硝基苯类有机化合物属于半挥发性有机污染物(Semi-volatile Organic Compounds ,简称SVOC),是一类很好的有机溶剂。但硝基苯类有机化合物有毒,其蒸气能透过皮肤进入机体引起人体中毒,因此是评价地表水和饮用水的重要指标之一[1]。地表水基体成分复杂,污染物的含量极微,通常以μg/L级甚至于ng/L的浓度存在。因此,建立一种有效、可靠、实用的地表水中的硝基苯类有机化合物的分析方法是十分必要的,对地表水和饮用水中SVOCs的防治和控制提供依据具有十分重要的意义。
我国现行的标准在测定硝基苯类有机化合物时,前处理和分析方法各异。在 《地表水环境质量标准》GB3838-2002中使用液液萃取-GC-ECD法,《水质 硝基苯类化合物的测定 气相色谱法》HJ592-2010使用的是液液萃取-GC-FID法,《生活饮用水标准检验方法-有机物指标》GB/T5750.8-2006固相萃取-GC-MS法,在《水质 硝基苯类化合物的测定 气相色谱-质谱法》HJ716-2014中采用的是液液萃取/固相萃取-GC-MS法。因此,针对我国标准的不足,本文建立了地表水中的15种硝基苯类化合物的自动SPE-GC-MSMS法。
1实验部分
1.1仪器与试剂
Varian3800气相色谱仪(Varian公司,美国);Varian320质谱仪(Varian公司,美国); Gilson GX274自动SPE仪(Gilson公司,法国);手动氮吹仪N-EVAP111(Organomation Associates Inc.,美国); C18固相萃取小柱(100mg,6mL,Varian公司,美国)。15种硝基苯类化合物混标,(ULTRA公司,美国)。
1.2 实验方法
1.2.1前处理条件
使用BOND ELUT C18型固相萃取小柱,依次经10mL、流速为6mL•min-1的二氯甲烷、甲醇和去离子水活化后;取1000 mL水样,调节至中性,以5mL•min-1流速通过小柱;用10mL二氯甲烷,以1mL•min-1的流速洗脱小柱2次,合并收集洗脱液。经干燥浓缩后,用二氯甲烷定容至刻度至1 mL,摇匀后,可上机分析 。
1.2.2气相色谱-质谱测定条件
色谱柱DB-35MS(30m×0.25mm×0.25m);预柱(5m×0.25mm);进样口温度:240℃;程序升温:60℃保持1min,以10℃/min升至100℃,保持1min,再以20℃/min升至200℃,保持5min,最后以20℃/min升至300℃,保持1min,总分析时间为22min;载气:氦气,流速:1.0mL/min;进样模式:脉冲不分流进样模式,压力:40psi,持续时间:0.75min。轰击源:EI源;温度:290℃;传输线温度:260℃;四级杆腔体温度:40℃;离子对碰撞时间:0.05s;CID gas:氩气;碰撞压力:2.00mTorr;灯电流:70eV,溶剂延迟:3.0min。
2 结果与讨论
2.1 本实验的精密度、线性范围、准确度和检出限
本实验中,采用0.2μg•L-1、2.0μg•L-1、5.0μg•L-1的加标样品考察精密度和准确度,平行6次测定的峰面积值的RSD分别为1.05%~7.22%、0.58%~5.13%、0.93%~4.35%,均小于5%;加标回收率分别为89.76%~101.25%、93.22%~102.26%、92.58%~99.29%,满足回收率80%~120%的要求。15种硝基苯化合物的线性相关系数和最低检出限(S/N=3)如表1所示,为0.01~0.03μg•L-1。结果表明,各分析物质在1μg•L-1~500μg•L-1线性范围内,相关系数在0.9995~0.9999,线性良好。
2.2 MRM离子对
以硝基苯为例,说明建立分析组分的MRM离子对条件。首先经过全扫描模式测定,选定硝基苯的母离子为123m/z。在一级质谱反应中别对123m/z 进行选择离子监测模式扫描,在二级质谱反应中将碰撞能量设定为20 eV下分别进行50~123 m/z的全扫描分析,确定响应最好的二级碎片离子为65和77m/z。然后在一级四级杆中对123m/z进行扫描,二级四级杆中分别对65和77 m/z进行扫描,碰撞能量设定为5、10、15、20…50 eV进行优化。经过实验,在5 eV的碰撞能量下,离子对123~65m/z的响应最好。同样,在10 eV的碰撞能量下,离子对123~77m/z的响应最好。对比离子对123~65m/z和123~77m/z的相应,确定二级离子77 m/z作为硝基苯的定量离子。