分散液液微萃取高效液相色谱法测定环境水样中硝基苯

翦英红，范宁伟，张德

（吉林化工学院环境科学系，吉林132022）

分散液液微萃取高效液相色谱法测定环境水样中硝基苯

翦英红，范宁伟，张德

（吉林化工学院环境科学系，吉林132022）

本文对分散液液微萃取（DLLME）技术萃取水样中痕量硝基苯进行了研究，建立了硝基苯的分散液液微萃取-高效液相色谱-紫外分析方法。在20μL氯苯萃取剂、1.00mL乙腈溶液、pH=6、离子强度为3%NaCl和10min萃取时间下，DLLME对硝基苯的萃取效果最佳。方法的线性范围为0.1～50.0μg/mL，线性较好，相关系数R2为0.9993，检出限和定量限分别为1.1 ng/mL和2.9 ng/mL。方法的加标回收率范围为92.66%～96.62%。所建方法能对实际水样中的硝基苯进行测定。

分散液液微萃取；硝基苯；萃取回收率；水样

分散液液微萃取（DLLME）技术由于其萃取时间短、操作简便，是水样分析的前处理方法之一，它建立于三相溶剂体系。在分散剂的作用下，萃取剂以微小液滴的形式分散在样品溶液中，形成乳浊液，从而对溶液中的分析物进行微萃取。采用离心，可将萃取剂沉积于溶液底部，与溶液分离。硝基苯为淡黄色的油状液体，是一种重要的化工原料和化工中间体，广泛应用于炸药、印染、农药、医药等工业中。当今废水及水环境中硝基苯含量的测定[1，2]是环境保护的监测内容之一。本文将分散液液微萃取技术应用于水样中痕量硝基苯的萃取、富集，确定了水样中硝基苯的最佳DLLME条件，并最终建立了硝基苯的分散液液微萃取-高效液相色谱-紫外（DLLME-HPLC-UV）测定方法。

1 仪器及实验方法

1.1 试剂

硝基苯（光谱纯），丙酮、乙腈、甲醇、氯苯、四氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳，均为色谱纯。氯化钠（分析纯）。

1.2 仪器

LC-20AT高效液相色谱仪：手动进样器、柱加热器、SPD-10AV紫外检测器；Primo/PrimoR多用途台式高速离心机，10mL戴帽锥形玻璃离心管，50μL微型注射器，2.00mL注射器。

1.3 实验方法

1.3.1水样中硝基苯的DLLME技术

5.0mL水样加入锥形玻璃离心管中。1.0mL分散剂和20μL萃取剂混合均匀后，用2.00mL注射器快速注入离心管中。轻轻摇晃后，离心管内的溶液马上乳化、混浊，并最终产生乳浊状溶液。这主要是溶液内形成了萃取剂小液滴，硝基苯萃取到小液滴中。静止10min后，在4000 rpm转速下离心10min，萃取剂液滴沉积到离心管底部，形成内含硝基苯的沉积相。移取10μL沉积相，注入HPLC系统中进行分析。

1.3.2色谱条件

流动相：甲醇/水（55/45，v/v），流量1.0mL/min；色谱柱：DiamonsilC18（5μm,250×4.6mm），柱温30℃；检测波长：264 nm；进样量：10μL。

2 结果与讨论

2.1 DLLME的萃取回收率和富集倍数

实验中采用富集倍数(EF)和萃取回收率(ER)来衡量DLLME技术的萃取效率。

EF是以目标分析物在沉积相中的浓度（Csed）与其在样品中的原始浓度(C0)的比值来计算，计算公式为：EF=Csed/C0

ER即沉积相中分析物的萃取量占分析物总量的百分比，可以按下式计算：ER=（Csed·Vsed/C0·Vap）·100

其中，Vsed和Vaq分别为沉积相和样品溶液的体积。

2.2 DLLME萃取条件的优化

2.2.1萃取剂及体积的确定

DLLME技术所需要的萃取剂一般需要满足以下几点要求：（1）有机溶剂的密度大于水。（2）萃取剂在水中的溶解度要尽可能小。（3）萃取剂对分析物有一定的萃取行为。（4）萃取剂能与分散剂混溶。（5）溶剂峰与目标峰在适合的色谱条件下可以完全分离。依据这些原则，本实验考察了氯苯、四氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳四种萃取剂对硝基苯的萃取效率（图1）。结果表明：无论是富集倍数，还是萃取回收率，氯苯的萃取效率比其他萃取剂均高。

图2为氯苯体积对萃取效果的影响结果。结果表明：萃取剂体积越小，富集倍数越大。当萃取剂体积从40μL降低为15μL，EF从35剧增到347。但是ER的变化比较复杂。当萃取剂体积从40μL降低到20μL时，ER增加到68.98。但进一步缩小萃取剂体积，由于乳化效果的难以保证，ER仅能达到25.12%。

依据优化结果，本实验选取20μL氯苯为本实验的萃取剂体系。

2.2.2分散剂及体积的确定

分散剂应是既溶于水，又能溶于萃取剂的有机溶剂。本实验考察了丙酮、乙腈、甲醇作为分散剂的情况，实验结果如图3所示。从EF看，甲醇的EF最大，为146，乙腈的EF仅为123。但乙腈的萃取回收率最高，为68.97%，比甲醇的58.41%，高了10%左右。但一般DLLME技术注重的是ER，且二者的EF没有数量级的差异，所以，乙腈比甲醇的萃取效果好。

分别在乙腈体积为0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75mL时进行了实验，得到分散剂体积对萃取效果的影响图（图4）。可以看出，当分散剂体积为1mL时，硝基苯萃取效率最高。所以本实验最终选取的分散剂体系为1.0mL的乙腈溶液。

2.2.3其他条件的确定

主要对溶液的pH、离子强度和萃取时间进行了优化，结果分别为图5、6、7。结果显示：当溶液的pH值位于5～9时，萃取效果均较佳。溶液的NaCl质量分数大于3%后，离子强度对萃取效果的影响不明显。而萃取时间对硝基苯的萃取效果影响不明显。所以，本实验最终选取pH为6、3%NaCl和10min为最佳的pH值、离子强度和萃取时间。

2.3 分析方法考察

在优化条件下，按照1.3.1的萃取步骤将水样中的硝基苯萃取到氯苯中，在1.3.2的色谱条件进行高效液相色谱分析。标准样品和水样的色谱图见图8。结果显示：硝基苯的保留时间为5.81min。

以硝基苯的浓度为横坐标、色谱峰面积为纵坐标作图，得到在0.10～50.0μg/mL范围内硝基苯的标准曲线（图9）。图中显示：方法的线性方程为y=398.15x+98.54，决定系数R2=0.9993。采用逐步稀释法，测定所建方法硝基苯的检出限（LOD，S/N=2）为1.1 ng/mL，定量限（LOQ，S/N=5）为2.9 ng/mL。

分别选择3个水样，每个水样中加入不同的硝基苯标准溶液，每个质量分数3个平行实验，考察方法的准确度和精密度。不同质量分数下方法的加标回收率分别为96.60%、96.62%和92.66%，相对标准偏差RSD（n=3）分别为3.72%、2.18%和2.15%（表1）。

表1 加标回收率及精密度实验

2.4 实际水样测定

应用所建方法对6个水样进行硝基苯的定量测定（表2）。除1#、5#采样点没有检测到硝基苯外，其他4个样品中均浓度不等的含有硝基苯，其中3#采样点硝基苯的含量高达7.74μg/mL。

表2 实际水样的测定

3 结论

本文确定了分散液液微萃取-高效液相色谱-紫外法（DLLME-HPLC-UV）测定水样中痕量硝基苯的方法，选定20μL氯苯为萃取剂、1.0mL乙腈为分散剂，在溶液pH为6、氯化钠质量分数为3%、萃取时间为10min为DLLME技术萃取水样中硝基苯的最佳条件。优化条件下，DLLME技术萃取硝基苯的ER为99.85%，EF为160。所建立的方法应用于实际环境水样中硝基苯含量的测定，测定效果较好。

［1］童雷,乔涛,朱培德,等.水和废水中微量硝基苯的电化学法检测[J].化学传感器,2009,2:67-69.

［2］马小奇,宇丽华,刘铤元,等.快速测定废水中苯胺、硝基苯方法研究[J].甘肃科技,2010，1:40-43.

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.020

TQ246.1+2

1008-1267（2011）01-051-04

A

2010-08-10

翦英红(1969-):女,,副教授。主要从事环境污染与控制化学研究。