分散液相微萃取-气相色谱法检测丹江水中甲苯

王毅梦

（商洛学院化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

分散液相微萃取-气相色谱法检测丹江水中甲苯

王毅梦

（商洛学院化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

为了检测丹江水中甲苯的含量，采用分散液相微萃取技术（DLLME）与气相色谱联用测定丹江水中的甲苯，并对影响萃取效率的因素进行探究，得到较佳条件为：以CHCl3为萃取剂，用量50 μL；以丙酮为分散剂，用量0.16 mL；超声波振荡20 min；配制标准溶液时所用的盐溶液浓度为40 g·L-1，离心时间为5 min。测得采集丹江水样中甲苯平均含量为0.64 mg·L-1，线性方程为y=5.4×108x+4.7×105，相关系数R2为0.9943，线性范围为0.17-20 mg·L-1，检出限为0.13 μg·mL-1，回收率为90.11%-104.7%。

甲苯；气相色谱；分散液相微萃取技术

甲苯被认为慢性致癌物质，国标GB5749-2006饮用水的质量标准要求水中甲苯含量不超过0.71 mg·L-1。多种前处理方法已经用于对水中甲苯的测定，如单滴液相微萃取（SDME）[1-2]、液相萃取（LPME）[3]、固相微萃取（SPME）[4-5]等，但都存在一定局限性，而分散液相微萃取技术表现出高效省时、有机试剂消耗低、对环境污染小等优点，近年来越来越广泛地应用于水中有机污染物的测定[6-9]。本研究采集商洛丹江河水为水样进行分析，以CHCl3为萃取剂、丙酮为分散剂，采用超声波振荡辅助-分散液相微萃取测定水样中的甲苯含量，探讨了影响萃取效率的因素，并进行优化。

1 实验部分

1.1 材料及试剂

甲苯的丙酮储备液置于0℃冷藏保存，使用时用盐溶液稀释至所需浓度的标准溶液。甲苯（色谱纯，天津市化学试剂研究所）；丙酮（色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；三氯甲烷（色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；其他试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

1.2 仪器及设备

GC4000A气相色谱仪（北京东西仪器有限公司），FID检测器，填充柱（PEG 6000）；TGL-18C-C高速台式离心机（上海安亭科学仪器厂）；JAC-300N型数控超声波清洗机（山东省奥波超声电气有限公司）。

1.3 色谱参数

载气和尾吹气：N2（99.999%）；进样口温度：150℃；柱温：150℃；气化温度：150℃；氢焰温度：150℃；保护温度：130℃；氢气压力：0.05 MPa；空气压力：0.15 MPa；柱压：0.12 MPa。

1.4 实验方法

准确移取1.00 mL含40 g·L-1NaCl的甲苯标准液于2 mL具塞塑料瓶中，快速加入40.0 μL的三氯甲烷和0.16 mL丙酮；超声振荡5 min使待测样呈水-丙酮-三氯甲烷的乳浊液体系；离心5 min（4000 r·min-1），使得两相完全分层，用微量进样器取底部有机相，按所选择气相色谱条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 DLLME萃取条件优化

萃取剂及分散剂的选择直接影响到DLLME的萃取效率。萃取剂的密度必须大于水，且其在分散剂中的分配系数需大于其在待测试样的分配系数；分散剂需对萃取剂有良好的溶解性且能够溶于水；本研究采用三氯甲烷为萃取剂，丙酮为分散剂。

2.1.1 萃取剂体积

固定样品溶液1.00 mL，盐浓度40 g·L-1，丙酮0.16 mL，考察了CHCl3的用量分别为0、20、30、40、50、60、70 μL时的萃取效率。结果如图1所示，当萃取剂用量小于50 μL时，萃取效率随着萃取剂体积的增大而增大；但用量大于50 μL后，随着萃取剂用量的增加，稀释效应使得萃取效率下降，故选择萃取剂用量为50 μL。

2.1.2 分散剂体积

固定样品溶液1.00 mL，盐浓度40 g·L-1，CHCl350 μL，考察了丙酮用量分别为0、0.05、 0.12、0.16、0.20、0.24 mL时的萃取效率。结果如图2所示，分散剂体积在0.16 mL内，随着用量的增大，萃取效率提高；但用量大于0.16 mL后，由于分散剂体积过大，导致待测物不易被萃取剂萃取，使萃取效率降低，故选择分散剂用量为0.16 mL。

图1 萃取剂体积对萃取效率影响

图2 分散剂体积对萃取效率的影响

2.1.3 盐浓度的影响

固定样品溶液1.00 mL，CHCl350 μL，丙酮0.16 mL，考察了盐浓度分别为0、20、30、50、60、70、80 g·L-1时的萃取效率。结果如图3所示，加入少量NaCl有利于两相分离，盐浓度在20-60 g·L-1对萃取效率没有很明显地影响，当盐度为40 g·L-1，溶液中离子浓度最适宜，使分析物和有机萃取剂在水相中的溶解度达到最适的比例，故采用盐溶液浓度为40 g·L-1。

图3 盐浓度对萃取效率的影响

2.1.4 离心时间的选择

超声波振荡20min后，考察了离心时间分别为1、3、5、7、9min时的萃取效率。结果如图4所示，当离心时间小于5min时，随着离心时间的增长，有机相体积增加，萃取效率增大；当离心时间大于5min时，所得的有机相体积增加，但是有机相中待测物的体积不变，使得萃取效率降低，故选择离心时间为5min。

图4 离心时间对萃取效率的影响

2.1.5 超声时间的选择

室温下，考察了超声时间分别为5、10、15、20、30、40 min时的萃取效率。结果如图5所示，同样萃取条件下，当超声时间小于20 min时，随着超声时间的增长，萃取剂在水相中分散得更加均匀，萃取效率增大；当超声时间大于20 min后，超声时间对萃取效率的影响无太大变化，故选择超声时间为20 min。

图5 超声振荡时间的选择

2.2 标准曲线

按上述色谱条件对甲苯标准溶液进行测定，其色谱图如图6所示。以峰面积对甲苯质量浓度绘制标准曲线，得到线性方程为y=5.4×108x+4.7×105，相关系数R2为0.9943，线性范围为0.17-20 mg·L-1，检出限为0.13 μg·mL-1，回收率为90.11%-104.7%。

2.3 水样分析

实验所用水样采集于当地丹江河，采样时间为2014年5月20日，上游及中游水样各采集1 L，暗光保存备用。分析时，以0.45 μm微孔滤膜过滤，准确移取1.00 mL过滤后的水样于具塞塑料试管中，按相同条件处理后进行测定，测得所采集丹江河水中甲苯平均含量为0.64 mg·L-1，小于0.71 mg·L-1，符合国家饮用水甲苯含量标准。

图6 甲苯的DLLME色谱图

研究表明，该方法操作简单、成本低、富集倍数高，每个样品分析消耗微量有机溶剂，对环境友好，几乎不会造成二次污染，用于环境水样中甲苯的分析，取得较好结果。

[1]Zhang M S,Huang J R,Wei C L,et al.Mixed liquids for single-drop microextraction of organochlorine pesticides in vegetables[J].Talanta,2008,74(4)：599-604.

[2]韩康,周建科,张前莉,等.顶空单液滴微萃取-气相色谱法测定水中苯系物[J].理化检验：化学分册,2008,44 (2)：154-156.

[3]迟玉广,刘景富,胡敬田,等.离子液体顶空液相微萃取富集苯系物[J].分析试验室,2004,23(8)：28-30.

[4]魏恩棋,李利荣,王艳丽,等.顶空-固相微萃取-气相色谱测定水体中痕量苯系物[J].城市环境与城市生态,2010, 23(3)：41-43.

[5]白沙沙.固相微萃取-气相色谱法在几种有机污染物分析中的应用[D].保定：河北农业大学,2013：18-22.

[6]张茂升,黄佳蓉,郑向华,等.分散液液微萃取-气相色谱法测定水中苯，甲苯和二甲苯[J].分析实验室,2010,29 (6)：85-88.

[7]易崇书,杨迎春,钟周.分散液液微萃取-气相色谱法测定环境水样中间甲苯酚[J].成都信息工程学院学报, 2013,28(1)：90-94.

[8]郑向华,黄佳蓉,吴雅玲,等.分散液液微萃取-气相色谱法测定水中苯、甲苯和二甲苯[J].分析试验室,2009,28(8)：75.

[9]屈晓萍,傅晓钦.分散液-液微萃取技术在水中有机污染物测定中的应用进展[J].现代科学仪器,2012(4)：14-23.

（责任编辑：张国春）

The Determination of Toluene in Danjiang River with Dispersive Liquid-liquid Microextraction Method Coulped with Gas Chromatography

WANG Yi-meng
(College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo726000,Shaanxi)

A new method for the determination of toluene in Danjiang River is developed by dispersive liquid-liquid microextraction(DLLME)coupled with gas chromatography.Several factors relevant to the extraction efficiency were controlled and optimized.The optimal conditions were as follows：50 μL CHCl3(extraction solvent)and 0.16 mL acetone(dispersion solvent),then extracted ultrasonically for 20 min, centrifugated at 40 g·L-1for 5 min.Under the optimum conditions,the linear equation for the method was y=5.4×108x+4.7×105,the linear range was from 0.17 to 20 mg·L-1and the correlation coefficients(R2)was 0.9943.The recoveries were from 90.11%to 104.7%and the minimal detection limit was 0.13μg·mL-1.

toluene;gas chromatography;dispersive liquid-liquid microextraction

O657.63

A

1674-0033（2015）02-0033-03

10.13440/j.slxy.1674-0033.2015.02.009

2014-10-23

陕西省尾矿资源综合利用重点实验室开放基金项目（14SKY-FWK07）

王毅梦，女，陕西商州人，硕士，助教