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液液萃取-高效液相色谱法测定水体中的阿特拉津

2014-07-12植深晓

东莞理工学院学报 2014年3期
关键词:阿特拉液液柱温

植深晓 潘 锦

液液萃取-高效液相色谱法测定水体中的阿特拉津

植深晓 潘 锦

(中山市环境监测站,广东中山 528403)

为建立检测水体中阿特拉津的高效液相色谱法,以Kromasil-C18(250 m×4.6 mm×5μm)为色谱柱,以甲醇∶水=7∶3为流动相,流速0.8 mL/min,采用紫外检测器,用外标法测定水体中阿特拉津含量。结果表明,方法线性范围为0.030~1.96μg/ml,相关系数达0.999 4;采样体积为100 mL时,方法的最低检测浓度为0.30μg/L;对不同加标浓度水样的回收率为87.9%~93.0%,相对标准偏差为1.2%~3.4%。该方法适用于水体中痕量和常量阿特拉津的测定。

阿特拉津;高效液相色谱法;液液萃取;水体

阿特拉津(Atrazine)又称莠去津,化学名称为2-氯-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三氮苯。作为一种选择型除草剂,高效低毒的特性使其在世界范围内得到了广泛的应用。但随着阿特拉津的连年使用,其严重的环境污染问题日益显现。阿特拉津具有土壤淋溶性,易被雨水、灌溉水淋溶至较深层土壤,或是随地表径流进入河流、湖泊,对地下水和地表水造成污染。作为一种潜在致癌物和内分泌干扰物,阿特拉津目前已被列为国际环境优先控制污染物。

目前阿特拉津的检测方法有气相色谱法[1-3]、液相色谱法[4]、质谱法[5-6]、免疫学方法[7-8]等。本文采用二氯甲烷液液萃取法提取水中阿特拉津,高效液相色谱法测定其含量,方法满足地表水环境质量标准GB 3838-2002中的监测要求。

1 实验部分

图1 阿特拉津化学结构式

1.1 原理

阿特拉津分子式为C8H14ClN5,含有三个N=N不饱和键(见图1),能产生π-π*和n-π*跃迁,同时伴随着震动和转动能级的改变,在紫外区域形成强吸收带,其吸收强度与阿特拉津浓度成正比[4]。

水样用二氯甲烷液液萃取后,萃取液经无水硫酸钠干燥,用蒸发浓缩器浓缩至近干,以甲醇定容,经液相色谱仪分离测定。以保留时间定性,峰面积定量。

1.2 仪器和试剂

高效液相色谱仪(日本,岛津公司LC 10AT,紫外检测器),Kromasil-C18色谱柱(250 m×4.6 mm×5μm);Turbo VapⅡ蒸发浓缩器(美国,Zymark公司);阿特拉津标准样品储备液(国家环境保护总局标准样品研究所,100 mg/L,溶剂:甲醇);二氯甲烷(美国J.T.Baker,色谱纯);甲醇(德国Merck,色谱纯);氯化钠,无水硫酸钠(优级纯,马弗炉400℃灼烧4 h,储存于密封容器中)。

1.3 实验步骤

1.3.1 色谱条件

色谱柱为Kromasil-C18色谱柱(250m×4.6 mm×5μm),柱温为40℃;流动相为甲醇∶水=70∶30(V/V),流速为0.8 mL/min;待测样品经0.45μm滤膜过滤,仪器稳定平衡后进样10.0μL。

1.3.2 样品预处理

取100 mL均匀水样置于250 mL分液漏斗中,加入5 g氯化钠摇匀。加入20 mL二氯甲烷,分两次萃取,每次10 mL,充分振摇5 min,静置分层,弃去水相,合并二氯甲烷,用无水硫酸钠脱水,40℃

水浴氮吹至近干,用甲醇定容至1.00 mL,经0.45μm滤膜过滤,待分析。

1.3.3 结果计算

C=1 000C0·Ve/V

式中:C:水样中阿特拉津的质量浓度,μg/L;C0:由标准曲线上查得的阿特拉津的质量浓度,μg/ mL;Ve:浓缩后萃取液的体积,mL;V:水样体积,mL。

2 结果和讨论

2.1 色谱条件的优化

2.1.1 波长选择

水样中可能共存在紫外检测器上有响应的有机物干扰测定,通过改变色谱条件,使阿特拉津与干扰物分离。通过实验,发现阿特拉津在波长225 nm处有最大吸收,因此选择225 nm为测定波长。

2.1.2 流动相的选择

甲醇/水体系作为流动相具有柱压低、分离时间短、色谱峰尖锐等优点,其配比对组分的保留时间和分离度有一定的影响:增大有机相的比例,组分的保留时间缩短,但峰分离度差;减小有机相的比例,峰分离度较好,但出峰时间明显增加。本文分别选择了甲醇∶水=90∶10(V/V),甲醇∶水= 80∶20(V/V),甲醇∶水=70∶30(V/V),甲醇∶水=60∶40(V/V),甲醇∶水=50∶50(V/V)

不同配比进行实验,结果表明甲醇∶水=70∶30(V/V)为理想配比。

2.1.3 柱流速的选择

流速对组分的保留时间和分离度也有一定的影响。本文对1.0,0.8,0.6 mL/min 3种流速进行了对照试验,发现流速为0.8 mL/min时水中的杂质峰与阿特拉津的主峰能够完全分离,且出峰时间适宜。

2.1.4 柱温的选择

取同一浓度的样品于不同柱温下(30℃、40℃、50℃)进行试验。结果表明,随着柱温的增加,组分的保留时间有所缩短,但柱温高对色谱柱不利。因此,选择柱温40℃,此条件下阿特拉津与杂质峰完全分离,且整个色谱过程只有7 min。

2.2 标准曲线的绘制

根据所确定的色谱条件,取适量的阿特拉津标准样品溶液,用甲醇稀释,配制成浓度分别为0.030、0.050、0.100、0.498、0.990、1.96μg/mL的标准溶液,以阿特拉津浓度对峰面积绘制标准曲线。结果表明,浓度范围在0.030~1.96μg/mL内,线性较好,线性回归方程为y=178 996x+ 3 949.8,r=0.999 4,见图2。

2.3 方法最低检测质量浓度

本方法的最低检测质量为0.30 ng。若取100 mL水样测定,则最低检测质量浓度为0.30μg/L,满足地表水环境质量标准GB 3838-2002中的监测要求。

2.4 精密度和准确度

图2 阿特拉津浓度与色谱峰面积的相关曲线

向100 mL的空白水样中加入不同浓度水平的阿特拉津标准溶液,按照1.3的实验步骤进行分析,每个样品平行测定6次,测定结果如表1所示。方法的回收率为87.9%~93.0%,相对标准偏差为1.2%~3.4%,精密度和准确度均满足分析方法的要求。

表1 精密度和回收率结果

3 结语

目前测定水体中阿特拉津的方法中,气相色谱-电子捕获检测器(ECD)使用要求较低,灵敏度高,但抗干扰能力弱,重现性差;氮磷检测器(NPD)有很强的选择性,抗干扰能力强,但铷珠寿命短,使用要求高。气相质谱联用法和液相质谱联用法具有定性能力强、检测灵敏度高等优点,对复杂成分水质中的阿特拉津的监测有较好的分辨性,但仪器较为昂贵,使用和维护成本较高,对操作人员技术要求也比较高。与色谱法相比,酶联免疫法水样可不经分离提取,但需要应用抗血清,对结构相近的化合物扑草津等会产生交叉反应[8]。

本文提出的液液萃取-高效液相色谱法测定水中阿特拉津的方法具有良好的线性关系,较高的灵敏度、精密度和准确度,适用于水体中痕量和常量阿特拉津的测定。

[1] 程萍,王逸虹.水中阿特拉津的气相色谱法测定[J].科技信息,2008(4):20-22.

[2] 张杰.水中阿特拉津的气相色谱法测定[J].环境科技,2008,21(supp.2):30-31.

[3] 张丽,万延延.饮用水中阿特拉津的气相色谱测定方法[J].污染防治技术,2009,22(5):113-114.

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Determination of Atrazine in Water by Liquid-LiquidExtraction-High Performance Liquid Chromatography

ZH IShen-x iao PAN Jin

(Zhongshan Environmental Monitoring Station,Zhongshan 528403,China)

To establish amethod of the determination of atrazine in water by liruid-liruid extraction-high performance liruid chromatography,the paper takes Kromasil-C18(250 m×4.6 mm×5μm)as chromatographic column and methanol-water(7∶3)as mobile phase ata flow rate of0.8ml/min,the detection is made on a UV detector at225 nm.The results indicates that the liner operating range of the method is0.030~1.96μg/m l and the related coefficient is 0.999 4.The detection limit is0.30μg/L when sampling volume reaches up to100mL.The recovery rate with standard addition is87.9%to 93.0%,and the relative standard deviation is 1.2%to 3.4%.This method is applicable to the determination of atrazine intrace and normal levels in water.

atrazine;high performance liruid chromatography;liruid-liruid extraction;water

O657

A

1009-0312(2014)03-0065-04

2013-12-16

植深晓(1986—),女,广东中山人,助理工程师,主要从事环境监测工作研究。

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