液液萃取/固相萃取——气相色谱法测定水中酞酸酯类化合物

李 洁，郭 丽，张 丹

(河南省生态环境监测中心河南省环境监测技术重点实验室，河南 郑州 450000)

酞酸酯(phthalicacidester，PAEs)也称邻苯二甲酸酯，是邻苯二甲酸酐与醇的反应产物[1]。由于PAEs并未聚合到高分子碳链上而是与塑料基质以氢键或

范德华力结合，因此在使用过程中遇水或有机溶剂时极易被释放,造成对环境的污染[2]。同时，它也是一类环境激素类物质，对动物具有雌激素的特征及抗雄激素生物效应，临床上表现为生殖能力下降、生殖器官畸形和发育异常等，严重影响人们的身体健康，美国环境保护署将邻苯二甲酸二甲酯(dimethylphthalate，DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(diethylphthalate，DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate，DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)-phthalate，DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate，DOP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(butylbenzylphthalate，BBP)6种PAEs列入优先污染物监测名单[3-6]。

目前，国内外关于PAEs预富集方法的报道有液-液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、液相微萃取(LPME)等[7-8]。液-液萃取法(LLE)是分析水样中有机污染物的传统前处理方法。它是用有机溶剂从水样中一次或多次萃取PAEs，浓缩、定容、分析。固相萃取法(SPE)是采用高效、高选择性的固定相，利用吸附剂对大体积水样中的有机污染物加以富集，具有溶剂用量少、分析时间少，回收率高、易于自动化等优点，近年来在样品前处理技术中很受重视[9-10]。本研究采用液-液萃取/固相萃取-气相色谱法测定水中6种PAEs化合物，建立了气相色谱测定水和废水中6种PAEs化合物的方法。

1 实验条件

1.1 试剂材料

标准物质：包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)在内的6种混合标准溶液，质量浓度为1000 mg/L。

试剂和材料：甲醇(色谱纯)、丙酮(色谱纯)、二氯甲烷(色谱纯)、正己烷(色谱纯)、C18固相萃取小柱(6 mL,500mg)、PSA固相萃取小柱(6 mL,500mg)、Florisi固相萃取小柱(6 mL,1g)。

1.2 仪器设备

翻转振荡器、固相萃取装置、氮吹仪、安捷伦气相色谱7890A

2 分析方法

色谱柱为HP-5毛细管柱(30m×0.32mm×0.25um)。进样口温度为：250℃，不分流进样，柱流速为：1 mL/min；FID检测器温度为：300℃，氢气流量：30 mL/min，空气流量为：300 mL/min，尾吹气流量：25 mL/min；柱温：80℃保持1min，以10℃/min的速率升至250℃，保持4min。色谱图见图1，目标物在色谱图上的出峰时间见表1。

表1 GC-FID测定酞酸酯类的目标物出峰时间

图1 GC-FID测定酞酸酯类的色谱图

3 结果与讨论

3.1 液液萃取条件的优化

3.1.1 萃取溶剂的选择

选取正己烷、二氯甲烷和环己烷三种溶剂，考察萃取溶剂种类对萃取效率的影响。正己烷对6种酞酸酯类的萃取效率为31%～90%，其中对DMP的萃取效率最低；以环己烷为萃取剂时，无法萃取出DMP及DEP，且对其他四种酞酸酯类的萃取效率均在50%以下；而二氯甲烷对6种酞酸酯类的萃取效率为85%～105%。综合比较三种溶剂对6种酞酸酯类的萃取效率，最终选择二氯甲烷作为萃取溶剂。

3.1.2 萃取溶剂用量

选取5、10和15 mL的二氯甲烷，考察萃取溶剂用量对萃取效率的影响。5 mL二氯甲烷对6种酞酸酯类的萃取效率为93%～105%；10 mL二氯甲烷对6种酞酸酯类的萃取效率为93%～109%；15 mL二氯甲烷对6种酞酸酯类的萃取效率为93%～107%；且用10 mL二氯甲烷进行液液萃取时，每种酞酸酯类的回收率均处于较大值，故确定最佳萃取溶剂用量为10 mL。

3.1.3 酸碱度的影响

将样品的pH值分别调为3、7、10，考察酸碱度对萃取效率的影响。在酸性、中性和碱性条件下，6种酞酸酯类的回收率差别并不太大，但通过综合比较三种条件下的萃取效率，在酸性条件下萃取效率最好。

3.2 固相萃取条件的优化

3.2.1 固相萃取柱的选择

选择C18、Florisi、PSA三种固相萃取玻璃小柱，考察不同固相萃取小柱对目标化合物的萃取效果。C18固相萃取柱对DMP、DEP、DBP、BBP四种化合物的回收率均在90%以上，而对于DEHP、DOP的回收率较低，约为40%。Florisi柱对于前四种目标物的回收率较在70%以上，而对DEHP、DOP的回收率仅在40%以下。PSA固相萃取柱对DBP、BBP、DEHP、DOP四种化合物的回收率在40%以上，而对于DMP、DEP的回收率低于10%。通过综合比较最终选择的固相萃取柱为C18柱。

3.2.2 PH

调节空白水样pH分别为1、2、5、7、9、12，考察不同pH对萃取效率的影响。DMP在酸性和中性条件下回收率在75%以上，但在碱性条件回收率仅有40%，DEP、DBP、BBP三种化合物在酸碱中性条件下都有较好的回收率，均在70%以上。而DEHP、DOP在酸性调价下回收率较高，在90%以上，而在中性和弱碱性条件下的回收率较低，仅有30%～65%，但在强碱性条件下回收率却可以达到100%以上。因此综合各种化合物的最佳萃取pH，最终选择pH=2。

3.2.3 提取剂种类的选择

选取二氯甲烷、二氯甲烷+20%丙酮、正己烷、正己烷+20%丙酮作为提取剂，考察不同提取剂对洗脱效果的影响。使用二氯甲烷作为提取剂时，六种目标化合物的回收率均高于其他三种溶剂，最终确定提取剂为二氯甲烷。

3.2.4 洗脱剂用量的选择

使用0、2、4、6、8、10、12 mL二氯甲烷为洗脱溶剂，考察洗脱溶剂用量对淋洗效果的影响。随着洗脱溶剂用量的增加，样品回收率也随之增加，当洗脱溶剂的用量为4 mL时，DMP、DEP、DBP、BBP四种化合物，已完全洗脱，达到平衡；当洗脱溶剂的用量为6 mL时，化合物DEHP淋洗达到平衡；当洗脱溶剂的用量为8 mL时，化合物DOP基本洗脱完毕。所以最终选择的洗脱剂用量为8 mL。

3.3 空白控制

实验中使用的有机溶剂均为色谱纯，溶剂中无目标化合物检出。实验中使用的玻璃器皿，放入铬酸中浸泡过夜，再用清水和蒸馏水洗净后烘干使用。实验中使用的玻璃固相萃取小柱，活化后用二氯甲烷直接淋洗，淋洗液中无目标化合物检出。实验中使用的无水硫酸钠，经过高温550℃烘4h，置于干燥皿中平衡至室温，储存于玻璃瓶内，用二氯甲烷浸泡过夜，浸泡液浓缩后上机测定无目标化合物检出。

3.4 方法的性能验证

3.4.1 标准曲线

配置浓度分别为0.5 mg/L，1 mg/L，2 mg/L，5 mg/L，10 mg/L，20 mg/L的使用液，每个浓度配置3份，按上述气相色谱条件进样，将三个相同浓度的标样的色谱图峰面积进行平均，得到每种化合物的标准曲线(纵坐标为信号值，横坐标为浓度值)，见表2。

表2 GC-FID测定6种酞酸酯类的标准曲线及相关系数

3.4.2 液液萃取方法的回收率、精密度和检出限

以液液萃取为前处理方法，对加标浓度分别为1μg/L、4μg/L、10μg/L的空白加标样品进行测定，平行测定7次，实验室内空白水样加标相对标准偏差分别为5.82%～13.4%、5.65%～10.3%、5.62%～8.25%，加标回收率分别为80.69%～105.66%、63.14%～98.98%、60.6%～118.4%，检出限范围为0.36～0.46μg/L。

3.4.3 固相萃取方法的回收率、精密度和检出限

以固相萃取为前处理方法，对加标浓度分别为1μg/L、4μg/L、10μg/L的空白加标样品进行测定，平行测定7次，实验室内空白水样加标相对标准偏差分别为6.80%～12.4%、5.97%～11.3%、6.50%～8.54%，加标回收率分别为73.2%～120%、67.9%～119%、66.8%～110.4%，检出限范围为0.20～0.39μg/L。

3.4.4 实际水样

选用某化工厂的实际水样，进行实际水样加标试验，分别以液液萃取和固相萃取作为前处理方法，对加标浓度为1μg/L、4μg/L、10μg/L的实际水样加标样品进行测定，平行测定7次，液液萃取实际样品的加标回收率为62.8%～120%，相对标准偏差为6.00%～13.4%，固相萃取实际样品的加标回收率为66.8%～119%，相对标准偏差为6.10%～11.1%。

4 小结

对液液萃取和固相萃取水中6种酞酸酯类化合物的方法进行了研究，结果表明：使用液液萃取方法对6种酞酸酯类化合物进行萃取时，在酸性条件下，用10 mL二氯甲烷作为萃取剂时，萃取效果较好；使用固相萃取方法对6种酞酸酯类化合物进行萃取时，选用C18玻璃萃取小柱，在pH为2的条件下用8 mL二氯甲烷洗脱，能够得到较好的萃取效果。按照优化后的液液萃取和固相萃取条件，对空白水样加标样品和实际水样加标样品进行测定，高中低浓度的样品加标回收率在60.6%～120%，精密度均在15%以下。说明上述方法可用于测定水和废水中的酞酸酯类物质。