硝基苯類物質(zhì)是含硝基的單環(huán)芳烴的通稱，一般包括硝基苯、硝基甲苯、硝基氯苯等，都是重要的化工原料，用途廣泛。硝基苯類物質(zhì)具有顯著的毒性，是環(huán)保部門重點(diǎn)監(jiān)控的污染物之一。
1、新型萃取方法
我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)“GB3838-2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中對集中式生活飲用水地表水源中多種硝基苯類物質(zhì)進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，其中2, 4-二硝基甲苯的限值低至0.3μg/L。
水中硝基苯類物質(zhì)的測定可以采用氣相色譜法或液相色譜法，其中氣相色譜法應(yīng)用較廣泛，是現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)方法。
例如：水質(zhì)硝基苯類化合物的測定液液萃取/固相萃取-氣相色譜法. 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn), HJ 648-2013.
水質(zhì)硝基苯類化合物的測定氣相色譜-質(zhì)譜法. 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn), HJ 716-2014.
由于水中硝基苯類物質(zhì)含量很低，又存在基體干擾問題，所以需要通過液液萃取或固相萃取等方法進(jìn)行分離富集之后再進(jìn)行色譜測定。
液液萃取法較為簡便，但需要消耗大量的樣品和有毒溶劑，而且富集效果并不理想，為了獲得較高的富集倍率，往往還需要進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。
固相萃取法的富集效果較好，但仍然存在試樣和溶劑用量大的問題，而且耗時(shí)很長。
固相微萃取法（solid-phase microextraction， SPME）、單滴萃取法（single drop microextraction， SDME）、頂空溶劑微萃取法（headspace solventmicroextraction, HSME）也應(yīng)用于水中硝基苯類物質(zhì)的分離富集，具有富集效果好和溶劑用量少的優(yōu)點(diǎn)，但達(dá)到萃取平衡十分緩慢，耗時(shí)很長。
分散液液微萃取法（DLLME）是近年來出現(xiàn)的一種新型萃取方法，具有操作簡便、萃取速度快、溶劑和試樣用量少等眾多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。本實(shí)驗(yàn)室近期開發(fā)了分散液液微萃取-氣相色譜法快速測定水中15種硝基苯類物質(zhì)的方法，主要流程如下：
相關(guān)研究已經(jīng)投稿《分析化學(xué)》，現(xiàn)就實(shí)驗(yàn)方法相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。
2、實(shí)驗(yàn)
2.1 儀器
GC-17氣相色譜儀，配不分流直接進(jìn)樣口和電子捕獲檢測器（ECD)。
彈性石英毛細(xì)管色譜柱，型號分別為DB-1（甲基聚硅氧烷固定相）、DB-5（5%苯基-甲基聚硅氧烷固定相）、DB-35（35%苯基-甲基聚硅氧烷固定相）、DB-17ms（50%苯基-甲基聚硅氧烷固定相）、VF-1701ms（14%氰丙基苯基-甲基聚硅氧烷固定相）、VF-WAXms（聚乙二醇固定相）、DB-FFAP（硝基對苯二甲酸改性聚乙二醇固定相），規(guī)格均為30m×0.32mm×0.25μm。
萃取容器為10mL尖底玻璃離心管（帶磨口塞）。微量注射器分別為5μL、500μL。
2.2 試劑
標(biāo)樣:15種硝基苯類物質(zhì)見表1，用甲醇配制成濃度為1.00g/L的單標(biāo)儲備液。使用時(shí)稀釋成所需濃度的混合工作標(biāo)液。
萃取劑：氯苯，分析純，重蒸三次后使用。
分散劑：甲醇，色譜純。
實(shí)驗(yàn)用純水為亞沸蒸餾水。
2.3 色譜條件
蕞優(yōu)條件為：使用DB-35色譜柱。高純氫氣（99.999%）為載氣，恒線速度控制（65cm/s）。程序升溫，初始80℃保持2min，以5℃/min速率升溫至180℃，保持5min。ECD檢測器溫度220℃，尾吹氣為高純氮?dú)猓?9.999%），流速40mL/min。WBI不分流直接進(jìn)樣口，溫度200℃，進(jìn)樣1.00μL。
2.4 萃取條件
蕞優(yōu)條件為：水樣經(jīng)0.45μm尼龍濾膜過濾，移取5.00mL于尖底玻璃離心管中，用微量注射器將100μL氯苯（萃取劑）與400μL甲醇（分散劑）的混合液迅速注入到水樣中，加塞輕搖約30s，得到均勻乳狀液。以6000r/min速度離心2min破乳。棄去上層水相，吸取下層沉積相進(jìn)行色譜分析。
2.5 定量
（1）方法一：采用簡單標(biāo)液定量，即將工作標(biāo)液用萃取劑（氯苯）進(jìn)行稀釋，直接進(jìn)樣1.00μL建立工作曲線，計(jì)算萃取液中目標(biāo)物的濃度，結(jié)果除以富集因子（近似為50）得到原水樣的濃度。
（2）方法二：采用基體匹配的標(biāo)樣定量，即工作標(biāo)液用基體（純水）進(jìn)行稀釋，按試樣完全相同步驟進(jìn)行萃取和測定，建立工作曲線，直接計(jì)算原試樣中目標(biāo)物濃度。
3、討論
3.1 色譜條件
3.1.1 色譜柱選擇
首先需較好的惰性。硝基苯極性很強(qiáng)，若惰性不足，將會(huì)嚴(yán)重拖尾。
其次液膜要較薄。薄液膜可獲得較高的相比，可以減少流出時(shí)間。硝基苯類沸點(diǎn)較高，而且在高溫下不穩(wěn)定。高相比可以使目標(biāo)物流出更快、流出時(shí)的柱溫更低，減少了樣品分解的可能。
不同固定相對異構(gòu)體的分離效果是可以預(yù)見的，一般極性越強(qiáng)對于異構(gòu)體的分離度越大。但是非異構(gòu)體之間的重疊問題難以預(yù)測，只能通過實(shí)驗(yàn)確定。
7種不同固定相在同樣色譜條件（見2.3）下的分離效果如下，色譜峰編號見表1：
上述結(jié)果較為明確，DB-5和DB-35都可以實(shí)現(xiàn)分離，DB-35的效果更好。
有兩點(diǎn)需要指出
一是PEG類的固定相對于二硝基苯類物質(zhì)不適用，表現(xiàn)為峰高顯著減小。這一現(xiàn)象的原因尚不清楚，推測可能是由于部分目標(biāo)物在高溫下能夠與聚乙二醇固定相發(fā)生反應(yīng)而分解。這并非偶然現(xiàn)象，在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的編制說明中也有報(bào)道。
另一點(diǎn)是，MS柱與對應(yīng)的非MS雖然標(biāo)稱具有相似的極性，但選擇性上會(huì)有細(xì)微的差異。對于本文設(shè)計(jì)的目標(biāo)物，使用DB-35柱分離效果很好，換成DB-35MS柱，則存在部分物質(zhì)難分離的現(xiàn)象。經(jīng)優(yōu)化條件不能改善DB-35MS柱分離不完全的現(xiàn)象，說明其根本原因在于固定相選擇性的差異。因此在方法驗(yàn)證時(shí)，對不同柱的微小差異要十分重視，不能簡單的把不同型號但略有類似的產(chǎn)品進(jìn)行簡單替換。
3.1.2本方法采用不分流進(jìn)樣，為了避免進(jìn)樣產(chǎn)生的峰展寬，必須使用較低的初始柱溫，使溶劑和目標(biāo)物在柱頭冷凝聚焦。初溫80℃時(shí)可以獲得尖銳的峰型，且溶劑峰完全不拖尾。
3.1.3 檢測器溫度的優(yōu)化
由于ECD的響應(yīng)信號具有溫度敏感性，本文考察了檢測器溫度在220℃ ~ 280℃范圍內(nèi)變化時(shí)各目標(biāo)物響應(yīng)信號的變化，結(jié)果表明，各目標(biāo)物的峰高隨檢測器溫度變化不明顯，但溶劑峰的強(qiáng)度隨檢測器溫度的降低而減弱。因此選擇220℃作為ECD檢測器的溫度對減弱溶劑峰的干擾比較有利。考慮到檢測器溫度太低可能導(dǎo)致目標(biāo)物冷凝而污染ECD，因此沒有在更低的檢測器溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.2 萃取條件的優(yōu)化
該萃取方法的關(guān)鍵在于：
（1）萃取劑密度比水大；
（2）分散劑與萃取劑和水都能完全互溶；
（3）混合液在注射過程中實(shí)現(xiàn)分散；
（4）分散液的接觸面積大，很快就達(dá)到萃取平衡，一般只需振蕩30s；
（5）通過離心可簡便的分離萃取液。
相關(guān)討論予以簡化，只給出結(jié)論和蕞佳條件：
（1）比較了二硫化碳、氯苯、1, 4-二氯丁烷、二氯甲烷、1, 2-二氯乙烷等5種萃取劑。其中二氯甲烷、1, 2-二氯乙烷在水中溶解度太大，進(jìn)行微萃取時(shí)基本上都溶解到水中，不能使用。二硫化碳、氯苯、1, 4-二氯丁烷都可以進(jìn)行萃取，其中氯苯的萃取率最高。當(dāng)氯苯用量為100μL時(shí)，所有目標(biāo)物的萃取率都可以達(dá)到90%以上，富集因子接近50倍。
（2）以400μL甲醇作為分散劑效果最好。
（3）萃取30s即可達(dá)到平衡，延長時(shí)間萃取率無變化。
（4）溫度，水樣中酸度，鹽析劑等條件對萃取率影響不大。
3.3 方法學(xué)評價(jià)
相關(guān)數(shù)據(jù)從略，主要結(jié)論如下：
（1）對于水溶液試樣，在0.200 ~ 50.0 μg/L范圍內(nèi)均有很好的線性響應(yīng)，相關(guān)系數(shù)不低于0.998。
（2）儀器對各目標(biāo)物的檢出限為0.5 ~ 2.3 pg。方法檢出限0.01 ~ 0.05μg/L，方法定量限為0.03 ~ 0.15μg/L。
（3）在0.200 μg/L的加標(biāo)水平下，方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.3% ~ 8.9%之間，加標(biāo)回收率在86.0% ~ 103.5%；在中、高濃度水平下，方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均不超過5%，加標(biāo)回收率在94.5% ~ 101.5%之間。
（4）以現(xiàn)行國標(biāo)方法作為對照方法，對同一加標(biāo)試樣進(jìn)行了測定，所得結(jié)果具有一致性。
某試樣和試樣加標(biāo)0.200 μg/L的色譜圖如下，A為原試樣，B為加標(biāo)樣，色譜峰編號見表1：
3.4 方法的特點(diǎn)
（1）富集50倍，靈敏度高。
（2）萃取全過程只需3~5min，速度快。相對的，國標(biāo)固相萃取法需要約2小時(shí)處理試樣。
（3）萃取劑用量僅為100μL，試樣用量僅為5mL，用量大為減少。相對的，國標(biāo)法需要使用約500mL樣品和10mL萃取劑。
4、展望
目前看來，這個(gè)新方法有較大優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用中是否能夠適應(yīng)各種復(fù)雜樣品還有待驗(yàn)證。希望該方法能夠在更廣泛的范圍內(nèi)試用，也希望各位同仁能夠提出相關(guān)的問題和改進(jìn)意見。
