超高效液相色谱-串联质谱法测定生活饮用水中二氯乙酸、三氯乙酸

摘要：本次检验方法依据《城镇供水水质标准检验方法》液相色谱/串联质谱法CJ/T 141-2018（9.8.2），建立超高效液相色谱-串联质谱法用于测定饮用水中的二氯乙酸、三氯乙酸。结果表明：二氯乙酸和三氯乙酸在0～120μg/L范围内线性关系良好，相关系数R＞0.997，二氯乙酸检出限为1.0ug/L，三氯乙酸为 4.0ug/L。在低、中、高浓度空白样品测定中，二氯乙酸的相对标准偏差在0.57%～2.9%；三氯乙酸的相对标准偏差在0.51%～5.4%。实际样品的加标回收率在96%～98%。该方法具有灵敏度高，检测时间短，预处理简便等优点，适用于实际水样中二氯乙酸、三氯乙酸快速、准确检测，且方法检出限、精密度和准确度的实验数据均符合标准方法质量要求。

关键词：超高效液相色谱串联质谱法；生活饮用水；二氯乙酸；三氯乙酸

Abstract： This study employed the ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry method as outlined in the "Standard Test Methods for Urban Water Supply Quality" （CJ/T 141-2018， Section 9.8.2） to determine dichloroacetic acid （DCAA） and trichloroacetic acid （TCAA） in drinking water. The results demonstrated that the linearity of DCAA and TCAA was good in the range of 0–120 μg/L，R> 0.997. The limits of detection were respectively 1.0 μg/L，4.0 μg/L.In spiked recovery tests at low， medium， and high concentrations， the recovery ranged from 95.7% to 104% for DCAA and 97.3% to 102% for TCAA. The relative standard deviations （RSD） ranged from 0.57% to 2.9% for DCAA and 0.51% to 5.4% for TCAA. The spiked recovery rates for actual samples ranged from 96% to 98%. This method has advantages of high sensitivity， short detection time， and simple operation.and is suitable for the rapid and accurate detection of DCAA and TCAA in actual water samples.The experimental data for detection limits， precision， and accuracy all meet the quality requirements of the standard method.

Keywords： dichloroacetic acid; trichloroacetic acid; drinking water;Ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry

目前，生活饮用水的安全越来越受到人们的重视，随着饮用水消毒技术的发展，氯化消毒、臭氧消毒、二氧化氯等消毒技术的应用越来越广泛，这些消毒技术在杀灭水中有害病毒与细菌的同时，化学消毒剂也会与水体中存在的天然有机物反应生成消毒副产物，如三卤甲烷，卤乙酸，溴酸盐，亚氯酸盐等。根据相关报道，在这些消毒副产物中，卤乙酸占消毒副产物浓度的11.8%，但其对消毒副产物总致癌风险的贡献占91.9%以上，且具有潜在的基因毒性。其中二氯乙酸（Dichloroacetic Acid，DCAA）和三氯乙酸（Trichloroacetic Acid，TCAA）的致癌风险分别是三氯甲烷的50倍和100倍[1]对人体生命健康安全构成严重危险，因此，日常监测饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸的含量具有非常重要的意义。

《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2022）[2]将二氯乙酸、三氯乙酸纳入生活饮用水常规项监测指标中，并对其限值进行了明确的规定，其中二氯乙酸的限值为0.05mg/L，三氯乙酸的限值为0.1mg/L。

目前测定生活饮用水二氯乙酸，三氯乙酸的方法主要有气相色谱法，离子色谱法，高效液相色谱串联质谱法[3-9]等。二氯乙酸三氯乙酸由于其沸点高，极性强，且在饮用水中的含量较低等特点，实际检测较为困难，而高效液相色谱串联质谱法简单，快速，灵敏度高，稳定性好，本文参考《城镇供水水质标准检验方法》液相色谱/串联质谱法CJ/T141-2018（9.8.2），基于SCIEX Triple Quad 4500系统建立了二氯乙酸，三氯乙酸的液质检测方法，检测内容包括标准曲线，精密度，准确度，检出限，满足现有检测标准，可为饮用水安全监控提供技术支持和进一步的风险监测。

1 方法与原理

水中二氯乙酸、三氯乙酸采用液相色谱/串联质谱法测定时，样品经滤膜过滤，直接进样，经液相色谱仪分离，然后进入串联质谱仪，采用多反应监测（MRM）模式，根据保留时间和特征离子峰进行定性分析，外标法定量。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪（SCIEX TRIPLE QUAD 4500），色谱柱：T3 （2.7µm， 3×100mm），针式头过滤器：（PVDF），孔径0.22μm，甲醇： 质谱纯（UPLC），载气：高纯氮气[φ（N2）≥99.999%]，乙酸：质谱纯，标准物质：二氯乙酸，三氯乙酸混合标准溶液（编号为BW013097）。

2.2 试验步骤

2.2.1 色谱及质谱条件

色谱柱：T3 （2.7um，3×100mm）;流动相：A相：0.01%乙酸水溶液    B相：甲醇;流速：0.4mL/min;色谱柱温度：40℃;进样量：10uL;

流动相洗脱程序见表1。

质谱条件：离子源：ESI源，负离子模式;气帘气CUR：30psi

碰撞气CAD：5;雾化气GSI：45psi      辅助气GS2：50psi;

IS电压：-4500V       源温度TEM：400℃

检测方式为多反应离子监测，多反应监测条件见表2。

2.2.2 样品前处理

水样应采用0.22μm的滤膜过滤后测定。

2.2.3 标准曲线的配制

卤乙酸混合标准使用溶液（ρ=1mg/）的制备：分别移取二氯乙酸和三氯乙酸混合标准储备溶液（ρ=1000mg/L）1.0mL于10mL容量瓶中，用纯水定容，此溶液中二氯乙酸和三氯乙酸的质量浓度分别为100mg/L。再准确吸取浓度为100mg/L二氯乙酸和三氯乙酸混合标准使用液1.0mL于100mL容量瓶中，用纯水定容至刻度。

标准曲线的绘制：取11个100mL的容量瓶，分别移取依次准确加入0uL，100ul，200uL，500uL，1.00mL，2.0mL，4.0mL，6.0mL，8.0mL，10.0mL，12.0mL卤乙酸混合标准使用溶液，用纯水稀释至刻度，配制成质量浓度为0ug/L，1.0ug/L，2.0ug/L，5.0ug/L，10.0ug/L，20.0ug/L，40.0ug/L，60.0ug/L，80.0ug/L，100ug/L，120ug/L的标准系列溶液；按照浓度从低到高的顺序，依次上机测定。以目标化合物的峰面积为纵坐标，对应标准系列的质量浓度（ug/L）为横坐标，绘制标准曲线，并计算回归方程。

2.3方法检出限及定量限

方法检出限指通过分析方法检测后（包括样品预处理），目标分析物产生的信号能以一定的置信度区别于空白样而被检测出来的最低浓度或含量。方法定量限指在特定基质中的一定可信度内，用某 一方法可靠地检出并定量被分析物的最低浓度或最低量。参照HJ168-2020[10]附录A.1检出限的确定方法，按样品分析步骤。由于该项目中空白无影响，则取该方法的检出限3～5倍来验证。分别配置7个浓度为1.0ug/L的二氯乙酸，及浓度为4.0ug/L的三氯乙酸样品，全程序平行测定7次，计算测定值的标准偏差S。由单侧t分布表查得当置信水平为99%时，自由度f=n-1=6，t=3.143。根据公式MDL=S×t（n-1，0.99），计算出检出限，4倍检出限为测定下限。测得结果见表4：

2.3.1检出限的计算：

2.3.1.1二氯乙酸检出限的计算

MDL = SD×t（n-1，0.99）（ug/L）

式中：t（n-1，0.99）为单侧显著性水平，当n=7，单侧99%置信区间，t取3.143

MDL = SD×t（n-1，0.99） =0.066×3.143 =0.2074ug/L≈0.21ug/L。

测定下限：取4倍的检出限作为测定下限，即为0.84ug/L。

2.3.1.2三氯乙酸检出限的计算

MDL = SD×t（n-1，0.991）（ug/L）

式中：t（n-1，0.99）为单侧显著性水平，当n=7，单侧99%置信区间，t取3.143

MDL = SD×t（n-1，0.99） =0.31×3.143 =0.974ug/L≈0.97ug/L。

测定下限：取4倍的检出限作为测定下限，即为3.9ug/L。

2.4 精密度和准确度的验证

2.4.1精密度的测定

为验证方法的可靠性，在纯水空白中添加低，中，高3个浓度的混合标准溶液。分别吸取2.0ml，4.0mL，8.0mL的二氯乙酸三氯乙酸混合标准使用液，用纯水稀释至100mL，配制成浓度为2.0ug/L，40ug/L，80ug/L二氯乙酸和三氯乙酸混合标准溶液，全程序平行测定6次结果见表5：

结果显示，二氯乙酸低浓度相对标准偏差2.9%，中浓度相对标准偏差0.93%，高浓度相对标准偏差0.57%；三氯乙酸低浓度相对标准偏差5.4%，中浓度相对标准偏差1.7%，高浓度相对标准偏差0.51%，符合检测要求。

2.4.2准确度的测定

取出厂水作为实际样品，进行加标检测，加标浓度为样品的4倍和10倍，及40ug/L，100ug/L。全程序平行测定6次，检测结果见下表6，表7：

结果显示：实际样品全程序平行测定6次的回收率分别为二氯乙酸为98%，96%；三氯乙酸为98%，98%；均符合规定要求，且二氯乙酸、三氯乙酸的准确度较满意。

3 结果与讨论

本研究建立了生活饮用水中二氯乙酸、三氯乙酸的超高效液相色谱串联质谱检测方法。该方法水样仅需滤膜过滤，直接进样，通过Waters ACQUITY UPLCHSS T3色谱柱分离，采用超高效液相色谱串联质谱仪进行检测，能较好的对两种组分进行定量和定性。由于实验室在日常卤乙酸的检测工作中，大部分样品都是比较干净的市政管网末梢水，二氯乙酸和三氯乙酸浓度较低甚至于未检出，所以在检测饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸时，使用超高效液相色谱串联质谱法行检测，可以检测水中浓度较低的水样样品，能够满足《生活饮用水卫生标准》（GB5750-2023）中对生活饮用水的限值要求。并且使用超高效液相色谱串联质谱法行检测具有前处理简单、检出率较高，且实验结果较为稳定。

参考文献

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