前言
近日多家媒体报告了关于全国饮用水系统中亚硝胺类消毒副产物的普查结果。研究中测试了当前已知的全部9中亚硝胺类消毒副产物，其中NDMA（亚硝基二甲胺）的浓度最高。
美国EPA综合风险信息系统把6种亚硝胺类化合物列为饮用水中需要检测的非限定污染物，同时把他们归为对人体健康的危害属于B2级。亚硝胺类化合物是极性分子，一般情况下溶于水，他们的辛烷/水分配系数很低，一般很难被有机溶剂提取或吸附于非极性材料表面。
本实验采用Cleanert NDMA固相萃取柱对饮用水中的亚硝胺类化合物进行富集，结合SPE-M08固相萃取装置，可同时处理8个样品，前处理方法简单快速，结果准确稳定。
实验部分
仪器、试剂与材料
主要仪器设备
AB SCIEX API 4000+液相质谱联用仪；
气相色谱串联质谱仪；
高效液相色谱仪（配紫外检测器）
试剂材料
乙腈、二氯甲烷、甲醇为色谱纯；实验用水为超纯水；
一次性无菌注射器；Nylon针式过滤器(0.22 μm，直径13 mm)；
Cleanert NDMA：500 mg/6 mL
样品制备
样品制备
量取500 mL水，待净化。
样品净化
取Cleanert NDMA固相萃取柱(500 mg/6 mL)，依次用5 mL二氯甲烷，5 mL甲醇，5 mL水活化小柱；将待净化液以10 mL/min流速通过Cleanert NDMA小柱，抽干10 min；最后用10 mL 二氯甲烷洗脱，收集；将收集液40℃氮气吹至0.3 mL，用甲醇溶解定容至1 mL，过0.22 μm Nylon针式过滤器，供仪器检测。
实验条件
液质检测
液相条件
色谱柱：Venusil MP C18，3 μm，100 ?，3.0 × 50 mm；
流动相：A:水；B:乙腈
柱 温：30℃
进样量：5 μL
质谱条件
离子源：ESI+；电喷雾电压：5500 V；雾化气压力：8 psi；气帘气压力： 50 psi；辅助气压力：50 psi；离子源温度：400℃；采集方式：多反应监测(MRM)。
梯度洗脱：见表1
表1.液相色谱梯度洗脱条件
时间/min | 流速/mL/min | A/% | B/% |
0.00 | 0.3 | 95 | 5 |
1.00 | 0.3 | 95 | 5 |
2.00 | 0.3 | 50 | 50 |
4.00 | 0.3 | 10 | 90 |
8.00 | 0.3 | 10 | 90 |
8.10 | 0.3 | 95 | 5 |
14.00 | 0.3 | 95 | 5 |
质谱参数：见表2
表2. 9种亚硝胺类化合物液质质谱参数
物质名称 | Q1 | Q3 | DP/V | CE/V |
亚硝基二甲胺 NDMA | 75.2 | 43.2 | 58.5 | 23.1 |
58.0 | 18.8 | |||
亚硝基甲乙胺 NMEA | 89.2 | 61.0 | 50.0 | 16.8 |
43.2 | 17.5 | |||
亚硝基二乙胺 NDEA | 103.1 | 57.1 | 81.0 | 14.9 |
72.9 | 17.5 | |||
亚硝基二丙胺 NDPA | 131.0 | 89.0 | 45.0 | 15.0 |
43.0 | 25.0 | |||
亚硝基二正丁胺 NDBA | 159.0 | 57.0 | 53.0 | 20.0 |
103.0 | 16.0 | |||
亚硝基哌啶 NPIP | 115.0 | 69.0 | 58.0 | 22.0 |
41.0 | 36.0 | |||
亚硝基吡咯烷 NPYR | 101.0 | 55.0 | 56.0 | 24.0 |
41.0 | 36.0 | |||
亚硝基吗啉 NMPH | 117.0 | 87.0 | 55.0 | 17.0 |
45.0 | 30.0 | |||
亚硝基二苯胺 NDPH | 199.0 | 169.0 | 55.0 | 16.0 |
104.0 | 30.0 | |||
66.0 | 39.0 |
注：下划线为定量离子
气质检测
色谱柱：DA-INNOWAX (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)；
进样量：1 μL；
进样口：260℃，不分流进样；
程序升温：起初50℃保持1 min，之后以10℃/min的速度升至180℃，然后以20℃/min的速度升至250℃，保持10 min
载气：氦气，1 mL/min
离子源：230℃
表3. 9种亚硝胺类化合物质谱参数
中文名称 | 英文简称 | CAS | SIM离子 |
亚硝基二甲胺 | NDMA | 62-75-9 | 74/42/43 |
亚硝基甲乙胺 | NMEA | 10595-95-6 | 88/43/42 |
亚硝基二乙胺 | NDEA | 55-18-5 | 102/56/57/42 |
亚硝基二丙胺 | NDPA | 621-64-7 | 130/70 |
亚硝基二正丁胺 | NDBA | 924-16-3 | 158/116/84 |
亚硝基哌啶 | NPIP | 100-75-4 | 114/55/56 |
亚硝基吡咯烷 | NPYR | 930-55-2 | 100/41/68 |
亚硝基吗啉 | NMPH | 59-89-2 | 116/86/56 |
亚硝基二苯胺 | NDPH | 86-30-6 | 167/168/169 |
液相检测
色谱柱：Venusil XBP C18（L），5 μm，150 ?，4.6 × 250 mm；
流动相：A:水；B:乙腈
流 速：1.0 mL/min
柱 温：30℃
进样量：10 μL
检测波长：240 nm
结果与讨论
实验结果
由表4可知，采用固相萃取结合不同检测仪器检测水中亚硝胺类化合物，加标回收率在70% ~ 100%之间；变异系数均小于10%，能够满足检测要求。由图1 ~ 13可看出经Cleanert NDMA净化效果良好，采用Venusil MP C18和Venusil XBP C18（L）色谱柱检测得到的目标物峰形良好，且保留时间稳定。
表4.水中亚硝胺类化合物加标回收实验结果(添加水平0.001 mg/L)
物质名称 | 英文简称 | 平均回收率/% | 变异系数/% |
亚硝基二甲胺 | NDMA | 91.0 | 4.9 |
亚硝基甲乙胺 | NMEA | 91.8 | 5.3 |
亚硝基二乙胺 | NDEA | 92.7 | 4.9 |
亚硝基二丙胺 | NDPA | 88.9 | 5.8 |
亚硝基二正丁胺 | NDBA | 84.1 | 3.2 |
亚硝基哌啶 | NPIP | 95.3 | 9.8 |
亚硝基吡咯烷 | NPYR | 93.4 | 5.3 |
亚硝基吗啉 | NMPH | 90.3 | 7.5 |
亚硝基二苯胺 | NDPH | 73.7 | 9.7 |
实验谱图
图1. 0.5 μg/mL混合标准工作溶液液相色谱图
图2.水基质空白液相色谱图
图3. 0.001 mg/L水基质加标液相色谱图
图4. 9种亚硝胺类混合标准工作溶液GC-MS色谱图
图5.NDMA标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图6.NMEA标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图7.NPYR标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图8.NDEA标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图9.NPIP标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图10.NMPH标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图11.NDPA标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图12.NDBA标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
图13.NDPH标准工作溶液LC-MS/MS色谱图
结论
本实验分别建立了水中亚硝胺类化合物的LC-MS/MS、GC-MS和HPLC-UV的检测方法，并结合固相萃取技术对水中亚硝胺类化合物进行了测定。对于加标量为0.001 mg/L的水进行了检测，回收率在70% ~ 100%，固相萃取方法稳定并且色谱柱重现性良好，说明本方法能够用于水中亚硝胺类化合物的检测。
附：相关产品
产品名称 | 规格描述 | 包装数量 | 订货号 |
Venusil MP C18 | 3 μm，100 ?，3.0 × 50 mm | 1支 | VA930503-0 |
Venusil XBP C18（L） | 5 μm，150 ?，4.6 × 250 mm | 1支 | VX952505-L |
Cleanert NDMA | 500 mg/6 mL | 30支/包 | ND5006 |
M08型正压固相萃取装置 | 8通道，配大体积上样 | 1台 | SPE-M08 |
保护柱套 | 适用于4.6 × 10 mm和2.1 × 10 mm | 1支 | SH-100 |
直联式保护柱芯 | 5 μm，150 ?；4.6 × 10 mm | 4支/包 | VX950105-LS |
保护柱芯 | 3 μm，100 ?；3.0 × 10 mm | 4支/包 | VA930103-0 |
1.5 mL样品瓶 | 短螺纹透明带书写处 32 × 11.6 mm | 100/pk | 1109-0519 |
1.5 mL样品瓶盖 | 9 mm中心孔蓝盖，红色橡胶/米色PTFE隔垫45°Shore A; 1.0 mm | 100/pk | 0915-1819 |
Nylon针式过滤器 | 单膜，13 mm，0.22 μm | 200个/包 | AS021320 |
一次性注射器 | 2 mL无针头 | 100支/包 | LZSQ-2ML |
15位氮吹仪 | 15位 | 1台 | NV15-G |
应用编号：AF10143
