反相超高效液相色谱法测定水质中富马酸含量

谭松林

摘要：研究了反相超高效液相色谱法测定水质中富马酸含量的色谱条件，在Waters T3（50mm×3mm×1.8um）色谱柱上，以NaH2PO4（20mM/L，pH=2.4）/CH3OH缓冲液作为流动相，210nm处紫外检测水质中的富马酸;其流动相流速为0.2mL/min，柱温30℃，进样量10.0uL，在20.0～1000ug/L范围内具有良好相关线性，r=0.9999，检出限为3.0ug/L，测定下限为12.0ug/L，工业废水实际样品加标回收率为55.5%～68.7%，测试精密度在0.8%～4.4%。该方法简便快捷，以期为相关应急监测提供参考。

关键词：富马酸;反相超高效液相;紫外检测

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）18-0124-03

1引言

富马酸又叫反一丁烯二酸，是最简单的不饱和二元羧酸，不但可以作为食品添加剂使用，具有防腐作用;还是重要的有机化工原料，用于生产不饱和聚酯树脂，这类树脂的特点是耐化学腐蚀性能好，耐热性也好，反丁烯二酸与富马酸乙烯的共聚物是良好的粘合剂，与苯乙烯的共聚物是制造玻璃钢的原料，反丁烯二酸所制得的增塑剂无毒，可用于与食品接触的富马酸乙烯乳胶，其中富马酸二异辛酯也是性能良好的增塑剂代表。富马酸微溶于水，其3%的水溶液pH=2.0～2.5，具有极强的缓冲性能，能维持水溶液的pH=3.0左右。但是，若水体中少量的富马酸不仅表现为酸性，而且使其化学需氧量增高，这对水系统的生态平衡和人的身体健康带来严重的危害，因此快速便捷的检测水质中的富马酸含量在环境监测中显得尤为重要。目前药物检测和食品检测方面，富马酸的分析方法主要有高效液相色谱法、离子色谱法、紫外分光光度法、极谱法、液相色谱一质谱法等。在环境监测分析中，还鲜有相关分析方法的报道，本文采用反相超高效液相色谱法，直接进样测定水质中的富马酸含量，具有操作简单快捷、精密度高的优点。

2实验部分

2.1实验原理

水样经0.22um的水相滤膜或针式水相滤头过滤除去悬浮物后直接进样，采用带PDA检测器的超高效液相色谱在210nm处进行检测，以保留时间定性，峰面积定量计算样品中富马酸的含量。

2.2样品的采集与保存

按照HJ/T 91和HJ/T164的相关规定采集样品。采集样品时，应将样品沿样品瓶壁缓慢流入，充满500mL棕色玻璃瓶，盖紧瓶盖并倒置检查瓶内是否存在气泡。若样品瓶中有气泡，应重新采集。样品在4℃下避光保存，可保存7d。分析前将样品自然升至室温。采样瓶预先用洗涤剂洗1次，自来水洗3次，蒸馏水洗1次。

2.3仪器及试剂

Waters ACQMITY MPLC超高效液相色谱仪;美国Millipore（simplicity 185）超纯水机;0.22um滤膜针式过滤器和0.22um水相滤膜;吉尔森移液枪（1000uL、100uL、10uL）;雷磁PHSJ-6L型pH计;岛津AUXl20型万分之一天平。

富马酸标准品（厂家Dr.Ehrenstorfer、纯度99.8%），其余所用试剂均为分析纯及以上，实验用水为1级水。

用万分之一天平称取20.0mg富马酸标准品，配制20.0mg/mL的富马酸标准储备液，用时根据需要进行稀释。

2.4色谱条件

流动相为NaH2PO4（20mM/L，pH=2.4）/CH3OH缓冲液，使用前用0.22um滤膜过滤;色谱柱为Waters T3柱（50mm×3.0mm×1.8um）;柱温30℃;流速0.2mL/min;最大吸收波長为210nm;进样量10.0uL。待测样品进样前经0.22um滤膜过滤。

2.5试样的制备

取试样250mL样品用空气泵（溶剂过滤器）过滤，弃去开始的100mL滤液，保留剩下的滤液，将其保存在干净的棕色瓶中，待分析。

2.6空白试样的制备

实验室空白：用实验用水代替样品，按照2.5节的步骤制备空白试样。

全程序空白：采样前在实验室将一份空白试剂水放入样品瓶中密封，将其带到现场。与采样的样品瓶同时开盖和密封，随样品运回实验室，按2.5节步骤制备全程序空白试样，用于检查样品采集到分析全过程是否受到污染。

3结果与讨论

3.1紫外检测波长的选择

富马酸的紫外吸收为羟基上n—x*电子跃迁，其最大吸收峰在210nm处，所以将紫外检测吸收波长确定在210nm。

3.2流动相的选择

Waters T3柱的pH耐受范围2.0～8.0，若将流动相的pH逼近2.0则影响色谱柱的使用寿命;所以从延长柱子使用寿命和富马酸分离效果两方面综合考虑，最终确定流动相的pH为2.4。

3.3标准曲线的绘制与检出限

根据以上2.4节确定的色谱条件，采用流动相缓冲液分别配制含富马酸20.0、50.0、100.0、200.0、500.0、1000ug/L的标准序列，富马酸的保留时间为1.91min。以富马酸标准浓度对响应峰面积绘制标准曲线，其曲线方程为：y=342.4x-615.5，r=0.9999（式中.），为峰面积，x为富马酸浓度ug/L），其标准样品的图谱见图1。

根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（HJ 168-2010）中相关规定计算其检出限为3.0ug/L，测定下限为12.0ug/L（表1）a

3.4精密度和准确度的测试

配制浓度为20.0ug/L，200.0ug/L，500.0ug/L的三组标准样品，分别测定6次，用外标法根据峰面积定量，记录其结果，见表2。

3.5加标回收率

在6份工业废水（总排口废水）中分别加入标准样品，使其定容至1.0mL时，标准样品加入量为200.0、400.0、800.0ug/L，按照2.4确定的色谱条件做加标回收率实验，其结果见表3。

4结语

本方法能在较短时间内快速测定出水质中富马酸的含量，具有前处理方便、检出限低、精密度好的优点;其加标回收率受到水样基体的影响，导致目标化合物的消耗，从而回收率略微偏低，但仍能为相关应急事件提供具有高度参考价值的实验数据。