本發(fā)明涉及極性苯酚類鹵代消毒副產(chǎn)物的檢測和定量，尤其涉及一種檢測水中痕量極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的檢測和定量方法。

背景技術(shù)：

自從上世紀(jì)80年代人們首次發(fā)現(xiàn)飲用水消毒副產(chǎn)物以來，文獻(xiàn)中所報道的飲用水消毒副產(chǎn)物已有約600-700種^[1]。然而，由于檢測手段的局限性，過去的大多數(shù)研究都集中在一些常規(guī)的脂肪族消毒副產(chǎn)物(如三鹵甲烷、鹵代乙酸等)上，對極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的研究相對較少。

現(xiàn)有研究基于超效液相色譜/電噴霧三重四極桿質(zhì)譜技術(shù)的前體離子掃描的方法、多反應(yīng)監(jiān)測和子離子掃描功能的結(jié)合^[4][5]，在飲用水中發(fā)現(xiàn)了13種新型極性氯代/溴代苯酚類消毒副產(chǎn)物，例如：3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲酸、3,5-二溴-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸、3-溴-5-氯水楊酸、3,5-二溴水楊酸、2,4,6-三氯苯酚、2,6-二氯-4-溴苯酚、2,6-二溴-4-氯苯酚和2,4,6-三溴苯酚等^[6][7]。然而，這種檢測方法耗時長，每次只能檢測一種苯酚類消毒副產(chǎn)物，且該方法檢出限(2.87-136.78ng/L)和定量限(6.24-199.20ng/L)比較高，很大程度地限制了針對僅含痕量(一般10^-12-10^-6g/L范圍內(nèi))的新型極性氯代/溴代苯酚類消毒副產(chǎn)物的水體的研究。然而，相關(guān)毒理學(xué)研究顯示^[2][3]，新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物比常規(guī)脂肪族消毒副產(chǎn)物具有更高的生長發(fā)育毒性和生長抑制作用。因此，開發(fā)一種能夠快速高效、高靈敏度地檢測水體中13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的方法顯得尤為必要。

參考文獻(xiàn)

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技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種檢測水中13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的方法，以解決現(xiàn)有檢測方法耗時長、檢出限和定量限比較高，無法應(yīng)用于檢測水體中所含有的痕量極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種檢測極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的方法，包括以下步驟：

1)配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：配制不同濃度梯度的含3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲酸、3,5-二溴-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸、3-溴-5-氯水楊酸、3,5-二溴水楊酸、2,4,6-三氯苯酚、2,6-二氯-4-溴苯酚、2,6-二溴-4-氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，該標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用于標(biāo)準(zhǔn)加入法來測定樣品中待測物質(zhì)的濃度；可選地，所述的濃度梯度為10^-12g/L-10^-6g/L；

2)待測水樣的預(yù)處理：對待測水樣進(jìn)行連續(xù)液液萃取、酸化、鹽析、分離、濃縮和過濾等預(yù)處理；

可選地，對單位體積的待測水樣用不參與反應(yīng)的無機(jī)酸(如：H₂SO₄、HCl或者HNO₃等)將pH調(diào)至≤0.5，隨后在此酸化過的待測水樣中加入易溶于水但不參與反應(yīng)的無機(jī)鹽(如：亞砷酸鈉、硼氫化鈉、硫酸銨、亞硫酸鈉、氯化銨、抗壞血酸或者硫代硫酸鈉等)使其飽和，然后再加入0.1單位體積的有機(jī)萃取劑，即：甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、正戊烷、環(huán)己烷或者正己烷中的一種，進(jìn)行萃取，放置至少10min后放出水相，再用0.05單位體積的上述萃取步驟中所用的有機(jī)萃取劑對上層有機(jī)相進(jìn)行第二次萃取，靜止至少5min后，再將上層有機(jī)相濃縮至0.5mL，可選地，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮或者使用氮?dú)獯得摑饪s，隨后向該濃縮有機(jī)相中加入0.01單位體積的乙腈，隨后再次濃縮至0.5mL，可選地，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮或者使用氮?dú)獯得摑饪s；最后，將其用超純水稀釋至1mL，并用孔徑≤0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾；

優(yōu)選地，對待測水樣用H₂SO₄將pH調(diào)到0.5，隨后對于每升酸化過的樣品加入100g Na₂SO₄使其飽和，然后再加入100mL甲基叔丁基醚萃取，放置10-30min后用50mL甲基叔丁基醚對上層有機(jī)層進(jìn)行二次萃取，靜止5-10min后再將上層有機(jī)層轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中并且減壓濃縮到0.5mL，隨后加入10mL的乙腈旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到0.5mL；最后將上述經(jīng)過酸化、加Na₂SO₄和多次萃取旋蒸后的待測水樣用超純水稀釋至1mL，并用孔徑為0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾；

3)超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)分析：建立UPLC/ESI-tqMS的質(zhì)譜參數(shù)、液相色譜參數(shù)和梯度洗脫過程參數(shù)，檢測13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物中的任意一種或者幾種；其中：

質(zhì)譜參數(shù)為：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，2.5-3.7kV；源溫度，100-150℃；脫溶劑溫度，300-650℃；脫溶劑氣流速，600-1000L/h；錐孔氣流速，25-200L/h；

液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，2-10μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3、HSS C18、HSS PFP(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，20-40℃；流動相，水/甲醇和水/乙腈；流速，0.4mL/min；

梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡；

4)繪制校正曲線和結(jié)果計算：在步驟3)中得到的色譜圖的基礎(chǔ)上，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)，可選地，所采用的判定方法為已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法；在確定為同一種物質(zhì)后，再分別計算(如：采用標(biāo)準(zhǔn)加入法)待測水樣中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

其中標(biāo)準(zhǔn)加入法具體步驟為：配制濃度為C_X+0、C_X+C₁、C_X+C₂、C_X+C₃和C_X+C₄的和樣品有相同基體的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(其中C_X代表待測樣品中待測物質(zhì)的濃度，C₁、C₂、C₃和C₄代表一定濃度的待測物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液)，并對這些樣品重復(fù)做UPLC/ESI-tqMS多反應(yīng)監(jiān)測掃描分析得到峰面積為S₀、S₁、S₂、S₃和S₃的色譜圖。以C_X+0、C_X+C₁、C_X+C₂、C_X+C₃和C_X+C₄橫坐標(biāo)，以S₀、S₁、S₂、S₃和S₃為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)加入法的校正曲線，求得校正曲線的方程式為y＝kx+C_X；將校正曲線外延與橫坐標(biāo)相交，原點(diǎn)至交點(diǎn)的距離，即為試樣中待測元素的含量C_X。

本發(fā)明的技術(shù)方案達(dá)到了如下的有益效果：

1)高靈敏度：本發(fā)明采用連續(xù)液液萃取手段能有效地萃取出樣品中的待測物，并建立檢測方法相關(guān)的儀器參數(shù)，從而大大的提高了檢測方法的靈敏度。以1L水樣計，本發(fā)明對13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的檢出限的最優(yōu)范圍為0.42-26.64ng/L，遠(yuǎn)低于常規(guī)方法(具體方法見背景技術(shù)中的參考文獻(xiàn)[3])的2.87-136.78ng/L；定量限范圍為1.35-63.64ng/L，遠(yuǎn)低于常規(guī)方法的6.24-199.20ng/L。具體數(shù)值見表2。

2)高精密度和準(zhǔn)確度：本方法采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量，減少了操作過程中因樣品溶液基底不同帶來的誤差。大大的提升了前處理方法的重現(xiàn)性和回收率，并且降低了儀器精密度帶來的誤差。以1L水樣計，本發(fā)明對濃度為1mg/L的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的混合溶液測量相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為2.2％-3.9％，遠(yuǎn)低于常規(guī)方法的10％；回收率范圍為95％-103％，遠(yuǎn)低于常規(guī)方法的90％-110％。

3)快速：同時測定13個樣品所需最少總時間僅為11min，遠(yuǎn)低于常規(guī)方法(具體方法見背景技術(shù)中的參考文獻(xiàn)[3])所需總時間143min。

本發(fā)明的檢測方法具有高靈敏度、高密精密度和準(zhǔn)確度，可實現(xiàn)快速高效地測定水體中極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的目的，尤其是水中痕量極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的檢測，具有較高的實際應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是13種新型極性氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的超高效液相色譜電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測掃描色譜圖。

圖2是13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物在自來水廠出廠水中的濃度分布圖。

圖3是13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物在城市二級污水處理廠出廠水消毒實驗中的濃度分布圖。

圖4是13種新型極性苯酚類氯代溴代消毒副產(chǎn)物在模擬飲用水樣消毒實驗中的濃度分布圖。

圖中，I.3,5-二氯-4-羥基苯甲醛，II.3-溴-5-氯-4-羥基苯甲醛，III.3,5-二溴-4-羥基苯甲醛，IV.3,5-二氯-4-羥基苯甲酸，V.3-溴-5-氯-4-羥基苯甲酸，VI.3,5-二溴-4-羥基苯甲酸，VII.3,5-二氯水楊酸，VIII.3-溴-5-氯水楊酸，IX.3,5-二溴水楊酸，X.2,4,6-三氯苯酚，XI.2,6-二氯-4-溴苯酚，XII.2,6-二溴-4-氯苯酚，XIII.2,4,6-三溴苯酚。

具體實施方式

為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。

實施例1

圖1顯示了本發(fā)明的技術(shù)方案可以一次同時實現(xiàn)13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

1)配制不同濃度梯度(10^-12g/L-10^-6g/L)的含3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲酸(以體積計)、3,5-二溴-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸、3-溴-5-氯水楊酸、3,5-二溴水楊酸、2,4,6-三氯苯酚、2,6-二氯-4-溴苯酚、2,6-二溴-4-氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚的標(biāo)工作準(zhǔn)溶液。其中，3-溴-5-氯-4-羥基苯甲酸沒有可用的標(biāo)準(zhǔn)品，因而根據(jù)文獻(xiàn)(Pan,Y.,Zhang,X.,2013.Four groups of new aromatic halogenated disinfection byproducts:Effect of bromide concentration on their formation and speciation in chlorinated drinking water.Environmental Science and Technology 47(3),1265–1273)中的方法自己合成，其余的均可在網(wǎng)上買到標(biāo)準(zhǔn)品。

2)配制含3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3-溴-5-氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3,5-二溴-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸、3-溴-5-氯水楊酸、3,5-二溴水楊酸、2,4,6-三氯苯酚、2,6-二氯-4-溴苯酚、2,6-二溴-4-氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚的濃度為1mg/L混合溶液作為待測水樣。

3)取步驟2)中所配置的待測水樣1L用H₂SO₄將pH調(diào)到0.5。對于每升酸化過的樣品加入100g Na₂SO₄使其飽和，然后再加入100mL甲基叔丁基醚萃取，放置15min后用50mL甲基叔丁基醚對上層有機(jī)層進(jìn)行二次萃取，靜止5min后再將上層有機(jī)層轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中并且減壓濃縮到0.5mL，在加入10mL的乙腈旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到0.5mL。將上述經(jīng)過酸化、加Na₂SO₄、多重萃取和旋蒸后的待測水樣用超純水稀釋至1mL，并用孔徑為0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾。

4)對步驟1)中所提及的13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行一次同時檢測：建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，3.1kV；源溫度，130℃；脫溶劑溫度，500℃；脫溶劑氣流速，800L/h；錐孔氣流速，50L/h；13種化合物的多反應(yīng)監(jiān)測掃描方法所涉及的碰撞能、錐孔電壓和離子駐留時間見表1；b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，5μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，30℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

表1：13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的錐孔電壓、碰撞能和離子駐留時間。

5)對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。在確定是同一種物質(zhì)后，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例1中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間為11min。

隨后，根據(jù)13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物濃度檢測結(jié)果，對本方法的檢出限、定量限、精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行了確定，具體方法如下：

1)檢出限和定量限的確定方法：每種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的測定值分別能滿足7次測定值相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤10％、回收率在90％至110％之間、信噪比≥3(檢出限)和信噪比≥10(定量限)的最低濃度。(用于測定的溶液體積為1L，由13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)品配制。)

2)精密度的確定方法：用被測物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品定量稱樣并配制成相對濃度為80％、100％、120％三種測試溶液，每種溶液制備3份，每份溶液進(jìn)樣三次。計算每個樣品三次進(jìn)樣的平均峰面積及RSD；計算每個濃度點(diǎn)的3份溶液的含量及相應(yīng)的RSD；計算每個濃度點(diǎn)的平均含量及3個點(diǎn)間相應(yīng)的RSD。

3)準(zhǔn)確度的確定方法：用被測物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品定量稱樣并配制成相對濃度為80％、100％、120％三種測試溶液，每種溶液制備3份，每份溶液進(jìn)樣三次。計算每個樣品溶液的平均含量，并計算3個濃度點(diǎn)的9個溶液的總平均含量值與大于95％的置信區(qū)間。

本實施例1中，檢出限和定量限范圍分別為0.42-26.64ng/L和1.35-63.64ng/L(詳見表2)。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為1.9％-2.2％；回收率范圍為98％-103％。

表2：13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的檢測方法的檢出限和定量限、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和回收率。

實施例2

在實施例2中，針對13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物中的一種或多種物質(zhì)采取本發(fā)明的技術(shù)方案同時進(jìn)行測定。其具體方法包括如下步驟：

步驟1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，2)配置待測水樣，以及步驟3)待測水樣的預(yù)處理，與實施例1中所描述的方法相同。

步驟4)中，對13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物中的進(jìn)行了隨機(jī)組合，即對13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物中的一種或者幾種進(jìn)行組合，分次(2-12次)采用本發(fā)明中的檢測方法進(jìn)行檢測。建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置與實施例1中的相關(guān)參數(shù)設(shè)置一樣。

步驟5)中，對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定是同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

根據(jù)本實施例中選取同時檢測的樣品的數(shù)量的不同，本實施例中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間為22-143min。

本實施例中此方法的檢出限和定量限范圍分別為0.42-26.64ng/L和1.35-63.64ng/L(詳見表2)。

實施例3

在實施例3中，采用本發(fā)明的檢測方法對自來水廠出廠水中所含的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液與實施例1中所描述的方法相同。

2)采集新鮮的自來水廠出廠水1L，水樣在4℃冷藏條件下快速運(yùn)回實驗室。

3)取2)中水樣100mL滴定水中余氯含量，然后向剩余的0.9L水樣中加入摩爾比過量5％的亞砷酸鈉終止反應(yīng)。再用H₂SO₄將pH調(diào)到0.5。對于每升酸化過的樣品加入90g Na₂SO₄使其飽和，然后再加入90mL甲基叔丁基醚萃取，放置15min后用45mL甲基叔丁基醚對上層有機(jī)層進(jìn)行二次萃取，靜止5min后再將上層有機(jī)層轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中并且減壓濃縮到0.5mL，在加入10mL的乙腈旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到0.5mL。將上述經(jīng)過酸化、加Na₂SO₄、多重萃取和旋蒸后的待測水樣用超純水稀釋至1mL，并用孔徑為0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾。

4)采用本發(fā)明中的檢測方法同時對13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行檢測。建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，3.1kV；源溫度，130℃；脫溶劑溫度，500℃；脫溶劑氣流速，800L/h；錐孔氣流速，50L/h；13種化合物的多反應(yīng)監(jiān)測掃描方法所涉及的碰撞能、錐孔電壓和離子駐留時間見表1。b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，5μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，30℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

5)對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定是同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間為11min。

本實施例中檢測出13種待測消毒副產(chǎn)物(見圖2)，其中3,5-二氯-4-羥基苯甲醛濃度低于方法定量限。其余12種待測消毒副產(chǎn)物的濃度范圍為1.35–215.0ng/L。

實施例4

在實施例4中，采用本發(fā)明的檢測方法對城市二級污水處理廠出廠水中所含的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液與實施例1中所描述的方法相同。

2)采集新鮮的城市二級污水處理廠出廠水1L，水樣在4℃冷藏條件下快速運(yùn)回實驗室，在實驗室分別用5mg的氯胺或氯(以次氯酸鈉代替)(以Cl₂計)消毒12h。

3)取2)中經(jīng)消毒12h的水樣100mL滴定水中余氯含量，然后向剩余的0.9L水樣中加入摩爾比過量5％的氯化銨溶液終止反應(yīng)。再用H₂SO₄將pH調(diào)到0.5。對于每升酸化過的樣品加入90g Na₂SO₄使其飽和，然后再加入90mL甲基叔丁基醚萃取，放置15min后用45mL甲基叔丁基醚對上層有機(jī)層進(jìn)行二次萃取，靜止5min后再將上層有機(jī)層轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中并且減壓濃縮到0.5mL，在加入10mL的乙腈旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到0.5mL。將上述經(jīng)過酸化、加Na₂SO₄、多重萃取和旋蒸后的待測水樣用超純水稀釋至1mL，并用孔徑為0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾。

4)采用本發(fā)明中的檢測方法同時對13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行檢測。建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，3.1kV；源溫度，130℃；脫溶劑溫度，500℃；脫溶劑氣流速，800L/h；錐孔氣流速，50L/h；13種化合物的多反應(yīng)監(jiān)測掃描方法所涉及的碰撞能、錐孔電壓和離子駐留時間見表1；b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，5μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，30℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

5)對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定是同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例4中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間為11min。

在本實施例4針對氯胺消毒和氯消毒的城市二級污水處理廠出廠水中，均檢測到此13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物(見圖3)，所檢測到的濃度范圍為分別為8.98-980.4ng/L和15.36-1900.5ng/L。

實施例5

在實施例5中，采用本發(fā)明的檢測方法對實驗室配制1L模擬飲用水樣中所含的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行了分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液與實施例1中所描述的方法相同。

2)在實驗室配制1L模擬飲用水樣：將3mg(以C計)的天然有機(jī)物(SRNOM，2SRFA或SRHA或2R101N)，90mg(以CaCO₃計)的NaHCO₃和400μg(以Br計)的KBr溶解于1L超純水中。分別用5mg的氯胺或氯(以次氯酸鈉代替)(以Cl₂計)消毒12h。

3)取2)中經(jīng)消毒12h的水樣100mL滴定水中余氯含量，然后向剩余的0.9L水樣中加入過量5％的抗壞血酸(維生素C)溶液終止反應(yīng)。再用H₂SO₄將pH調(diào)到0.5。對于每升酸化過的樣品加入90g Na₂SO₄使其飽和，然后再加入90mL甲基叔丁基醚萃取，放置15min后用45mL甲基叔丁基醚對上層有機(jī)層進(jìn)行二次萃取，靜止5min后再將上層有機(jī)層轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中并且減壓濃縮到0.5mL，在加入10mL的乙腈旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到0.5mL。將上述經(jīng)過酸化、加Na₂SO₄、多重萃取和旋蒸后的待測水樣用超純水稀釋至1mL，并用孔徑為0.45μm的聚四氟乙烯膜過濾。

4)采用本發(fā)明中的檢測方法同時對13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行檢測。建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，3.1kV；源溫度，130℃；脫溶劑溫度，500℃；脫溶劑氣流速，800L/h；錐孔氣流速，50L/h；13種化合物的多反應(yīng)監(jiān)測掃描方法所涉及的碰撞能、錐孔電壓和離子駐留時間見表1。b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，5μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，30℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

5)對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定是同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例5中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間為11min。

本實施例5中氯胺消毒的實驗室模擬飲用水樣中，檢測到3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3,5-二溴-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸、3-溴-5-氯水楊酸、3,5-二溴水楊酸、2,4,6-三氯苯酚、2,6-二氯-4-溴苯酚、2,6-二溴-4-氯苯酚和2,4,6-三溴苯酚等11種待測消毒副產(chǎn)物，其中5種(3,5-二氯-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二氯-4-羥基苯甲酸、3,5-二氯水楊酸和3,5-二溴水楊酸等)的濃度低于定量限，另外生成的6種待測消毒副產(chǎn)物濃度范圍為1.35-102.16ng/L。

氯消毒的實驗室模擬飲用水樣中，檢測到13種待測消毒副產(chǎn)物(見圖4)，其中3,5-二氯-4-羥基苯甲酸消毒副產(chǎn)物的濃度低于定量限。另外生成的12種待測消毒副產(chǎn)物濃度范圍為2.64-241.1ng/L。

實施例6

本實施例6中，采用本發(fā)明的技術(shù)方案一次同時實現(xiàn)13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

步驟1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，2)配置待測水樣，以及步驟3)待測水樣的預(yù)處理，與實施例1中所描述的方法相同。

步驟4)中，對步驟1)中所提及的13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行一次同時檢測：建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓，2.5kV；源溫度，100℃；脫溶劑溫度，300℃；脫溶劑氣流速，600L/h；錐孔氣流速，25L/h；b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，2μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，20℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

步驟5)中，標(biāo)準(zhǔn)加入法校正曲線的繪制和結(jié)果計算：對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定為同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例6中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間范圍為11min。

本實施例6中此方法的檢出限和定量限范圍分別為8.27-360.4ng/L和14.34-453.2ng/L。

實施例7

本實施例7中，采用本發(fā)明的技術(shù)方案一次同時實現(xiàn)13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的分離與檢測。其具體方法包括如下步驟：

步驟1)配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，2)配置待測水樣，以及步驟3)待測水樣的預(yù)處理，與實施例1中所描述的方法相同。

步驟4)中，對步驟1)中所提及的13種苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行一次同時檢測：建立的超高效液相色譜/電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜儀(UPLC/ESI-tqMS)檢測分析方法的參數(shù)設(shè)置如下：a.質(zhì)譜參數(shù)：電離方式，電噴霧電離負(fù)離子模式；毛細(xì)管電壓,3.7kV；源溫度，150℃；脫溶劑溫度，650℃；脫溶劑氣流速，1000L/h；錐孔氣流速，200L/h；b.液相色譜參數(shù)：進(jìn)樣體積，10μL；色譜柱型號，Acquity UPLC HSS T3(2.1×100mm，填充物粒徑1.8μm，Waters)；柱溫，40℃；流動相，水/甲醇；流速，0.4mL/min。梯度洗脫過程如下：在開始的8min里，流動相水/甲醇的比例從95/5線性的變成5/95，在之后的0.1min里面線性的變回95/5，這個組分繼續(xù)保持2.9min,使柱子平衡。

步驟5)中，標(biāo)準(zhǔn)加入法校正曲線的繪制和結(jié)果計算：對步驟4)中得到的色譜圖采用已知物質(zhì)保留值直接對照法、增加峰高法或三維圖譜檢測器定性法，初步判定樣品中的色譜峰是否與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為同一物質(zhì)。確定為同一種物質(zhì)后再采用標(biāo)準(zhǔn)加入法分別計算樣品中的13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的濃度。

本實施例中測定這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物所需總時間范圍為11min。

本實施例中此方法的檢出限和定量限范圍分別為19.34-486.5ng/L和36.79-694.3ng/L。

本發(fā)明所述的檢測方法檢測限和定量限低，可滿足不同水體中這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物的準(zhǔn)確檢測和定量，尤其是那些只含痕量的這些消毒副產(chǎn)物的水體；此外，該檢測方法可以對這13種新型極性苯酚類氯代/溴代消毒副產(chǎn)物進(jìn)行很好的分離，實現(xiàn)一次同時檢測13種消毒副產(chǎn)物，大大提升了檢測效率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。