本文作者：李海燕 谭丕功 房贤文 张婷婷 于彦彬 单位：青岛市环保局市南分局 青岛市环境监测中心站 农业部农产品监督检验中心
醛类物质对人体健康具有潜在的危害[1-6]，水中醛类物质的污染已经受到环保部门的广泛关注。中国地表水环境质量标准(GB3838 & mdash2002)列出了甲醛、乙醛、丙烯醛、三氯乙醛等四种醛类化合物的水质标准，并要求每月对四种醛类化合物进行监测。在环境中醛类的分析方法上，高效液相色谱法和气相色谱法测定气体中的醛类较多[7-17]，水中的醛类较少[18-24]，特别是三氯乙醛的高效液相色谱法尚未发现。在《地表水环境质量标准》(GB3838 & mdash2002)，分别选用四种不同的比色法和气相色谱法测定四种醛类物质，给环境监测带来很大困难。美国标准方法EPA554建立了2，4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化高效液相色谱法测定饮用水中12种醛类的分析方法[26]，但该方法不包括丙烯醛和三氯乙醛。本文利用DNPH与水中的醛类物质反应，用高效液相色谱法分离并同时测定地表水中的四种醛类物质。该方法简单、快速、灵敏度高，为地表水中醛类化合物的测定提供了可靠的分析方法。
1实验部分
1.1仪器和主要试剂Agilent1100 HPLC(美国安捷伦公司)，配有二极管阵列检测器；恒温水浴锅(黄骅综合电器厂)；Milli-Q Plus超纯水装置(美国密理博公司)；RE200旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；BF2000氮气鼓风机(北京八方世纪科技有限公司)；PHS-3C精密酸度计(上海雷慈公司)。甲醇、乙腈和二氯甲烷是色谱纯的(美国马頔公司)；柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液(1mol/L)；DNPH-盐酸溶液:称取0.25g纯化的DNPH于500mL容量瓶中，加入90mL高纯度浓盐酸，然后用水稀释至500mL。根据参考文献2.3环境条件对实验空白的影响。由于环境空气体中往往含有醛类化合物，因此在测量时检查空白色非常重要。向装有100ml Mili-Q水的三个锥形瓶中加入4mL柠檬酸钠，调节pH=3至3，加入3mLDNPH，在40℃下反应60min，冷却至室温，加入1.5gNaCl，用10mL二氯甲烷萃取三次，用氮气吹干，溶于1mL甲醇中，用HPLC测定。实验表明，甲醛腙的色谱峰存在于空白试验中，而其他三种醛类未检出。甲醛可以在三个不同的实验室用空白测来检测。所以甲醛测定时，控制环境条件可以降低甲醛的空白值，但不能避免。样品测定时，只能用空白值扣除。中的方法，使用甲醛、乙醛、丙烯醛和三氯乙醛来制备2，4-二硝基苯腙衍生物。方法是将四种化合物加入到DNPH -盐酸溶液中，沉淀后用乙腈纯化三次。然后，分离沉淀并在125℃下干燥2h，以制备四种醛的2，4-二硝基苯腙标准品。使用时，将适量腙标准溶于甲醇中，制成标准溶液。
1.2色谱条件:AgilentExtend-C18柱，150毫米×100毫米；4.6mmi.d流速1.0mL/min，流动相为甲醇-乙腈-水，柱温25℃，检测波长360nm。
1.3样品处理:取100mL水样，加入4mL柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，用6mol/LHCl和6mol/LNaOH调节溶液酸度至pH=3，加入4mLDNPH -盐酸溶液，在40℃恒温水浴中反应1h，用10mL二氯甲烷萃取三次。提取后，用旋转蒸发器浓缩，用氮气吹干，用甲醇定容至1mL。然后用HPLC分析，用保留时间表征，用峰面积定量。对于每批样品，应同时测定空白色样品、空白色加标样品和平行样品。
2结果和讨论
2.1色谱条件的建立醛类的分离通常采用二元等度或梯度洗脱[7-8]，常用的流动相为乙腈-水或甲醇-水。于等2.2衍生条件的选择在C18短柱上用甲醇-乙腈-水三元梯度液相色谱研究了11种醛酮类腙类化合物的最佳分离条件，结果令人满意。本文对甲醛腙、乙醛腙、丙烯醛腙和三氯乙醛腙进行了分离，发现甲醇-乙腈-水三元梯度和甲醇-水二元梯度均可用于四种物质的基线分离。但如图1所示，使用三元梯度时，乙醛只有一个峰，而使用二元梯度时，乙醛仍有一个肩峰。这可能是由于乙醛的腙类化合物有两种异构体2.4方法检出限和线性范围在优化的实验条件下，4种醛的2，4-二硝基苯腙化合物的线性范围、相关系数和方法检出限(MDL)见表2。检出限的计算方法是:按整个实验过程连续分析7个浓度接近检出限的实验室空白色加标样品，计算其标准差S，则MDL = ST (n-1，0.99)。其中t (n-1，0.99)是置信度为99%，自由度为n-1时的t值。n为重复分析的样本数(本文中n=7，t6，0.99 = 3.143)。，二元梯度可以部分分离两种异构体。由于乙醛的总量是在地表水标准中测定的，本文选择三元梯度洗脱进行分离。图1(a)显示了二元梯度洗脱，泵(φ。水=100%)40%，泵B(&φ；甲醇=100%)60%改为泵A 30%，泵B 70%，线性梯度为15分钟。图1(b)显示了三元梯度洗脱，泵(φ。水=100%)40%，泵B(&φ；甲醇=100%)50%，C泵(&φ；乙腈=100%)10%以15分钟的线性梯度变化到泵A(φ；水。
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2.2.1衍生试剂用量的测定:将等量的甲醛、乙醛、丙烯醛和三氯乙醛的混合溶液加入5份100mL水样中，然后分别加入1、2、3、4、5和7ml DNPH-盐酸溶液。衍生试剂用量对衍生效率的影响见图2。随着衍生试剂用量的增加，甲醛、乙醛和丙烯醛生成腙的量逐渐增加。当衍生化试剂用量增加到4mL时，其响应值基本保持不变，而三氯乙醛腙随着衍生化试剂用量的增加基本保持不变，说明DNPH为1mL时三氯乙醛反应完全。随着DNPH的增加，在浓缩的过程中，浓缩瓶的瓶壁上会有很多黄色的附着物，很难用甲醇定容。因此，本文选用的DNPH量为4mL。
2.2.2反应温度和反应时间的选择不同反应温度和反应时间对四种醛与DNPH的衍生反应的影响见表1。从表1可以看出，甲醛与DNPH在40℃反应1h时，衍生效率最高；乙醛在40℃下30min的衍生效率最高，其次是1h。虽然丙烯醛的衍生化效率在50℃下40分钟最高，但与40℃下1h差别不大。而三氯乙醛的衍生效率在40℃下2h最高，1h次之。综合考虑，反应条件为40℃反应1h。
2.2.3溶液酸度的影响取一定量的甲醛、乙醛、丙烯醛和三氯乙醛溶液于100mL水样中，加入4mL缓冲溶液，然后分别调节溶液的pH值至2.0、2.5、3.0、4.0、5.0和7.0。溶液酸度对衍生反应的影响见图3。结果表明，随着溶液酸度的增加，四种腙类化合物的峰面积先增大后减小。当溶液pH=3时，四种腙的峰面积最大，这与文献[22]中醛类的测定值在pH=5时最高不同。本文确定的最佳酸度为pH=3。
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2.5实际样品的确定青岛市三个典型饮用水源地的抽样调查。按照样品分析的步骤，测定水中醛类化合物的含量，对实验室空白色和实际样品进行加标回收。从表3的测量结果可以看出，在1号站、2号站和3号站水样中，甲醛、乙醛、丙烯醛和三氯乙醛的回收率分别为79.9% ~ 104%、81.9% ~ 109%、97.2% ~ 115%和73.1% ~ 94.0%。该方法能满足同时测定四种化合物的要求。
3结论
本文通过选择水中2，4-二硝基苯肼和甲醛、乙醛、丙烯醛、三氯乙醛的衍生条件，优化色谱分离条件，建立了高效液相色谱法同时测定地表水中四种醛类物质的方法。该方法克服了《地表水环境质量标准》中推荐的气相色谱法测定醛类化合物不稳定、需要多种方法的缺点，为地表水中醛类化合物的测定提供了一种简单、可靠、快速的分析方法。但这种方法的缺点是对三氯乙醛的灵敏度较低，需要进一步提高。
