1.介绍
硝基酚类化合物是一类重要且常用的化工原料，作为原材料或中间体被广泛应用于医药、杀虫剂、染料、木材防腐剂和橡胶等生产中。伴随工业生产过程，含有该类化合物的废水随之排放至环境中。硝基酚类化合物容易在水体及土壤中残留累积，难以降解，污染环境，危害人类及动植物健康。从2021年3月1日起，中国环境保护标准《HJ 1150-2020水质 硝基酚类化合物的测定 气相色谱-质谱法》正式实施，标志着对硝基酚类污染物更严格的监测与控制。
本文参考上述标准，采用睿科Fotector Plus全自动固相萃取仪实现对水样中硝基酚类化合物的快速富集和洗脱，然后用睿科EVA80全自动平行浓缩仪进行浓缩，内标法定量。在10 ug/L的加标水平下，12种硝基酚类化合物的回收率在65%-109%之间，RSD值小于13%。说明本方法可以满足水质硝基酚类化合物的快速检测。
关键字：全自动固相萃取；气相色谱-质谱联用；全自动氮吹浓缩仪；硝基酚
1.仪器和耗材
仪器
Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪
Auto EVA 80 全自动平行浓缩仪
Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪
耗材
HLB固相萃取柱（RayCure，500 mg/6mL，
货号：RC-204-36477）
试剂
甲醇（优级纯）
二氯甲烷（优级纯）
乙酸乙酯（优级纯）
0.02 mol/L稀盐酸溶液
去离子水
无水硫酸钠（分析纯）
2.样品制备
准确量取水样1 L，用盐酸溶液pH至1～2，加入50 mL甲醇摇匀，超声10分钟，待萃取。
2.1富集
依次用8 mL二氯甲烷，10 mL甲醇和10 mL浓度为0.02 mol/L的稀盐酸溶液对固相萃取柱进行活化，活化速度为5 mL/min。之后让水样以5 mL/min的流速通过固相萃取柱富集，上样完毕后用氮气以30 psi的压力将柱子吹干20分钟。用10 mL乙酸乙酯-二氯甲烷（1+1）混合溶液洗脱固相萃取柱，流速为1 mL/min。收集全部洗脱液于玻璃试管中。具体方法如下图所示。
2.2固相萃取条件
全自动固相萃取仪 | Fotector Plus |
固相萃取柱 | RayCure，HLB，500 mg/6mL |
活化 | 二氯甲烷、甲醇、0.02 mol/L稀盐酸溶液 |
洗脱 | 二氯甲烷-乙酸乙酯（1+1）混合溶液 |
Fotector Plus固相萃取方法 2.3浓缩 将洗脱液用睿科Auto EVA80全自动平行浓缩仪在45 ℃条件下浓缩至约1 mL，加入10 uL内标，涡旋混匀，转移至进样小瓶上机分析。 |
3.气质联用检测条件
GC-MS检测条件：进样口温度250 ℃，不分流进样，进样量1.0 μL；载气为高纯氦气，恒流模式；电子轰击电离源（EI），离子源温度230 ℃，接口（传输线）温度280 ℃，质量分析器温度150 ℃，溶剂延迟时间11 min。采用SIM模式进行定性分析，选择离子见表-1。
色谱柱 | HP-5MS 30m*0.25mm*0.25μm |
进样口温度 | 250 ℃ |
柱流量 | 1 mL/min |
进样量 | 1 μL |
初始温度 | 50 ℃，保持2 min |
阶升 | 以6 ℃/min速度升温至200 ℃，保持2 min |
进样方式 | 不分流进样 |
载气 | 高纯氦气，恒流模式 |
MSD传输线辅助加热 | 280℃ |
离子源温度 | 230℃ |
四级杆温度 | 150℃ |
模式 | SIM |
溶剂延迟 | 11 min |
表-1.目标化合物的定量离子和定性离子
序号 | 化合物名称 | 保留时间 | 定量离子 | 定性离子 |
1 | 2-硝基酚 | 11.901 | 139 | 81，65 |
2 | 萘-d8（内标1） | 13.122 | 136 | 108，54 |
3 | 3-甲基-2-硝基酚 | 14.306 | 136 | 153，77 |
4 | 4-甲基-2-硝基酚 | 14.667 | 153 | 154，77 |
5 | 5-甲基-2-硝基酚 | 14.930 | 153 | 123，77 |
6 | 2，5-二硝基酚 | 19.699 | 184 | 63，53 |
7 | 3-硝基酚 | 20.179 | 139 | 93，65 |
8 | 苊-d10（内标2） | 21.454 | 164 | 162，160 |
9 | 2，4-二硝基酚 | 20.570 | 184 | 154，63，107 |
10 | 4-硝基酚 | 21.454 | 139 | 109，65 |
11 | 2，6-二硝基酚 | 21.678 | 184 | 126，63 |
12 | 3-甲基-4-硝基酚 | 22.345 | 136 | 153，77 |
13 | 6-甲基-2，4-二硝基酚 | 22.511 | 198 | 105，121，51 |
14 | 2，6-二甲基-4-硝基酚 | 22.928 | 167 | 91，77，137 |
标准溶液总离子流图（10 ug/mL）
4.结果与讨论
为了验证该方法的回收率，本实验向纯水样品(1000 mL)加入硝基酚标准品进行加标回收验证(n=3)，数据如表-2所示。加标回收率在65%-109%之间，RSD值控制在13%以内。说明该方法能够很好地运用于水中硝基酚类化合物的检测。
序号 | 化合物 | 回收率（%） 样品-1 | 回收率（%） 样品-2 | 回收率（%） 样品-3 | 平均回收率(%) | RSD(%) |
1 | 2-硝基酚 | 68.6 | 70.9 | 65.5 | 68.4 | 4.0 |
2 | 3-甲基-2-硝基酚 | 73.8 | 62.5 | 65.8 | 67.3 | 8.7 |
3 | 4-甲基-2-硝基酚 | 73.4 | 60.3 | 61.3 | 65.0 | 11.2 |
4 | 5-甲基-2-硝基酚 | 86.3 | 70.9 | 68.8 | 75.3 | 12.7 |
5 | 2，5-二硝基酚 | 98.9 | 93.9 | 89.6 | 94.1 | 5.0 |
6 | 3-硝基酚 | 88.3 | 88.3 | 94.5 | 90.4 | 3.9 |
7 | 2，4-二硝基酚 | 96.6 | 102.3 | 95.9 | 98.3 | 3.6 |
8 | 4-硝基酚 | 107.2 | 111.9 | 100.0 | 106.4 | 5.6 |
9 | 2，6-二硝基酚 | 105.6 | 115.1 | 105.9 | 108.9 | 5.0 |
10 | 3-甲基-4-硝基酚 | 94.9 | 102.1 | 104.4 | 100.5 | 4.9 |
11 | 6-甲基-2，4-二硝基酚 | 93.0 | 86.4 | 97.4 | 92.3 | 6.0 |
12 | 2，6-二甲基-4-硝基酚 | 88.6 | 89.2 | 88.9 | 88.9 | 0.3 |
5.总结
1. 硝基酚类化合物在水中溶解度低，需要加入一定量的甲醇或丙酮助溶以减少瓶壁黏附；
2. 硝基酚类化合物在接近中性的水中主要呈解离态，要使酚类以非离子形式存在,萃取时须将水样酸化，使水样的pH<2；
3. 由于12种硝基酚的极性不同, 有机溶剂对被吸附在固相萃取膜上的硝基酚洗脱能力也不同。标准中只采用二氯甲烷一种溶剂进行洗脱，本方法在此基础上再加入乙酸乙酯进行洗脱，可以有效提高极性较大的硝基酚回收率。
4. 由于硝基酚类化合物极性较大，在气相色谱/质谱上的响应不是很灵敏，且分析灵敏度对仪器分析体系受污染状况较为敏感。因此在上机分析时建议使用不填玻璃棉的衬管，否则2，4-二硝基酚、2，5-二硝基酚和2，6-二硝基酚这三个化合物极有可能不出峰。
5. 实验过程中上样流速不宜过快，应控制在5 mL/min以内，流速过快将会导致回收率降低。
6. 在浓缩过程中应控制最后的溶液在0.5-1.0 mL之间，若浓缩至0.5 mL以下将会导致硝基酚化合物损失过大，回收率降低。
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