本期GB/T 5750 《生活饮用水标准检验方法》专题分享主题是《生活饮用水中双酚A等酚类物质残留量的测定》。
双酚A,是一种重要的有机化工原料,在工业上被用来合成聚碳酸酯、环氧树脂、酚醛树脂等高分子材料,并广泛应用于制造塑料食品容器,如保鲜盒、婴儿奶瓶和矿泉水瓶等。研究发现 BPA有类似雌激素的作用,即使很低的剂量也有诱发儿童性早熟、导致内分泌失调等危害。
由于双酚A的广泛应用,且不易降解,近年来不断有地表水、地下水甚至饮用水中检出双酚A报道,双酚A的水体污染已成为饮用水安全领域的一个重要问题。GB 5749-2022 《生活饮用水卫生标准》标准中,也明确将双酚A作为饮用水安全的参考指标,要求双酚A的限量不得超过0.01 mg/L。
由于双酚类化合物结构的特殊性和使用的广泛性,在检测中需要重视空白质量控制。双酚类化合物为合成碳酸酯塑料的原材料,实验过程中应避免污染引入,每批样品分析过程应包括试剂空白、过程空白等质控。本实验试剂空白、过程空白均未检出(见图1),耗材试剂符合要求无本底带入。
图1. 过程空白总XIC色谱图
实验过程
样品净化
固相萃取柱:Cleanert PEP-2,200 mg/6mL,P/N: PE2006-2
活化:PEP-2固相萃取柱使用前依次用 5 mL 甲醇、10 mL水活化;
富集:取备用水样100 mL,加入50 μL 浓度为100 μg/L 4-壬基酚-D5内标工作液,混匀,内标物在水中浓度为 0.050 μg/L,水样以约 5 mL/min 速度通过固相萃取柱。
干燥:用氮气吹2 min,使固相萃取柱干燥;
洗脱:用 15 mL 甲醇分 3 次洗脱,洗脱液下降滴速控制在 1 滴/3 s 左右;
洗脱液浓缩:洗脱液在50 ℃用氮气吹至近干,再用50%甲醇溶液定容至1 mL,待检测。
样品分析
色谱条件
色谱柱: Kinetex EVO C18(2.1×100mm, 1.7μm, 100Å);P/N:00D-4726-AN
流动相A相:0.01%氨水水溶液;
流动相B相:甲醇;
流 速:0.3 mL/min;
柱 温:40 ℃;
进样量:10 μL;
梯度程序见表1:
表1. 梯度条件
质谱条件
液相色谱串联质谱仪(SCIEX Triple QuadTM3500),配有电喷雾离子源(ESI)
离子源类型:电喷雾离子源(ESI-)
扫描方式:多反应监测负离子模式(MRM)
喷雾针电压:-4500 V
离子源温度:500 ℃
雾化气(GS1):50 psi
辅助加热气(GS2):50 psi
气帘气(CUR):30 psi
碰撞气(CAD):8 psi
为获得较好的稳定和灵敏度,各化合物监测离子对的去簇电压(DP)和碰撞电压(CE),目标化合物定量离子对以及内标监测离子对等参数均经过系统优化,优化信息参见表2。
表2. 化合物定性、定量离子和质谱分析参数
注:表2中标“*”为定量离子
实验结果和谱图
根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)中对双酚A的限量要求不得超过0.01 mg/L,本实验分别选择为0.5、5、50 μg/L三个梯度进行加标测定,每组添加浓度平行测定6次,计算回收率与精密度结果,由表3可得,双酚A各化合物添加浓度的回收率均在85%~120%之内,相对标准偏差RSD小于10%;同位素内标4-NP-D5回收稳定;本实验色谱图见图2。本方法中双酚A、双酚B、双酚F三个化合物直接采用外标法定量回收稳定性良好,满足方法学要求。4-壬基酚、4-辛基酚考虑其化学结构存在较长直碳链结构,过柱富集时与PEP-2结合紧密,在洗脱时存在一定损失,需要增加洗脱体积降低洗脱流速,以4-NP-D5为内标进行校正定量。
表3. 加标回收实验结果
图2. 浓度为5 μg/L加标总XIC色谱图
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本文重现了GB/T 5750.8-2021 74.1生活饮用水中双酚A残留量液质色谱法的测定。使用 MULTI-SPE M08 大体积上样固相萃取装置搭配 Cleanert PEP-2固相萃取小柱对水样进行净化和富集,液相色谱串联质谱同位素内标法检测。实验中线性良好R2≥0.999,平行性稳定,最低检出限浓度分别为:双酚A、双酚F、4-壬基酚,0.005μg/L;双酚B、4-辛基酚,0.001μg/L。各化合物三水平添加回收率在85%~120%之间,RSD值均小于10%,满足方法学要求,可用于生活饮用水中双酚A等化合物的日常监测分析。