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三重四极杆液质联用仪-安益谱 TQ9120 三重四极杆液质联用仪检测水质中 14 种烷基酚和双酚 A 的应用研究


一、引言
烷基酚(如苯酚、对甲酚、辛基酚等)与双酚 A(BPA)作为典型的内分泌干扰物,广泛存在于工业废水、生活污水及自然水体中。这类物质具有环境持久性与生物累积性,即使在痕量水平下,也可能干扰水生生物的内分泌系统,影响生物体生长发育与繁殖,甚至通过食物链危害人类健康。因此,建立高效、灵敏、准确的水质中 14 种烷基酚及双酚 A 的检测方法,对保障水环境安全与人体健康具有重要意义。
安益谱 TQ9120 三重四极杆液质联用仪凭借其高灵敏度、高选择性与高稳定性的技术优势,在痕量有机污染物检测领域表现突出。本文基于该仪器,构建了水质中 14 种烷基酚与双酚 A 的检测方法,通过优化样品前处理流程与仪器参数,实现了目标污染物的精准定量,为水环境监测提供可靠技术支撑。
二、实验部分
(一)仪器与试剂
  1. 主要仪器安益谱 TQ9120 三重四极杆液质联用仪(配备电喷雾离子源 ESI,具备多反应监测模式 MRM;配套安益谱自动进样器与高效液相色谱系统);固相萃取装置;氮吹仪;超纯水机;0.22μm 有机相滤膜。
  1. 试剂与标准品:14 种烷基酚标准品(苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、2,4 - 二甲酚、对乙基酚、对丙基酚、对丁基酚、对戊基酚、对己基酚、对庚基酚、对辛基酚、对壬基酚、对叔辛基酚,纯度≥98%);双酚 A 标准品(纯度≥99%);甲醇、乙腈(色谱纯,Merck);乙酸铵(分析纯,国药集团);固相萃取柱(C18 柱,500mg/6mL);实验用水为超纯水(电阻率≥18.2MΩ・cm)。
(二)实验方法
  1. 标准溶液配制
  • 单标储备液:分别准确称取 14 种烷基酚与双酚 A 标准品各 10mg,用甲醇溶解并定容至 10mL,配制成 1000mg/L 的单标储备液,于 - 20℃避光保存,有效期 6 个月。
  • 混合标准中间液:准确移取各单标储备液 100μL,用甲醇稀释至 10mL,配制成 10mg/L 的混合标准中间液,4℃避光保存,有效期 1 个月。
  • 混合标准工作液:根据检测需求,用甲醇 - 水(5:5,v/v)将混合标准中间液稀释成 0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0μg/L 的系列混合标准工作液,现配现用。
  1. 样品前处理
  • 水样采集与保存:采集地表水、地下水或污水处理厂出水样品,用 0.45μm 滤膜过滤去除悬浮物,加入甲醇调节水样中甲醇体积分数至 5%,于 4℃避光保存,24h 内完成检测。
  • 固相萃取富集:取 100mL 经预处理的水样,以 5mL/min 流速通过活化后的 C18 固相萃取柱(依次用 5mL 甲醇、5mL 超纯水活化);上样完成后,用 5mL 水 - 甲醇(9:1,v/v)淋洗柱子,弃去淋洗液;最后用 5mL 甲醇 - 乙腈(1:1,v/v)洗脱目标物,收集洗脱液。
  • 浓缩与定容:将洗脱液置于氮吹仪中,在 40℃水浴下缓慢氮吹至近干,用甲醇 - 水(5:5,v/v)定容至 1mL,经 0.22μm 有机相滤膜过滤后,待测。
  1. 仪器条件
  • 色谱条件:色谱柱为安益谱 C18 柱(2.1mm×150mm,3μm);柱温 35℃;流动相 A 为 0.1% 乙酸铵水溶液,流动相 B 为乙腈;梯度洗脱程序:0~2min,30% B;2~8min,30% B→80% B;8~12min,80% B;12~13min,80% B→30% B;13~18min,30% B 平衡;流速 0.3mL/min;进样量 5μL。
  • 质谱条件:离子源为电喷雾离子源(ESI),负离子模式;喷雾电压 - 4500V;离子源温度 350℃;雾化气(N₂)压力 35psi;干燥气(N₂)流速 10L/min;碰撞气(N₂)压力 10psi;检测模式为多反应监测(MRM),各目标物的特征母离子、子离子及碰撞能量见表 1(示例部分目标物参数)。
目标物
母离子(m/z)
定量子离子(m/z)
定性子离子(m/z)
碰撞能量(eV)
苯酚
93
65
40
15
双酚 A
227
212
133
20
对辛基酚
205
133
107
18
三、结果与讨论
(一)方法线性关系与检出限
将系列混合标准工作液按上述仪器条件进样分析,以目标物浓度(x,μg/L)为横坐标,定量离子峰面积(y)为纵坐标绘制标准曲线。结果显示,14 种烷基酚与双酚 A 在 0.01~5.0μg/L 浓度范围内线性关系良好,相关系数(R²)均≥0.999(见表 2),表明该方法线性响应稳定,可满足定量需求。
以 3 倍信噪比(S/N=3)计算方法检出限(LOD),以 10 倍信噪比(S/N=10)计算定量限(LOQ)。结果显示,14 种烷基酚的 LOD 为 0.002~0.005μg/L,LOQ 为 0.006~0.015μg/L;双酚 A 的 LOD 为 0.001μg/L,LOQ 为 0.003μg/L,远低于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2022)中相关污染物的限值要求,体现了方法的高灵敏度。
(二)方法精密度与准确度
选取低(0.05μg/L)、中(0.5μg/L)、高(5.0μg/L)3 个浓度水平的混合标准工作液,进行 6 次平行进样分析,计算相对标准偏差(RSD)以评价方法精密度。结果显示,14 种烷基酚与双酚 A 的保留时间 RSD≤0.5%,峰面积 RSD≤3.0%,表明方法精密度优异,仪器稳定性良好。
选取空白地表水样品,分别添加低(0.05μg/L)、中(0.5μg/L)、高(5.0μg/L)3 个浓度水平的目标物标准品,按样品前处理流程与仪器条件进行加标回收实验,每个浓度水平平行测定 3 次,计算加标回收率。结果显示,14 种烷基酚的加标回收率为 85.2%~98.5%,双酚 A 的加标回收率为 88.6%~96.3%,所有目标物的回收率均符合痕量分析要求(80%~120%),证明方法准确度可靠,前处理过程无明显损失或干扰。
(三)实际样品检测
采用本方法对某地区 5 份地表水样品(河流、湖泊)与 2 份污水处理厂出水样品进行检测。结果显示,在 3 份地表水样品中检出对甲酚(浓度 0.012~0.035μg/L)与双酚 A(浓度 0.008~0.021μg/L),其余目标物未检出;2 份污水处理厂出水样品中检出对辛基酚(浓度 0.025~0.042μg/L)、对壬基酚(浓度 0.018~0.030μg/L)与双酚 A(浓度 0.015~0.028μg/L),所有检出浓度均低于国家标准限值。该结果表明,本方法可有效应用于实际水质样品中 14 种烷基酚与双酚 A 的检测,为水环境风险评估提供数据支持。
四、结论
本研究建立了基于安益谱 TQ9120 三重四极杆液质联用仪的水质中 14 种烷基酚与双酚 A 的检测方法。通过优化固相萃取前处理流程与色谱 - 质谱参数,实现了目标污染物的高效富集与精准定量。方法验证结果表明,该方法线性关系良好(R²≥0.999)、检出限低(LOD 0.001~0.005μg/L)、精密度优异(RSD≤3.0%)、准确度可靠(加标回收率 85.2%~98.5%),且操作简便、分析效率高。实际样品检测结果进一步证明,该方法可满足地表水、污水处理厂出水等不同类型水质样品的检测需求,为水环境中烷基酚与双酚 A 的监测提供了高效、灵敏的技术手段,也充分体现了安益谱 TQ9120 三重四极杆液质联用仪在痕量有机污染物检测领域的应用优势。