高效液相色谱-荧光检测法测定西藏饮用天然水中阴离子表面活性剂

王 君，王顺芝，魏 霜，曹晓钢*，李国成，李志勇

（1. 拉萨海关技术中心，西藏 拉萨 850002；
2. 国家矿泉水检测重点实验室（拉萨），西藏 拉萨 850002；
3.广州海关技术中心，广东 广州 510623；
4. 拉萨日多温泉山庄有限公司，西藏 拉萨 850216）

饮用天然水包括饮用天然矿泉水和包装饮用水，执行的标准分别为GB 8537—2018《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》和GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》，对阴离子表面活性剂（以十二烷基苯磺酸钠计）规定的限值均为0.3 mg/L。直链烷基苯磺酸钠（Linear alkylbenzene sulfonate,LAS）是洗涤剂中最常用的阴离子表面活性剂，由于LAS用量大，不易降解，易污染水体，已成为当前水质检测的重要指标之一。张莹辉等[1]研究LAS对猪肝脏组织的毒性作用发现，肝脏是LAS产生毒害作用的主要靶器官。赵文红等[2-3]发现LAS能抑制小鼠体质量增长，影响肝组织抗氧化功能，对肝组织造成一定损伤；
LAS还可抑制人张氏肝细胞增殖，改变细胞形态，并导致肝细胞损伤、凋亡和坏死。刘小强等[4-5]研究发现，LAS对雌性和雄性小鼠生殖系统均有毒害作用。以上研究表明，LAS对人体有较强毒性，因此，检测饮用天然水中阴离子表面活性剂的含量具有十分重要的意义。

目前，阴离子表面活性剂的测定方法主要有亚甲蓝分光光度法[6-7]、二氮杂菲萃取分光光度法、连续流动注射分析法[8-14]、生物传感器法[15]、气相色谱-质谱法[16]、高效液相色谱法[17-20]。其中前三种方法属于光谱法，需用到易制毒试剂三氯甲烷，操作过程复杂，重现性和准确度较难控制，对检测人员技术要求较高。生物传感器法采用了一种基于微生物燃料电池的生物传感器定量测定废水中LAS的浓度，电流密度与LAS浓度（范围为10～120 mg/L）之间存在线性关系，检出限高，适用于废水中阴离子表面活性剂的快速测定。气相色谱-质谱法前处理过程较复杂，需添加衍生化试剂，相关文献报道较少。高效液相色谱法分析速度快，试剂用量少，已报道的研究主要用于测定废水、餐具、啤酒中阴离子表面活性剂，不适用于饮用天然水的检测。因此本研究拟利用高效液相色谱-荧光检测法测定西藏饮用天然水中阴离子表面活性剂含量，以期为相关标准的制修订提供科学参考。

1.1 仪器与试剂

LC-20AD型高效液相色谱仪（配有荧光检测器RF-20A，日本岛津公司）；
Milli-Q超纯水仪（美国Millipore公司）；
XP204电子分析天平（感量0.1 mg，美国梅特勒-托利多公司）；
Shimpack VP-ODS C18色谱柱（4.6 mm×150 mm，5 μm，日本岛津公司）；
0.22 μm聚四氟乙烯滤膜（polytetrafluoroethylene，PTFE，天津津腾实验设备有限公司）。

甲醇（色谱纯，美国CNW公司）；
阴离子表面活性剂标准溶液（以十二烷基苯磺酸钠计，1000 μg/ml，中国计量科学研究院）。

1.2 样品

6份西藏饮用天然水样品均采自拉萨市百益超市（西郊店），样品信息见表1。

表1 样品信息

1.3 方法

1.3.1 标准溶液的配制 准确量取1000 μg/ml阴离子表面活性剂标准溶液10 ml置入100 ml量瓶，用纯水定容至刻度，配制成100 μg/ml的标准储备液，4 ℃避光冷藏。

按照上述方法，逐级稀释成1.0 μg/ml的标准储备液，4 ℃避光冷藏。用空白样品基质将标准储备液稀释成20.0，50.0，100.0，200.0，300.0 μg/L的标准工作溶液，现用现配。

1.3.2 色谱条件 色谱柱为Shim-pack VP-ODS C18（150 mm×4.6 mm, 5 μm），柱温40 ℃；
流动相为甲醇:水=94:6（v:v）；
流速0.4 ml/min，进样量4 μl；
检测激发波长232 nm，发射波长290 nm。

1.3.3 样品前处理 将样品过0.22 μm聚四氟乙烯滤膜，供高效液相色谱仪分析。

2.1 条件的优化

2.1.1 检测器的选择 比较紫外检测器（SPD-20A）和荧光检测器（RF-20A）。紫外检测器选择波长224 nm[21]，其他色谱条件与荧光检测器条件相同，采用1.3.2项下条件。实验发现，紫外检测器的响应值明显低于荧光检测器的响应值。因此，本实验采用荧光检测器进行进一步研究。

2.1.2 流动相的选择 考察甲醇+水、甲醇+乙酸铵溶液（20 mmol/L）、甲醇+乙酸铵溶液（20 mmol/L，0.1 %甲酸水溶液）体系。检测发现：甲醇+乙酸铵溶液体系，目标物质无法出峰。选用甲醇+水体系，甲醇:水=15:85（v:v）时，目标物质无法出峰；
甲醇:水=85:15（v:v）时，目标物质出峰，但峰形有拖尾现象；
甲醇:水=94:6（v:v）时，目标物质分离效果较好，峰形尖锐，对称性良好，见图1。表明甲醇含量越高，越容易将阴离子表面活性剂从色谱柱上洗脱下来。因此，本实验选择甲醇:水=94:6（v:v）作为流动相。

图1 流动相为甲醇:水=94:6（v:v）时HPLC色谱图

2.1.3 流速的选择 考察流动相的流速0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 ml/min对目标物质分离效果的影响。当流速为0.2 ml/min时，出峰时间较慢，峰形较宽；
当流速为0.6，0.8，1.0 ml/min时，出峰时间较快，峰高下降，响应值降低。综合以上情况，本实验选择0.4 ml/min为最佳流速。

2.1.4 标准工作溶液的优化 实验中发现，标准工作溶液采用纯水配制时，出峰时间约2.5 min；
而实际样品检测时，出峰时间约3.1 min，见图2。纯水的pH值为6.0～7.0，呈弱酸性，而西藏饮用天然矿泉水和包装饮用水样品的pH值通常为7.5～8.5，呈弱碱性，样品基质对目标物质干扰较大，明显影响出峰时间。为了消除样品基质的干扰，本实验采用空白样品基质加标方式做标准曲线，得到的结果较为满意。

图2 标准溶液和样品出峰时间

2.2 线性关系和检出限

分别精密吸取1.3.1项下20.0，50.0，100.0，200.0，300.0 μg/L各浓度线性标准工作溶液4 μl注入高效液相色谱仪，按1.3.2项下色谱条件测定，以峰面积Y为纵坐标，质量浓度X（μg/L）为横坐标作标准曲线。曲线回归方程为Y=457.09X+2077.9，线性相关系数r为0.9999，方法线性关系好。将标准工作溶液添加至空白基质样品中，以能检出的最低质量浓度5.0 μg/L为检出限（LOD），现行有效国标检测方法GB/T 5750.4—2006《生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标》、GB 8538—2016《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》中亚甲蓝分光光度法、二氮杂菲萃取分光光度法的检出限分别为50.0，25.0 μg/L，结果表明，本方法灵敏度较高。

2.3 回收率和精密度

取同一西藏饮用天然水样品，根据优化条件，分别对样品加标低、中、高3个浓度，每个浓度水平平行测定6次，计算测定值的回收率和相对标准偏差（RSD），结果见表2。本方法对饮用天然水样品的加标回收率为96.5 %～99.9 %，检测结果的RSD值为0.2 %～1.7 %，表明该方法具有较好的准确度和精密度。

表2 阴离子表面活性剂的加标回收率和精密度试验结果（n=6）

2.4 样品测定

采用本研究方法测定西藏本地生产的6个饮用天然水中的阴离子表面活性剂含量，结果见表3。

表3 西藏饮用天然水样品中阴离子表面活性剂含量测定结果

西藏是我国水资源最丰富的地区，饮用天然水资源总体水龄适中，富含锂、锶、偏硅酸等多种天然常量及微量元素，呈天然弱碱性，是世界公认的最好淡水资源之一。西藏自治区政府提出要把饮用天然水产业作为区特色优势产业的一个重要龙头，着力打造“西藏好水”。

本方法的检出限显著低于国标检测方法，在6个样品中均未检出阴离子表面活性剂（＜5.0 µg/L），表明西藏饮用天然水中阴离子表面活性剂含量极低，进一步从科学数据上印证了“西藏好水”。

本研究建立了高效液相色谱-荧光检测法测定西藏饮用天然水中阴离子表面活性剂含量的分析方法。结果表明，该方法操作简单，无需前处理，检出限低，回收率和精密度好，完全满足实际样品的检测要求，可实现大批量快速检测，极大地提高了工作效率，同时也减少了实验过程中的二次污染问题，为饮用天然水的质量控制提供了快速准确的检测方法。