超快速液相色谱荧光可变波长测定纺织废水中酚类污染物

印染助剂TEXTILEAUXILIARIESVol.35No.8Aug.2018第35卷第8期2018年8月李志刚1，吴勇2（1.浙江工业职业技术学院，浙江绍兴312000；2.浙江新建纺织有限公司，浙江绍兴312000）摘要：建立了纺织废水中7种酚类化合物（苯酚、对苯二酚、双酚A、双酚F、双酚B、辛基酚、壬基酚）的固相萃取-超快速液相色谱-荧光检测（SPE-UFLC-FL）方法。样品酸化后经HLB-SPE小柱净化，采用Shim-packXR-ODSⅡ（100mm×2.0mmi.d.,2.2μm）色谱柱，以甲醇-水为流动相进行梯度洗脱，荧光可变波长检测，以保留时间定性，外标法定量。结果表明，7种酚类化合物在0.1~5.0mg/L范围内呈良好的线性关系。取样量为50mL，浓缩定容至0.5mL时，方法的定量检测限为1.0μg/L。平均回收率为93.0%~108.0%，相对标准偏差（RSDs）为1.5%~6.5%。该方法快速、准确、灵敏，可用于纺织废水中酚类污染物的分析测定。关键词：超快速液相色谱；荧光可变波长；纺织废水；酚类污染物中图分类号:TS275；O658文献标识码:C文章编号:1004-0439（2018）08-0061-04Determinationofphenolicpollutantsintextilewastewaterbyultra-fastliquidchromatographycoupledwithfluorescencevariablewavelengthLIZhigang1,WUYong2(1.ZhejiangIndustryPolytechnicCollege,Shaoxing312000,China;2.ZhejiangXinjianTextileCo.,Ltd.,Shaoxing312000,China)Abstract:Thedeterminationmethodof7kindsofphenolicpollutants(phenol,hydroquinone,bisphenolA,bisphenolF,bisphenolB,octylphenol,nonylphenol)intextilewastewaterwasdevelopedbysolidphaseextractionandultra-fastliquidchromatographycoupledwithfluorescencevariablewavelength(SPE-UFLC-FL).Afteracidification,thesamplewaspurifiedonHLB-SPEcartridge.Chromatographicsepara-tionwasonShim-packXR-ODSⅡ(100mm×2.0mmi.d.,2.2μm)column.Theanalysiswasdeterminedbyfluorescencevariablewavelengthingradientelutionwithmethanol/water.Thequalitativeandquantitativeanal-ysiswerebasedontheretentiontimeandexternalstandardmethod.Theresultsshowedthatthe7kindsofphenoliccompoundsshowedagoodlinearrelationshipintherangeof0.1~5.0mg/L.Thelimitofquantifica-tion(LOQ)was1.0μg/Lwhen50mLsampleconcentratedto0.5mL.Theaveragerecoverywasintherangeof93.0%~108.0%,andtherelativestandarddeviationswas1.5%~6.5%.Thismethodwasquick,accurateandsensitive,whichwassuitablefortheanalysisofphenolicpollutantsintextilewastewater.Keywords:ultra-fastliquidchromatography;fluorescencevariablewavelength;textilewastewater;phenolicpollutant酚类化合物的毒性以苯酚为最大，在环境监测中常以苯酚作为挥发性酚的代表揭示其污染程度；对苯二酚具有很大的毒性，可致癌和致诱变；双酚A、双酚B、双酚F、辛基酚和壬基酚均属于环境污染化合物。该类物质会导致有机体后代的内分泌功能发生改变，或使未受损伤的有机体发生逆向，影响健康。超快速液相色谱-荧光可变波长测定纺织废水中酚类污染物收稿日期：2017-09-08作者简介：李志刚（1966-），男，副教授，高级工程师，研究方向：生态纺织品检测。检测标准与印染助剂35卷酚类化合物是精细化工生产中的重要中间体，广泛应用于纺织品、塑料等的抗氧化剂、阻燃剂等。随着纺织废水的大量排放，部分未被去除的酚类物质进入周围水环境，对水生物和人体健康造成潜在危害。建立纺织废水中酚类物质的分析检测方法，是研究其在水环境中暴露水平的基础。目前，酚类化合物的测定方法主要有气相色谱-质谱法［1-3］、高效液相色谱法［4-9］、液相色谱串联质谱法［10-11］、毛细管电泳法-化学发光法［12］等。超快速液相色谱以其分析速度快、分离效果好、灵敏度高、操作简便、易于普及的优势，已广泛用于多组分化合物的定性、定量检测。本实验采用固相萃取富集，超快速液相色谱荧光法同时检测了纺织废水中的7种酚类化合物。1实验1.1仪器与试剂Milli-Q纯水系统（德国Millpore公司），LC-30A型超高效液相色谱仪［岛津企业管理（中国）有限公司，包含SIL-30AC自动进样器、CTO-20AC柱温箱、LC-30AD输液泵、CBM-20A信息传输系统、RF-20A荧光检测器］，12孔固相萃取仪（美国Supelco公司），HGC-24型氮吹仪（天津恒奥科技有限公司），微量移液器（2~1000μL，法国吉尔森公司），氮气发生器（杭州德克尔实验设备有限公司）。苯酚、对苯二酚、双酚A、双酚B、双酚F、辛基酚、壬基酚（质量分数99.0%，德国Dr.EhrenstorferGmBh），甲醇（HPLC级，Merck公司），盐酸（优级纯），实验用水均为超纯水。1.2色谱条件色谱柱：Shim-packXR-ODSⅡ（100mm×2.0mmi.d.，2.2μm）；流速：0.40mL/min；流动相：水（A）/甲醇（B），0~1.00min，40%B，1.00~4.00min，40%~80%B，4.00~7.00min，80%~98%B，7.00~8.00min，98%B，8.01~9.00min，40%B；柱温：30℃；荧光可变波长见表1；外标法定量。1.3标准溶液的配制苯酚、对苯二酚、双酚A、双酚B、双酚F、辛基酚、壬基酚标准储备液（1.0mg/mL）：准确称取各标准品10.0mg于10mL容量瓶中，用少量甲醇溶解后，甲醇定容，保存于4℃冰箱中备用；混合标准溶液（10.0mg/L）：准确吸取各标准储备液1.0mL于100mL容量瓶中，用甲醇定容，备用。分别吸取混合标准溶液（10.0mg/L）0.10、0.25、0.50、1.00、2.00和5.00mL于6个10mL容量瓶中，用起始流动相［V（水）/V（甲醇）=60/40］定容至刻度，配成质量浓度分别为0.10、0.25、0.50、1.00、2.00和5.00mg/L的混合标准系列溶液。1.4样品处理将50mL样品用5%的HCl溶液调节pH为2.0左右，用蠕动泵以3mL/min引入已用5mL甲醇、5mL水活化过的HLB固相萃取柱，过柱后用10mL水淋洗，用6mL甲醇/水（9/1）溶液洗脱，收集洗脱液，用40℃氮吹至近干，用起始流动相［V（水）/V（甲醇）=60/40］溶解并定容至0.5mL，进样，测定。2结果与讨论2.1流动相条件优化利用液相色谱进行多组分分析，在快速分离的基础上，既要保证待测化合物之间有足够的分离度，又要避免样品的基质干扰。酚类化合物的分子结构中均含有羟基，属于极性较强的化合物，降低有机相的比例可以增加化合物的保留时间，在一定比例的等度洗脱条件下，依次考察7个目标物的色谱特性。结果显示对苯二酚的保留最弱，而最强保留为壬基酚。通过反复实验流动相混合比例和梯度变化，选择水/甲醇（60/40）作为起始流动相，最早出峰的对苯二酚保留时间为0.8min，随后逐渐增大甲醇的比例，1.00~4.00min时甲醇比例从40%线性变化到80%，4.00~7.00min时甲醇比例从80%线性变化到98%。在此梯度条件下，所有化合物都得到了较好的分离，且峰形好，在8min之内全部出峰。图1为7种酚类化合物标准色谱图。时间/min0~1.501.51~3.003.01~9.00发射波长/nm226273226激发波长/nm325305305表1荧光可变波长1.002.03.04.05.06.07.08.01234567时间/min1—对苯二酚；2—苯酚；3—双酚F；4—双酚A；5—双酚B；6—辛基酚；7—壬基酚图17种酚类化合物的标准色谱图628期2.2荧光检测条件的选择采用液相色谱荧光检测器的光谱扫描功能分别对对苯二酚、苯酚、双酚F、双酚A、双酚B、辛基酚、壬基酚等7种化合物标准溶液的发射光谱和激发光谱进行扫描。由于各化合物的荧光特性不同，导致它们具有不同的最大激发波长和发射波长（见表2），为了提高化合物的灵敏度，实验采用程序变化波长进行检测。2.3样品的富集与净化由于水样中的酚类化合物量很低，在检测前需要对目标化合物进行富集浓缩，采用固相萃取（SPE）方法实现环境水样中7种酚类化合物的同时分析。实验证明采用HLB小柱（150mg/6mL）蠕动泵上样，经洗脱、浓缩后可以满足分析要求。2.4线性范围与定量检测限将混合标准系列溶液在优化的液相色谱条件下测得的色谱响应峰面积对各标准物的质量浓度进行线性回归，结果见表3。7种标准物在0.1~5.0mg/L范围内均呈良好的线性关系，相关系数均大于0.999，取样量为50mL，浓缩定容至0.5mL时，方法的定量检测限为1.0μg/L。2.5精密度与回收率将6份随机选取的空白样品各100mL分别加入5.0、10.0和40.0μg/L混合标准溶液各两份作为质量控制样品，反复振摇混匀后，按前处理方法进行处理和测定。每个质控样品重复测定6次，计算方法的平均回收率和精密度［以相对标准偏差（RSDs）计］，结果见表4。高、中、低3个水平的各化合物均具有较好的准确度与精密度，所有待测样品的平均回收率为93.0%~108.0%，RSDs为1.5%~6.5%。3结论通过对流动相条件、荧光检测波长等液相色谱条件的优化，以及对样品富集条件的优化，建立了同时测定纺织废水中7种酚类化合物（苯酚、对苯二酚、双酚A、双酚F、双酚B、辛基酚、壬基酚）的固相萃取-超快速液相色谱-荧光检测（SPE-UFLC-FL）方法。该方法简便、快速、干扰少、灵敏度高。化合物双酚A双酚B壬基酚辛基酚双酚F苯酚对苯二酚发射波长/nm226226226225225273226激发波长/nm305305305305306305325表27种酚类化合物的最大发射波长和最大激发波长化合物双酚A双酚B壬基酚辛基酚双酚F苯酚对苯二酚回归方程y=8.13×106C+2.69×103y=1.01×107C+2.11×104y=6.05×106C+1.48×103y=8.06×106C+3.14×104y=7.95×106C+2.47×103y=1.31×107C-2.15×103y=2.19×106C-3.53×104相关系数0.99930.99910.99950.99920.99970.99910.9992线性范围/（mg·L-1