CN102768245A

CN102768245A - 一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法

Info

Publication number: CN102768245A
Application number: CN2011101202990A
Authority: CN
Inventors: 王良; 马春宏; 姜大雨; 朱红
Original assignee: Jilin Normal University
Current assignee: Jilin Normal University
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-11-07

Abstract

本发明涉及一种氯酚类化合物的测量方法，具体的说是一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，该方法是在被测水样中先加入NaH₂PO₄分相盐、再加入Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节溶液的pH值，然后加入[Bmim]BF₄亲水性离子液体进行萃取分离，离心机分离后取离子液体相，最后通过高效液相色谱法测定氯酚类内分泌干扰物的含量。本发明由于采用离子液体作为萃取剂，以NaH₂PO₄为分相盐，利用离子液体双水相萃取-高效液相色谱(HPLC)法测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物，与高聚物双水相萃取相比，具有分相时间短、萃取过程不易乳化、无毒、无污染等优势。方法准确度高、精密度良好。

Description

一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法

技术领域

本发明涉及一种氯酚类化合物的测量方法，具体的说是一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法。

背景技术

氯酚类内分泌干扰物(Chlorophenols，CPs)是在杀虫剂、防腐剂和除草剂中普遍使用的化工原料，毒性大，难生物降解，可通过食物链在生物体内富集，具有致癌、致畸、致突变的效应，是各国环保部门优先控制的污染物。

目前，氯酚类内分泌干扰物的测定方法主要有高效液相色谱法(HPLC)、紫外分光光度法、气相色谱法(GC)以及气相色谱-质谱联用法等，由于样品基质复杂，测定前常需预分离富集，常用的预处理方法主要有溶剂萃取法、固相萃取法、固相微萃取法、液相微萃取法及液-液微萃取法等，但这些方法均需使用有机溶剂，易引起二次污染。

离子液体双水相萃取(Ionic liquid aqueous two-phaseextraction，ILATPE)是一种样品预分离富集新技术，与传统有机溶剂萃取相比，具有无毒、安全、简便、快速等优点；与高聚物双水相萃取相比，具有溶液酸度范围较宽、不易乳化、界面更清晰、离子液体经简单处理可再利用等优势。自2003年，Rogers等发现离子液体双水相后，该体系已成功萃取分离了睾丸激素和表睾酮、鸦片碱、蛋白质、罗红霉素等物质，利用离子液体双水相体系萃取分离氯酚类内分泌干扰物还未见报道。

发明内容

本发明的目的是要提供一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，该方法无毒、无污染、分相快，在分离过程中无乳化现象，且灵敏度、准确度高。

本发明采用的技术方案是：该测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法是在被测水样中先加入NaH₂PO₄分相盐、再加入Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节溶液的pH值，然后加入[Bmim]BF₄亲水性离子液体进行萃取分离，离心机分离后取离子液体相，最后通过高效液相色谱法测定氯酚类内分泌干扰物的含量。

所述方法的具体步骤是：准确移取8mL被测水样于20mL比色管中，先加入5gNaH₂PO₄，并用Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节试液的pH值为4，再加二次蒸馏水定容至10mL，然后加入2.0mL[Bmim]BF₄，振荡4min，静置10min，用离心机以3000r/min的转速离心5min，待分层清晰后，用吸管吸出离子液体相，直接进样，用高效液相色谱仪测定氯酚类内分泌干扰物的含量。

所述的被测水样是指湖水、自来水或工业废水。

所述高效液相色谱法的色谱条件是：采用Kromasil100C₁₈色谱柱150mm×4.6mm×5μm，流动相为乙腈-水(60∶40，V/V)溶液，流量为1.0mL/min，柱温为30℃，柱压为4.9～5.2MPa，2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP的检测波长分别为275、285和296nm，进样量10μL。

其原理如下：

在[Bmim]BF₄溶液中加入NaH₂PO₄，由于H₂PO₄ ^-与水缔合能力强于BF₄ ^-，大量水分子与H₂PO₄ ^-相结合，使[Bmim]BF₄逐渐析出水相，与水分离，形成双水相体系，同时，加入NaH₂PO₄电解质，溶液中水分子的活度降低，使水分子与4-DCP，2，6-DCP和4-CP形成氢键的能力降低，疏水性增强，易于萃取至离子液体相，在萃取过程中离子液体只是溶剂，与4-DCP，2，6-DCP和4-CP不发生反应。

本发明的优点与效果：

本发明由于采用离子液体作为萃取剂，以NaH₂PO₄为分相盐，利用离子液体双水相萃取-高效液相色谱(HPLC)法测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物，与高聚物双水相萃取相比，具有分相时间短、萃取过程不易乳化、无毒、无污染等优势。方法准确度高、精密度良好。

附图说明

图1为本发明方法中加入NaH₂PO₄浓度对萃取率的影响曲线图。

图2为本发明方法中溶液的pH值对萃取率的影响曲线图。其中：■2，4-DCP；●2，6-DCP；▲4-CP

图3为本发明方法中2，4-DCP，2，6-DCP，4-CP标准溶液(10μg/L)和空白样品色谱图，其中：a.标准溶液；b.空白样品。

图4为本发明方法中萃取前2，4-DCP，[Bmim]BF₄和萃取后[Bmim]BF₄相的红外光谱图，其中：1.2，4-DCP 2.[Bmim]BF₄ 3.萃取后[Bmim]BF₄相。

图5为本发明方法中萃取前2，6-DCP，[Bmim]BF₄和萃取后[Bmim]BF₄相的红外光谱图，其中：1.2，6-DCP 2.[Bmim]BF₄ 3.萃取后[Bmim]BF₄相。

图6为本发明方法中萃取前4-CP，[Bmim]BF₄和萃取后[Bmim]BF₄相的红外光谱图，其中：1.4-CP 2.[Bmim]BF₄ 3.萃取后[Bmim]BF₄相。

具体实施方式

步骤1：准确移取8mL水样(可能含有4-DCP、2，6-DCP或/和4-CP的自来水、湖水或工业废水)于20mL比色管中；

步骤2：加入5gNaH₂PO₄，并用Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节试液的pH值为4，加二次蒸馏水定容至10mL，加入[Bmim]BF₄2.0mL，萃取振荡4min；

步骤3：静置10min，以3000r/min离心5min，待分层清晰后，吸出离子液体相，自动进样10μL，用高效液相色谱法进行测定氯酚类内分泌干扰物的含量。

所述高效液相色谱法的色谱条件：

采用Kromasil100C₁₈色谱柱(150mm×4.6mm×μm)，流动相为乙腈-水(60∶40，V/V)溶液，流量为1.0mL/min，柱温为30℃，柱压为4.9～5.2MPa，2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP的检测波长分别为275、285和296nm，进样量10μL。

离子液体双水相萃取测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物，首先需要用标准溶液优化萃取条件，如：NaH₂PO₄的浓度、溶液的pH值、萃取时间及离子液体加入量等。确定最优化方案后，被测水样按最优化方案测定。

最优化方案确定方法如下：

①NaH₂PO₄浓度对萃取率的影响

准确移取8mL标准溶液于20mL比色管中，只改变步骤2中NaH₂PO₄的加入量，其它均按步骤2、3实验，考察NaH₂PO₄的质量对氯酚萃取率的影响，由附图1所示：随着加入的盐析剂NaH₂PO₄量增大，3种氯酚的萃取率逐渐增大，当加入NaH₂PO₄的质量为5g时(此时溶液浓度为0.5g/mL)，2，4-DCP和2，6-DCP的萃取率达到最大；当加入NaH₂PO₄的质量为5.5g时(此时溶液浓度为0.55g/mL)，4-CP的萃取率达到最大。综合考虑，本方法优选在溶液中加入5g NaH₂PO₄(此时溶液浓度为0.5g/mL)。

②溶液的pH值对萃取率的影响

氯酚是一种弱酸，在碱性条件下，羟基氧上的电子云向苯环移动，使O-H间的结合力减弱，易电离出H⁺而显酸性，同时电离后生成的苯氧离子亲水性强，易溶于水，不利于萃取，而在酸性条件下可抑制氯酚的电离，使氯酚以中性分子的形式存在，疏水性强，有利于萃取分离。

准确移取8mL标准溶液于20mL比色管中，只改变步骤2中Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液的pH值，其它均按步骤2、3实验，考察溶液的pH值在1.5～9.0范围内变化时对3种氯酚萃取率的影响。由附图2所示：随着pH值增大，3种氯酚的萃取率逐渐增大，达到最大值后又逐渐降低。当pH＝4.00时，2，4-DCP和2，6-DCP的萃取率达到最大值；当pH＝4.50时，对4-CP萃取率达到最大值。因而，本方法优选pH＝4作为萃取3种氯酚的pH值。

③萃取时间对萃取率的影响

准确移取8mL标准溶液于20mL比色管中，只改变步骤2中的萃取时间，其它均按步骤2、3实验，考察萃取时间对3种氯酚萃取率的影响。研究结果表明：当萃取时间为4min时，萃取基本达到平衡，若继续增加萃取时间，萃取效率增加不明显，故本方法优选萃取时间选择为4min。

④离子液体加入量对萃取率的影响

准确移取8mL标准溶液于20mL比色管中，只改变步骤2中加入离子液体的体积，其它均按步骤2、3实验，考察离子液体的体积对3种氯酚萃取率的影响。研究结果表明当[Bmim]BF₄加入量为1mL时，分相后，[Bmim]BF₄相体积太少，难于分离；当加2mL[Bmim]BF₄时，分相明显，且3种氯酚的一次萃取率均大于96％；[Bmim]BF₄加入量超过2mL时，萃取率增大不明显，故本方法优选[Bmim]BF₄加入量为2mL。

⑤色谱分析

取8mL浓度为10μg/L的2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP的标准溶液和空白样品(按本方法未检测出氯酚的样品)按实验方法萃取分离，按色谱条件HPLC分析，结果如附图3所示：3种氯酚在此条件下能够实现分离良好，峰形规则，保留时间分别为3.101、2.892和2.400min，样品中杂质对3种氯酚的分离无干扰。

⑥方法的线性范围及检出限

配制一系列含有3种氯酚的标准混合溶液，按实验方法萃取，选定的色谱条件下进行分析测定，将所测得的峰面积Y(mAU)对混合标准溶液中各组分质量浓度X(μg/L)作工作曲线，2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP线性范围分别为10～220μg/L、23～200μg/L和15～300μg/L；相关系数(r²)分别为0.9998、0.9993和0.9995；以3倍信燥比(S/N＝3)计算方法的检出限分别为2、11和5μg/L。

⑦萃取机理红外光谱分析

为探讨3种氯酚在萃取过程中与[Bmim]BF₄的相互作用，分别取萃取前水相，萃取前[Bmim]BF₄相、萃取后[Bmim]BF₄相溶液各1滴，分别与KBr混合，研磨均匀后压片，做红外光谱分析，光谱范围为4000～400cm^-1，分辨率为4cm^-1，扫描次数为64，分析结果见图4～6。对比3个红外图谱可见，离子液体[Bmim]BF₄在1057.81cm^-1处的B-F的伸缩振动，移到了1066.32cm^-1，并且吸收峰形变宽了，由此可以判定，在萃取过程中，3种氯酚中的O-H与[Bmim]BF₄中的B-F之间有氢键作用。所以3种氯酚可以萃取至[Bmim]BF₄相。在萃取过程中离子液体只起到溶剂作用，未与3种氯酚发生反应。

⑧样品测定

取自来水、湖水或工业废水，按最优化方案测定3种氯酚的含量。根据测定值做加标实验，即在不同的水样中加入不同浓度的2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP标准混合溶液，再按最优化方案测其加标后的含量，计算加标回收率(加标后测定值/加标量×100％)及相对标准偏差(n＝5)考察方法的准确度和精密度。结果见表1，研究结果表明，本方法加标回收率为90.2％～107％，相对标准偏差(RSD)为1.2％～5.2％，可见本方法准确度高、精密度良好。

表1样品测定及加标实验

Claims

1.一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，其特征在于：该方法是在被测水样中先加入NaH₂PO₄分相盐、再加入Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节溶液的pH值，然后加入[Bmim]BF₄亲水性离子液体进行萃取分离，离心机分离后取离子液体相，最后通过高效液相色谱法测定氯酚类内分泌干扰物的含量。

2.根据权利要求1所述的一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤是：准确移取8mL被测水样于20mL比色管中，先加入5gNaH₂PO₄，并用Na₂HPO₄-H₃PO₄缓冲溶液调节试液的pH值为4，再加二次蒸馏水定容至10mL，然后加入2.0mL[Bmim]BF₄，振荡4min，静置10min，用离心机以3000r/min的转速离心5min，待分层清晰后，用吸管吸出离子液体相，直接进样，用高效液相色谱仪测定氯酚类内分泌干扰物的含量。

3.根据权利要求1所述的一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，其特征在于：所述的被测水样是指湖水、自来水或工业废水。

4.根据权利要求2所述的一种测定水中痕量氯酚类内分泌干扰物的方法，其特征在于：所述高效液相色谱法的色谱条件是：采用Kromasil100C₁₈色谱柱150mm×4.6mm×5μm，流动相为乙腈-水(60∶40，V/V)溶液，流量为1.0mL/min，柱温为30℃，柱压为4.9～5.2MPa，2，4-DCP、2，6-DCP和4-CP的检测波长分别为275、285和296nm，进样量10μL。