苯并[a] 芘(Bap) 是一种公认的强致癌物质,主要由煤炭、石油、天然气、木材等不完全燃烧而产生,在土壤、空气、水等多种环境介质中广泛存在。水体中苯并[a] 芘的主要来源包括工业“三废”排放、降水和储水槽及管道涂层淋溶等。人体和动物摄入该物质后,可诱发皮肤、肺和消化道癌症,对健康造成很大威胁[1–2]。我国国标GB 5749–2006[3]规定生活饮用水中苯并[a] 芘限值为0.000 01 mg/L。
目前苯并[a] 芘的检测方法主要有乙酰化滤纸层析荧光分光光度法、薄层色谱法、高效液相色谱荧光检测器法、气相色谱法、气相色谱– 质谱联用等方法[4–13]。国标GB/T 5750–2006[9]推荐使用高效液相色谱荧光检测器测定苯并[a] 芘,其前处理方法低效繁琐,液相色谱检测器要求为荧光检测器,这使生活饮用水中苯并[a] 芘的检测在实际操作和仪器配置方面有一定的局限性。笔者研究了高效液相色谱二极管阵列检测器检测生活饮用水中苯并[a] 芘的方法,对样品前处理方法和色谱分析条件进行了优化,该方法具有准确、快速、简便的优点,拓展了液相色谱检测器的选择范围,满足GB 5749–2006[3]对苯并[a] 芘的检测需求。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
高效液相色谱仪:LC–20AT 型,配备二元泵、脱气机、自动进样器、柱温箱、LC–Solution 色谱工作站、二极管阵列检测器(PDA),日本岛津公司;
旋转蒸发仪:RE52CS 型,上海亚荣生化仪器厂;
溶剂过滤器:T–50.1L 型,天津市津腾实验设备有限公司;
超纯水机:FDY1002–UV 型,青岛富勒姆科技有限公司;
甲醇、环己烷:HPLC 级,美国DIKMA 公司;
无水硫酸钠:优级纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;
苯并[a] 芘标准溶液:20 mg/L,农业部环境保护科研监测所;
实验用水为超纯水。
1.2水样处理
参考文献[9–10]确定水样的前处理方法。取500 mL 均匀水样置于1 000 mL 分液漏斗中,用70mL 正己烷分两次萃取(40 mL 和30 mL),每次振摇5 min,注意放气。静置分层后,弃去水相。合并两次的正己烷萃取液。用真空泵抽滤使正己烷萃取液通过覆盖无水硫酸钠的0.45 μm 有机滤膜,于60~70℃水浴中旋转蒸发至干,冷却后,将残留物溶于甲醇中,定容至1.0 mL,摇匀后过0.45μm 有机滤膜,待测。
1.3色谱条件
色谱柱:C18 反相色谱柱(150 mm×4.6 mm,5 μm,日本岛津公司) ;流动相:甲醇– 水( 体积比为90∶10) ;流量:1.0 mL/min ;检测波长:295nm ;柱温:35℃;进样体积:20 μL。
1.4标准曲线的绘制
准确吸取苯并[a] 芘标准溶液(20 mg/L) 0.5mL 于50 mL 容量瓶中,用甲醇定容,将其作为标准储备溶液(0.2 mg/L)。分别准确吸取不同体积的苯并[a] 芘标准储备溶液,用甲醇配制成质量浓度分别为0,4,7,15,26,50,70,100 ng/mL 的苯并[a]芘标准使用溶液。采用1.3 色谱条件进样分析,以苯并[a] 芘标准使用溶液的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。
2结果与讨论
2.1色谱条件的优化
2.1.1流动相与流量
比较了3 种流动相配比,在甲醇– 水体积比为为90∶10,85∶15,80∶20 条件下,发现在甲醇– 水体积比为90∶10 时苯并[a] 芘和样品中干扰物能达到较好的基线分离( 见图1) ;在0.5~2.0 mL/min范围内调整流量,发现流量为1.0 mL/min 时苯并[a] 芘出峰时间合适,峰形较好( 见图2)。
2.1.2检测波长
在230,254,270,287,295,296 nm 波长条件下检测苯并[a] 芘,发现波长为295 nm 时苯并[a] 芘响应值大,且杂质干扰小。因此实验选择检测波长为295 nm。
2.1.3进样体积
通过不同体积进样量比较,发现进样体积为20 μL 时,检测器对标准曲线最低浓度标准样品(4ng/mL) 苯并[a] 芘有响应,且峰形较好。
综合以上试验结果,确定高效液相色谱二极管阵列检测器检测苯并[a] 芘的最佳色谱条件见1.3,在此条件下苯并[a] 芘标准样品(70 ng/mL) 的色谱图见图2。
2.2标准曲线与检出限
GB 5749–2006[3]规定生活饮用水中苯并[a] 芘限值为0.000 01 mg/L,若取500 mL 水样检测,经萃取浓缩后定容至1.0 mL,浓缩倍数500 倍。为满足检测判定要求,按1.4 绘制标准曲线。苯并[a] 芘质量浓度x 在0~100 ng/mL 范围内,其线性回归方程为f(x)=193.93x+15.56,相关系数r=0.999 97。
将浓度已知的样品测试的信号和空白样品的信号作对比,在信噪比为3∶1 的条件下得出本方法的检出限是6 ng/L。若取500 mL 水样测定,本法最低检测质量为0.08 ng,定量下限为8 ng/L。因此该方法灵敏度高,满足分析要求。
2.3精密度试验
在1.3 色谱条件下,将质量浓度为50 ng/mL的标准样品重复测定9 次,记录标准样品苯并[a]芘的峰面积,计算得苯并[a] 芘峰面积的相对标准偏差为1.06%(结果见表1),表明本方法的精密度良好。
2.4回收试验
取生活饮用水水样6 份,测定水样中苯并[a]芘的含量并进行加标回收试验,结果见表2。
由表2 可知,生活饮用水水样中未检出苯并[a]芘,水样的加标回收率为88.1%~93.4%,说明该方法具有较高的准确度,满足分析检测要求,适合检测生活饮用水中苯并[a] 芘。
3结语
建立了高效液相色谱二极管阵列检测器检测生活饮用水中苯并[a] 芘的测定方法,优化了样品前处理方法和检测条件,拓展了生活饮用水苯并[a] 芘的检测方法。与我国新版国标方法(GB/T5750–2006)[9]推荐使用的高效液相色谱荧光检测器法比较,该法样品预处理简单,分离度高,分析时间短,适用于生活饮用水、地下水和地表水等较清洁水样中苯并[a] 芘的准确定性定量测定。
参 考 文 献
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