs作為自來水中可能存在的消毒副產(chǎn)物，正日益引起人們的關(guān)注，但其測定方法存在成本高、前處理繁瑣、需較多的有毒有機溶劑等不足。因此亟待建立一種簡便、快速、成本低廉、環(huán)境友好的檢測自來水中Cl-PAHs的分析方法。

凝固漂浮有機液滴-分散液液微萃取(DLLME-SFO)[16]是對分散液液微萃取(DLLME)方法的改進，該方法采用低毒的十二醇為萃取溶劑，并繼承了DLLME方法操作簡單、快速、費用低廉等優(yōu)點，同時更加環(huán)境友好。基于此，本文建立了凝固漂浮有機液滴-分散液液微萃取結(jié)合高效液相色譜/熒光檢測技術(shù)同時測定自來水中Cl-PAHs和PAHs的方法,所建立的方法簡便、快速、成本低廉、環(huán)境友好，可用于檢測自來水中6種Cl-PAHs和15種PAHs。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1200型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司)，配二極管陣列紫外和熒光檢測器；飛鴿牌TDL-4013離心機(上海安亭科學(xué)儀器廠)；Vortex Genie 2渦旋振蕩器(美國Scientific Industries)；甲醇、乙腈、丙酮(LC-grade，美國Honeywell公司)；

15種多環(huán)芳烴混標(200 μg/mL)及2-氯蒽、9-氯蒽、9,10-二氯蒽、9-氯菲、1-氯芘、6-氯苯并[a]芘(純度大于95%)均購于百靈威試劑有限公司；十二醇(純度99.5%)購于阿拉丁試劑(中國)有限公司；實驗用水為經(jīng)Milli-Q凈化系統(tǒng)制備的去離子水。

1.2 標準工作溶液制備

將6種氯代多環(huán)芳烴和15種多環(huán)芳烴混標用乙腈配制成1 000 μg/L的混標儲備溶液，使用時以去離子水逐級稀釋配成0.006 4、0.032、0.16、0.80、4.00、20 μg/L的系列標準工作液，準確移取5.00 mL，按“1.3”方法處理，用于標準曲線的測定。

1.3 樣品前處理

準確移取5.00 mL水樣于10 mL具塞玻璃離心管中，加入0.3 g NaCl，振蕩使其溶解；將10 μL十二醇溶于500 μL甲醇中，然后用1 mL注射器迅速注入含5 mL水樣的離心管中，渦旋振蕩2 min，再以4 000 r/min離心5 min，使萃取劑在液面上形成漂浮液珠。將離心管置于0 ℃冰水浴中冷卻5 min，萃取劑即凝成固體沾附在管壁上。傾去水溶液，用干凈濾紙吸干管壁上的水分。將十二醇固體移至離心管底部，加入20 μL甲醇復(fù)溶，振蕩均勻，待液相色譜測定。

1.4 色譜條件

色譜條件：色譜柱：SUPELCOSILTMLC-PAH多環(huán)芳烴專用柱(150 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相為乙腈(A)-水(B)，梯度洗脫程序：0～18 min，40%～64%A；18～25 min，64%A；25～35 min，64%～100%A；35～44 min，100%A。流速2 mL/min;進樣量10 μL。6種氯代多環(huán)芳烴和15種多環(huán)芳烴的熒光激發(fā)和發(fā)射波長見表1。

表1 熒光激發(fā)和發(fā)射波長Table 1 Fluorescent excitation wavelength and emission wavelength

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

以5.00 mL 4.00 μg/L的6種Cl-PAHs和15種PAHs的混合標準工作液為供試溶液，以待測物峰面積為萃取效率指標，考查了萃取溶劑的種類和用量、分散溶劑的種類和用量、氯化鈉的量、渦旋振蕩時間等因素對萃取的影響。

2.1.1 萃取劑的選擇與用量凝固漂浮-分散液液微萃取方法中萃取溶劑選擇十分重要，萃取溶劑應(yīng)具有低毒、難溶于水而易溶于分散劑等特性，同時密度應(yīng)比水輕且熔點接近或低于室溫。基于以上考慮，實驗考察了十一醇(熔點19 ℃)、十二醇(熔點24 ℃)的萃取效率。結(jié)果顯示，由于十一醇熔點較低，在實驗過程中凝固的液滴易熔化破碎，不易與水相分離，導(dǎo)致萃取回收率低，而十二醇萃取效率高，因此選擇十二醇為萃取溶劑；實驗進一步考察了十二醇用量(10、20、30、40 μL)對萃取效率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)待測物的萃取效率隨十二醇用量的增加而下降，10 μL時萃取效率最高。這是因為，雖然增大萃取溶劑用量可使更多的目標化合物被萃取出來，但同時降低了目標化合物在有機相中的濃度，進而導(dǎo)致萃取效率下降。因此十二醇用量選為10 μL。

2.1.2 分散劑的選擇與用量在分散液液微萃取中，分散劑的選擇必須考慮其與水相和有機相(萃取溶劑)的互溶性，只有與水相和有機相互溶的溶劑才可將萃取溶劑分散成大量細微的小液滴，從而將目標化合物從水相中高效地萃取出來。實驗考察了甲醇、乙腈及丙酮為分散劑時對萃取效率的影響。結(jié)果顯示，甲醇比乙腈和丙酮表現(xiàn)出更高的萃取效率，因此，選擇甲醇為分散劑。進一步考察了不同體積(300、400、500、600 μL)甲醇對萃取效率的影響，發(fā)現(xiàn)目標化合物的萃取效率隨甲醇體積的增大呈先增加后又降低的趨勢，且在甲醇體積為500 μL時，萃取效率最大。這是因為甲醇體積小于500 μL時，隨著甲醇體積的增加，萃取溶劑與水相的接觸面積增大，萃取效率增加；但當(dāng)甲醇大于 500 μL后，過多的分散劑又增大了目標化合物在水相中的溶解度，反而導(dǎo)致萃取效率下降。因此，實驗選擇甲醇用量為500 μL。

2.1.3 NaCl用量及渦旋振蕩時間鹽的加入可增強水相的離子強度，降低有機化合物在水相中的溶解度，提高其在有機相中的萃取效率。實驗考察了NaCl用量(質(zhì)量分數(shù)為2%、3%、4%、5%、6%)對萃取效率的影響。結(jié)果顯示，目標化合物的萃取效率隨NaCl用量增加而增大，當(dāng)NaCl用量大于5%后，萃取效率變化不大，為盡可能地提高萃取效率，選擇NaCl用量為6%。由于萃取平衡的建立需要一定時間，因此考察了渦旋振蕩時間(1～10 min)對萃取效率的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)渦旋振蕩時間大于2 min后，萃取效率基本達到穩(wěn)定狀態(tài)。這是由于萃取溶劑被分散成了大量細微的小液滴，液滴可與水相充分接觸，從而使目標化合物能夠快速地在兩相中達到平衡，體現(xiàn)了分散液液微萃取快速省時的優(yōu)勢。

圖1 多環(huán)芳烴和氯代多環(huán)芳烴高效液相色譜圖Fig.1 Chromatogram of Cl-PAH and PAHthe number 1-21 were the same as those in Table 1

綜上所述，優(yōu)化后的萃取條件為：以10 μL十二醇為萃取溶劑，500 μL甲醇為分散溶劑，NaCl用量為6%，渦旋振蕩時間2 min。

在優(yōu)化條件下，以乙腈-水為流動相在多環(huán)芳烴專用柱上進行梯度洗脫，15種多環(huán)芳烴和6種氯代多環(huán)芳烴均可達到基線分離，見圖1。

2.2 方法的線性范圍、檢出限及定量限

表2 目標化合物的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量下限Table 2 Linear ranges,regression equations,correlation coefficients(r),LODs and LOQs of target compounds

*A:peak area,C:concentration(μg/L)

2.3 實際樣品測定及方法的回收率與精密度

用建立的凝固漂浮有機液滴-分散液液微萃取高效液相色譜分析方法對實驗室自來水樣進行了測定。結(jié)果顯示，自來水中檢出萘(0.014 μg/L)、苊(0.011 μg/L)、芴(0.010 μg/L)、菲(0.009 μg/L)、芘(0.006 μg/L)和苯并[k]熒蒽(0.004 μg/L) 6種化合物，其余目標化合物未檢出；在自來水中添加高、中、低3個濃度水平的6種Cl-PAHs和15種PAHs混合標準溶液，每個濃度水平平行測定3次，結(jié)果見表3。21種目標化合物的加標回收率為70.6%～98.7%，相對標準偏差(RSD)為2.0%～10%。

表3 實際樣品測定結(jié)果、方法的回收率及精密度(n=3)Table 3 Determination results in real water samples and recoveries and precisions of methods(n=3)

*nd:not detected

3 結(jié) 論

本文建立了凝固漂浮有機液滴-分散液液微萃取/高效液相色譜熒光檢測技術(shù)測定自來水中6種氯代多環(huán)芳烴和15種多環(huán)芳烴的分析方法，21種化合物的回收率為70.6%～98.7%，相對標準偏差為2.0%～10%，檢出限為0.000 7～0.009 μg/L，定量下限為0.002 2～0.028 μg/L。方法簡便、快速、成本低廉且環(huán)境友好，可用于自來水中6種氯代多環(huán)芳烴和15種多環(huán)芳烴的分析檢測。