烷基酚及其聚氧乙烯醚的测定

环境与可持续发展2007年第1期ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENTNo.1, 2007烷基酚及其聚氧乙烯醚的测定李临生”兰云军’ 罗卫平’ 银德海'(1. 温州大学浙江省皮革重点实验室，浙江温州, 3250272.陕西科技大学应用化学研究所，陕西咸阳，712081)[摘要]本文介绍了同位素标记或多克隆抗体酶联免疫法适于测定生物体中微量APE及其降解产物，固定酶酶联免疫检测法(ELISA) 可检测出~ 10 ng/mL的壬基酚和相关化合物。[关键词]表面活性剂;烷基酚聚氧乙烯醚;壬基酚;监测中图分类号: X132/0655文献标识码: A文章编号: 1673- 288 (2007) 01 - 0014-03-上世纪80年代欧洲国家陆续停止使用APE，1997法分离灵敏度有限。APE含苯环结构，所以简单样品年美国环境保护署(EPA) 将NP划为70种环境激素的中APE测定可考虑直接采用光度法，如紫外分光光度化学物质之一，同年，我国提出在洗涤剂中禁用APE。法。APE和NP含有荧光生色基苯氧基，在-.定的波长2003年3月欧洲议会正式通过的有关限制壬基酚紫外光照射下会发射自身特征荧光而具有高度选择性(NP)及烷基酚聚氧乙烯醚(APE) 出售的法律文件中和灵敏性，其水溶液在浓度小于CMC时，荧光发射强提出最好由欧洲标准化组织CEN制定一个符合欧洲水度与浓度成正比，因此排除干扰后可采用荧光检测法平的检测方法。(FES)直接定量，也可与HPLC联用，HPLC 采用荧光表面活性剂分析可采用仪器法和化学法。采用化检测器对NP和NP1E的检测限可达0.01pg/L1.2。APE学法时，非离子表面活性剂往往和相对分子质量较大的组成分析或复杂的复合样品分析--般包括浓缩分离的试剂(如卟啉铅、磷钼酸)反应形成金属盐配合物等预处理操作，如采用柱层析法、TCL、GC- MS、后间接定量;非离子表面活性剂、肥皂、脂肪酸及两HPLC- MS、凝胶色谱法以及裂解气相色谱-质谱联用性表面活性剂混合物可以用亚甲基蓝或混合酸性指示技术等。测定时往往需要含不同EO加合摩尔数的SAA剂用常规的两相滴定法来测定，但化学法不能直接分作为标准样品。其中，以HPLC/MS法最为常见，其检析非离子表面活性剂同系物的各个组份。出限一般约为1 ~ 10pg/L。APE的检测方法可分为化学分析法、仪器分析法1烷基酚聚氧乙烯醚的质谱和生物检测法，其中仪器分析法最重要。APE仪器定性和定量化学分析可采用比色法、浊度法、色谱法(包烷基酚聚氧乙烯醚及衍生物特征碎片主要有m/z 45括TL、GC、LC、超临界流体色谱SFC)、MS、NMR、毛(EO)、107、 121、 127 (CHg)、 135、 163、 179、 219细管电泳法(CE) 和电化学法等，胶束电动色谱电泳(NP，M* -1)、220 (NP, M+ )、264 (NP1E, M*), 287组织做好矿区生态恢复及保护工作，坚决取缔群境建设与发展对策[J]. 水土保持通报，2002, 22 (5): 66-69.采民采、滥采滥挖的非法矿山，对现有的尾矿和矿渣2肖国明， 杜华杰.加强丹江口库区综合治理确保南水北调供水安实施生态恢复;大力发展生态农业，推广和建设沼气全[J]. 中国水土保持swCC, 2003，(3): 20~21.工程，科学实施能源替代。3万咸涛. 汉江流城及丹江口库区水环境质量现状分析[J]. 江苏环严格控制农业和养殖业的面源污染，大力发展绿色食品和有机食品，减少化肥施用量，控制农药造成4地中国煤化工的面源污染;划定畜禽水产养殖禁养区,规模化的畜禽5生MHCNMHG养殖场必须达标排放，固体废弃物实施资源化。基金项目:华北水利水电学院青年科研基金(H5OQ2000)参考文献作者简介:成庆利(1971-), 女，河南沁阳人，主要从事环.1杜国勞青戴程李玉保等.丹江口水库水源区水土保持生态环境生态学研究。李临生等:烷基酚及其聚氧乙烯醚的测定15●(NP1E，M* + Na), 292、405 (OP4E)、 646 (NP9E +中，LC- MS法是研究重点(4)。NPI0E)、661 (NP10E)、 749 (NP12E)、 810 (NPI3E)、与高分辨气相色谱相比，HPLC 法的缺点是分离效933 ( OP16E) 1989 ( 0P40E)、2003 ( NP40E)、2443率较差，易受杂质干扰，对各级EO之间的分离还没有(OP50E)、3322 (NP70E)。 GC- MS检出限~ 0.01pg/Lo得到彻底的解决。反相HPIC (RP- HPLC)适于分离nAPE的MS特点是①质子化乙氧基特征峰在m/z45处的<4的NPEO,而正相HPIC (NP- HPLC)对于n>4的.峰一般为基峰，质子化二乙氧基特征峰m/z为89，质NPE具有较好的分离效果。NP- HPLC操作相对较简子化三乙氧基特征峰m/z为133;②与EO数分布有关，单， 且分析速度快，多采用氨基硅烷柱，以正已烷/异如EO数主要为9~17的APE，其NP9E到NPI7E的分丙醇、乙酸乙酯/乙醇等为流动相梯度洗脱。子离子峰(M+ +1)在m/z大于600~ 1000范围有明显HPLC检测器可采用紫外(在225或277 nm)或荧规律的特征峰。③APEMS 碎片易与碱金属离子结合形光检测器(激发和发射波长分别在233nm、295 nm左成加合离子峰，其中钠、钾离子亲合性较大，锂离子右);在277mm处检测可克服很多共萃取物的干扰。NP的亲合性较小，环境样品往往含有碱金属盐，也可在- HPLC-荧光检测对壬基酚(NP) 和NP1E的检测限制备样品时加入某种碱金属盐作为离子化试剂以增强为0.01pg/L,对NP2E、NP3E为0.02pg/L,对NP4E ~该种碱金属加合离子峰的强度、抑制其他加合离子峰NP12E为0.05pg/L。HPLC- MS的对NP、NP (1-5) E的生成，使质谱图变得简单。的检测限为0.04 ~ 3ng/L (水样)和0.2~ 13ng/g (沉积.基质辅助激光解吸电离^飞行时间(MALDI- T0F)物干样)5)。法得到的分子离子峰强，可以给出数均、重均相对分RP- HPLC测定多采用Cig、Cq柱或苯基硅烷柱，子质量和相对分子质量分布等数据，分析范围宽、灵流动相多用甲醇/水或乙腈/水(或磷酸缓冲溶液)。在敏度高、分辨率好。a-氰基肉桂酸(CHCA) 是比较理RP - HPLC测定时，NP和NPEs的保留行为相同，所以想的辅助基质，其离子化效率高、所需激光强度小，要结合cC- MS和正相HPLC分析。有人建议用伪反相特别是所测得的样品分子量分布与理论预测值较吻合。色谱(即正相分析柱，反相流动相)解决HPLC的分离性问题，其检测下限~ 10pg/L。C1g和硅胶串联色谱柱可2气相色谱和高分辨气相色谱 (HRGC)以同时分离EO为1以上的所有NPnE。这种方法对重庆GC/MS和HPLC/MS是鉴定APE等非离子表面活性地区的长江和嘉陵江流域中痕量NpnE(标准样品n=1剂的重要方法，也是分离检测含AP及其衍生物复杂混~6)的检测下限为104/L (S/N = 10)。HPLC/MS/ MS谱合物的重要手段。联用技术可测定含8ng/L的APE及其降解产物的水，含APE及其降解产物的样品通过萃取、浓缩、行检出限为0.04~3 ng/L。这种方法也证明了APE及其降生化后，可采用GC、HRGC- MS分析。GC法的缺点是解产物主要是a-位叔碳的异构体。不适于分析n>4的难挥发性APE,为保证灵敏度GC分4环境中的APE及其降解产物的检测析需要衍生化，其操作复杂、耗时。HRGC 适于复杂样品和异构体分析，但柱寿命短，一般不适于直接分析n大多APE都由市政污水管网收集，最终通过污水>4的难挥发性APE;衍生化则可提高灵敏度和选择处理厂出水和污泥中进人环境。APE是城市污水和下性，HRCC-MS和HPLC灵敏度基本相同(0.5p/L),水道污泥中三种含量最大的有机污染物之- - (6)。柱前衍生气相色谱可确定多种壬基酚异构体组成，检水体、污泥和土壤中的APE及其降解产物不仅浓出限为0.55ng/L.度低、基体复杂，而且有多种同系物和异构体，而不常用的检测器有电子捕获检测器(ECD) 和氢火焰同结构的降解产物生理作用不同”。目前仍然不了解离子化检测器(FID)。 填充柱的灵敏度较低，毛细管APE及其降解产物在自然界，特别是在水体、污泥和柱高分辨气相色谱分辨率较高，特别是固相萃取-柱土壤中是如何分布、转化的，也没有建立能同时分离前衍生HRCC-MS可确定多种不同的同分异构体。衍分析不同EO数和链结构APE的可靠方法。生化可采用(硫酸二甲酯)醚化、酯化、酰化、烷烃在环境和生物样品检测时，预分离富集是必要的。化、硅烷化等，如有机硅化合物N, 0双(三甲基硅烷采用哗萃取柱进行SPE浓缩基)三氟乙酰胺(BSIFA)、五氟苯甲酰氯(PFB) 或五富集中国煤化工法对生活污水中NPE氟丙酸酐(PFPA) 等(3)。 全二维气相色谱联用(GCxn=MYHCNMH G NP2E含量最低，为GC- MS)可鉴定102个组份。0.078pug/L,而NP8E最高，为6.13yg/L;对NP、NPIE的检测限为0.01μg/L对NP2E、NP3E的检测限为3 HPLC0.021pg/L，对NP4E ~ NPI2E的检测限为0.05pg/ L (采样H啊务数甥LC/MS法是分析APE的主要方法，其量为IL),分析用时为50分钟。.16●环境与可持续发展2007年第1期5食物和生物体中APE及其降解产物的检测的壬基酚、辛基酚、烷基酚聚氧乙烯醚、卤化烷基酚聚氧乙烯醚及其降解产物。生物富集过程和在食物链中的转变与人类健康有总之，APE本身就是一种混合物，在环境中其降直接关系。解和氧化产物种类多、极性不同、浓度低、基体复杂，食物中烷基酚的分析方法仍在探讨之中。对10个需要检测的样品也有水体、污泥、食品、动植物等多鸡蛋样品和10个牛奶样品采用硅胶基质C- 18填料粉种类型，但其污染显然存在，目前尚没有-一种公认满末作为反相填料进行固相萃取、正相固相萃取净化后意的监测方法，在固相萃取等预处理的基础上采用GC用液相色谱一质谱/质谱检测的结果表明:牛奶和鸡蛋和HPLC与MS联用技术是发展方向。中NP和OP的回收率为79%~102%;NP和OP的检出参考文献限分别为:鸡蛋0. 10和0. 25pg/kg (S/N=3),牛奶0.05和0.101pg/kg;牛奶样品中有7份检出壬基酚，含量为1 de Voogt P, Petrovic M，Knepper IP. Interlaboratory studies for the dete-4.24ygkg~ 17.60rug/kg, 3份样品中检出辛基酚，含量mination of surfactants [C]. Comprehensive Analytical Chemistry, 509 ~为0. 101g/kg~ 0.12pg/kg，仅有一件样品检出了双酚A,523. Edited by: KnepperTP, Barcelo D. De Voogt P. Elsevier Science浓度为0.491:g/kg;鸡蛋样品中有8份检出了壬基酚，B. V.: Ansterdam, Neth. (English)， 2003.浓度范围为1.24wg/kg~ 2.94:g/kg，仅- -件样品检出了侯绍刚，徐建，汪磊等.黄河(兰州段)水环境中壬基酚及壬基辛基酚，浓度为0.41pg/kg, 3份样品检出了双酚A,浓酚聚氧乙烯醚污染的初步研究[J]. 环境化学，2005, 24 (3):250~ 254.度范围0.35p/kg~ 10.45pg/kgo结果表明，牛奶受壬基3 Alfredo Dia and Francesc V. Simultaneous Determination of Estrogenic酚的污染较鸡蛋严重[8)。Short Ehoxy Chain Nonylphends and Their Acidic Meabolites in Water by生物体中的APE及其降解物- -般通过富集、衍生an In- Sample Derivaizaion5olid - Phase Microextraction Method [J].化后采用HPLC或GC-MS、同位素标记或多克隆抗体Anal. Chem. , 2002, 74: 3869 ~ 3876.酶联免疫法测定。4 Jonkers N, Knepper TP, de Voogt P. Aenbic bidegradation pethways of人尿中的NPE可用C18-SPE柱浓缩净化后采用norylphenol ethoxylates elucidated by liquid chromatography - electrneprayC18反相HPLC或GC-MS检测。尿样采集后最好在24htandem mass spectrometry [J]. Advances in Mass Spectrometry, 2001,内测定，否则加盐酸调其pH值到2~3，以抑制微生物15, 873~874 .降解，并于-20C冰箱中避光贮存。测定时应先调整5 Loyo- Rosls JE, Schnmit- AfonsoI, Rice CP. Analysis ofoctyl- andpH至弱酸性(pH=4~5), 用SPE柱浓缩净化，抽气nonylphenol and their ethoxylates in water and sodiments by liquid chroma-5min除去SPE柱中水分，用二氯甲烷洗脱，脱水后在togaphy/landem mass spoctrontry [J]. Anal. Chem, 2003, 75 (18): .40C水浴中用氮气流缓缓吹干备用，術生化后用GC-4811 ~ 4817.Abed E, Martinez KC. Planas 0 et al. Priority organic pllutat asesementMS测定。18例正常成年人尿样中雌激素的测定结果表of sludgesfor agiculurl pupoes [J]. chemosphere. 2005, 3 (18): 1明正常成年人尿中NP含量为0.91 ~ 39.73yg/L,检出限为0.05μg/kg。7 Michalis F, Pangiota D, Constantina P et al. Analysis of nomylphenol动物组织中含有较多的脂质，样品预处理较复杂,and nonylphenol ethoylates in sewage sludge by high pefomane liquid可采用HPLC或GC-MS检测。chromalography fllowing microwave - asisted extraction [J]. Joumal of鱼体中短链APE可采用水蒸气蒸馏-层析柱法或ChromatogrphyA, 2005, 1089 (1~2): 45~51 .索氏提取-氧化铝层析柱预处理;但氧化铝不能有效邵兵，高迎新，韩灏等.基质固相分散萃取一液相色谱- - 质谱/质的去除样品中的干扰基质，干扰较大。采用GCB固相谱测定牛奶和鸡蛋中的烷基酚和双酚[J]. 环境化学，2005,5 24萃取柱，NP的回收率~ 80%，NP1E - NP16E的回收率(4): 483 ~ 485.在70.4% ~ 120%之间。LC- MS监测NP, NP1E和NP2E .9 Zeravik J, SkzyjovaK, NevrankovaZ et al. Developneat of Diret ELISA的定量下限为8ng/g和1ng/g (NP3E- NP6E)，基本上可for the Determination of 4 - Nonylphenol and 0ctyphenol [J]. Anal.满足痕量分析的要求。GCB固相萃取、LC- ESI- MS检Chem. 2004, 76: 1021 ~ 1027.测鲫鱼体内NP和APE的检测限为1 ng/go10 Mart' ianov A A, Drantiev BB, Zherdev AV e al. lmununoenyme assay采用酶联免疫法(ELISAs) 可从表面活性剂混合物中国煤化工ectieon of alyphenolie non -溶液中检出11.5pe/L的NP[9)。gYHCNMH Gamnta, 2005 65 (2), 367-374 (English)俄罗斯科学院生物化学所(0]采用固定酶技术，通过Mannich反应用甲醛将NP与蛋白耦合制备出可与抗作者简介:李临生(1941-),男，山东人,溫州大学和陕西原竞争的半抗原，再通过多克隆抗体进行检测。这种科技大学教授，主要从事应用化学研究。固定酶酶联免疼检测法(ELISA) 可检测出~ 10ng/mL