水中痕量阿特拉津的测定方法研究.pdf

水中痕量阿特拉津的测定方法研究 * 史锦薛罡 东华大学环境科学与工程学院， 上海201620 摘要 采用固相萃取与高效液相色谱结合的方法测定了水样中痕量阿特拉津的含量， 研究了最佳固相萃取条件 选择 洗脱液为乙腈， 过样流速为 5. 0 mL/min。最佳的色谱条件 流动相为乙腈和水， 温度为 25 ℃ ， 流速为 1. 0 mL/min， 检 测波长为 222 nm。阿特拉津质量浓度在 0. 05 ～ 5 mg/L 范围内线性关系良好， 回归方程 y 219. 71x 2. 2343， 回收率 平均值为 98. 46 ， 将该方法应用于实际环境水样的分析测定， 操作简单， 结果准确。 关键词 固相萃取; 高效液相色谱; 阿特拉津 THE STUDY OF DETERMINATION OF TRACE ATRAZINE IN WATER Shi JinXue Gang School of Environmental Science and Engineering， Donghua University， Shanghai 201620， China AbstractSPE-HPLC is used for determination of Atrazine in water. The optimal conditions for solid phase extraction were studied as followsacetonitrile as eluting solvent，flow rate of samples was 5 mL/min. The optimal chromatogram conditions includedacetonitrile-water as mobile phase with the flow rate of 1 mL/min，the column temperature was 25 ℃ ，the detection wavelength was 222 nm.The calibration curve was linear in the range of 0. 05 ～ 5 mg/L; the regres sion equation was y 219. 71x 2. 2343;the mean recovery was 98. 46 . This was applied for environmental aquatic samples，it was simple，handled easily and accurate for determination of Atrazine. Keywordssolid phase extraction;high perance liquid chromatography;Atrazine * 教育部新世纪优秀人才计划 NECT- 07- 0175 ; 上海市基础研究重点 项目 08JC1400500 ; 上海市自然科学基金 10ZR1401100 ; 教育部博 士点基金新教师项目 200802551001 ; 长江水环境教育部重点实验室 开放基金项目 YRWEF08003 。 0引言 阿特拉津 Atrazine 是一种在世界范围内广泛使 用的除草剂， 使用量大、 残留期长， 可以通过多种途径 进入水环境中。阿特拉津及其残留物在世界许多国 家和地区的水体中已有检出 ［ 1- 2］。阿特拉津具有潜在 的致癌作用， 并能影响人体的内分泌系统 ［ 3- 4］。因此， 建立简单、 准确的检测方法对水体中阿特拉津进行监 测尤为重要。目前阿特拉津检测方法有气相色谱 法 ［ 5］、 质谱法［ 6］等， 但操作步骤繁琐，仪器设备比较 昂贵， 而使用高效液相色谱法 HPLC 测定阿特拉津 的方法逐渐发展起来 ［ 7］。阿特拉津一般在水中含量 很低， 难以直接测定， 需要对其进行富集浓缩， 传统的 预处理方法如液液萃取等， 操作复杂， 消耗有机溶剂 量大。固相萃取 SPE 技术， 由于其高效、 可靠、 耗用 溶剂量少以及可以去除一些杂质等优点， 在许多领域 得到了快速发展 ［ 8- 9］。本文在综合国内外文献的基础 上， 建立并优化 SPE-HPLC 检测水中痕量阿特拉津的 分析方法， 该方法应用于实际水样的分析， 方便快捷、 灵敏准确。 1实验部分 1. 1实验仪器与试剂 Agilent 1100 型高效液相色谱仪， DAD 检测器， Eclipse XDB C18分析色谱柱 150 4. 6 mm， 5 μm ， EASYTAK 型 12 管 SPE 固 相 萃 取 真 空 富 集 装 置， QSC- 12T 型 可 调 氮 气 吹 干 仪;C18固 相 萃 取 小 柱 500 mg/3 mL ;HPD- 25 型无油真空泵。 色谱纯乙腈; 阿特拉津标准品; 实验用水均为高 纯水。 1. 2标准溶液的配置 配置阿特拉津标准储备液， 精确称取 10 mg 阿特 拉津 标 准 品， 用 40 乙 腈 水 溶 液 溶 解 并 定 容 至 611 环境工程 2011 年 4 月第 29 卷第 2 期 100 mL， 质量浓度为 0. 1 mg/mL， 4 ℃ 冷冻保存， 标准 工作液现用现配。 1. 3色谱参数和条件 Agilent ZORBAXExlipseXDB-C18柱 150 4. 6 mm， 5 μm ; 流动相体积比为 V 乙腈 ∶ V 水 40∶ 60， 流速为 1 mL/min， 柱温为 25 ℃ ， 检测波长为 222 nm， 进样量为 20 μL。 1. 4固相萃取处理 固相萃取一般分为以下几个步骤 固相萃取小柱 的活化→水样的富集→小柱的净化和干燥→待测物 的洗脱与收集→洗脱液的干燥→浓缩和定容等 ［ 10］。 首先用乙腈清洗整套固相萃取装置， 然后用 10 mL 乙 腈以 1 mL/min 流速淋洗、 活化固相萃取小柱， 以便固 相表面易于和被分析物发生分子间相互作用， 同时除 去填料中可能存在的杂质。然后用 10 mL 高纯水冲 洗小柱， 转移过多的乙腈。将水样以一定流速通过萃 取小柱进行富集， 用氮气吹干仪吹干小柱， 用 10 mL 洗脱液洗脱， 收集洗脱液并用氮吹仪吹干， 加入 1 mL 乙腈定容， 在优化的色谱条件下测定。 2结果与讨论 2. 1固相萃取条件优化 用高纯水配制阿特拉津溶液， 研究不同固相萃取 条件对回收率的影响， 对固相萃取条件进行优化。 2. 1. 1洗脱液对回收率的影响 考察乙腈、 90 乙腈、 80 乙腈、 60 乙腈 4 种洗 脱液， 洗脱后收集洗脱液通过液相色谱测定， 考察其 对回收率的影响， 每组做 3 个平行样， 结果见表 1。 表 1不同洗脱液的回收率 洗脱液回收率 / 平均回收率 / RSD / 乙腈99. 7 99. 5 100. 2 99. 8 0. 360. 36 90 乙腈和水96. 3 95. 8 95. 5 95. 87 0. 40. 42 80 乙腈和水86. 5 87. 6 84. 2 85. 55 1. 341. 56 60 乙腈和水74. 3 76. 5 73. 9 74. 9 1. 41. 87 由表 1 可见， 洗脱液对回收率的影响较大， 纯乙 腈洗脱时， 回收率达到最大值， 因为随着洗脱液中 乙腈的含量的增加， 洗脱液的洗脱能力增强， 更易于 将萃取柱上的阿特拉津洗脱下来。因此， 在实验中选 用纯乙腈作为洗脱液。 2. 1. 2过样流速对回收率的影响 使用乙腈为洗脱液， 进行了过样流速分别为 2， 5， 10 和 15 mL/min 时对固相萃取小柱回收率影响的 实验。实验发现， 当过样流速为 5 mL/min 时， 样品与 萃取小柱 有 充足 的 接触 时 间， 萃 取 效 率 和 回 收 率 较好。 2. 2色谱条件的优化 2. 2. 1最大吸收波长的确定 取适量阿特拉津标准溶液， 在 200 ～ 600 nm 的范 围内进行扫描， 发现在 222 nm 波长处有最大吸收， 从 检测的灵敏度考虑， 确定为 222 nm 为最佳检测波长。 2. 2. 2最佳流动相配比的确定 相同浓度的阿特拉津在不同比例的乙腈/水流动 相体系下的液相色谱图如图 1 所示， 当乙腈比例较小 时， 出峰时间较长， 乙腈比例较大时， 出峰时间较短。 但是， 如果出峰时间较短， 被测组分可能会和乙腈的出 峰重叠， 对测定造成误差， 如果出峰时间较长， 将会消 耗更多的时间和溶剂， 实用性不强。综合考虑分离干 扰物和时间等方面的因素， 选择 V 乙腈 ∶ V 水 40∶ 60作为最佳流动相配比， 此时出峰时间适宜， 峰分 离度及峰形都较好。 a b 711 环境工程 2011 年 4 月第 29 卷第 2 期 c d a-V 乙腈 ∶ V H2O 30∶ 70; b-V 乙腈 ∶ V H2O 40∶ 60; c-V 乙腈 ∶ V H2O 50∶ 50; d-V 乙腈 ∶ V H2O 60∶ 40 图 1不同流动相下阿特拉津色谱图 2. 3标准曲线 分别取适量阿特拉津标准储备液， 配置质量浓度 为 0. 05， 0. 1， 0. 2， 0. 5， 1. 0， 2. 0， 5. 0 mg/L 的阿特拉 津溶液， 在上述色谱优化条件下进行测定。以进样浓 度对相应的高效液相色谱出峰面积做标准曲线， 线性 方程为 y 219. 71x 2. 2343， R 为 0. 9996。 2. 4方法的回收率及精密度 将 5 mg/L 的阿特拉津标准样品进行高效液相色 谱测定。根据标准曲线的峰面积与浓度关系的方程， 计算出浓度， 得到 RSD 1. 24 n 6 ， 方法的回收 率及精密度测定 结果 见 表 2 所 示， 平 均 回 收 率 在 98 以上。 表 2回收率及精密度 实测质量浓度 / mg L － 1 回收率 / 平均回收率 / RSD / 4. 9398. 58 5. 03100. 57 4. 8697. 2 98. 46 1. 221. 24 4. 9198. 15 4. 9498. 86 4. 8797. 4 2. 5实际水样的测定 采集上海市松江区自来水厂大港水源地的水样， 用 0. 45 μm 滤膜过滤后， 按照前述优化的固相萃取和色谱 条件， 对水样进行富集和测定， 结果表明 水样中确实有 阿特拉津检出， 质量浓度在 0. 223 ～0. 312 μg/L。 表 3阿特拉津在水样中的浓度 样品 质量浓度 / μg L － 1 平均质量浓度 / μg L － 1 RSD / 水样 10. 312 0. 307 0. 294 0. 299 0. 0144. 8 水样 20. 241 0. 223 0. 238 0. 234 0. 014. 12 3结论 本文所建立的固相萃取 － 高效液相色谱浓缩富 集、 分离检测方法， 测定水中微量阿特拉津， 操作简 单、 快速省时、 有机溶剂用量少、 精密度高、 重现性好， 适用于实际水样中阿特拉津的检测分析。 参考文献 ［1 ］ Cummlns C M， Kolvunen M E， Stephanlan A， et al. Application of europium Ⅲchelatedyed nanoparticle labels in a competitive atrazine fluoroimmunoassay on an ITO waveguide［J］ . Bio-sensors and Bioelectronics， 2006， 21 1077- 1085. ［2 ］ Claudla L B，Carlo P， Vittorio R， et al. Mechanism and efficiency of atrazine degration under combined oxidation processes［J］ . Applied Catalysis BEnvironmental， 2006， 64 131- 138. ［3 ］ Anderson K L，Wheeler K A， Robinson J B，et al. Atrazine mineralization potential in two wetlands［J］ . Water Research， 2002， 36 19 4785- 4794. ［4 ］ Mecozzi R， Di Palma L， Merli C. Experimental in situ chemical peroxidation of atrazine in conta-minated soil［J］ . Chemosphere， 2006， 62 9 1481- 1489. ［5 ］ 王东， 冬田芹， 赵继红. 环境水体中痕量阿特拉津的检测［J］ . 北方工业大学学报， 2004， 16 3 32- 34. ［6 ］ 乔雄梧， 马利平. 土壤中残留的阿特拉津及其代谢产物的高效 液相 色 谱 和 气 － 质 谱 联 用 分 析［J］ . 色 谱， 1995， 13 3 170- 173. ［7 ］ Beilstein P，Cook A M，Huetter R. Determination of seventeen striazineherbicidesandderivativesbyhigh-pressureLiquid chromatography［J］ . J Agric Food Chem， 1981， 29 6 1132- 1135. ［8 ］ 李萍， 管秀娟. 固相萃取和高效液相色谱联用测定污水中的五 氯苯酚［J］ . 环境工程， 2007， 25 3 75- 76. ［9 ］ 江桂斌. 环境样品前处理技术［M］ . 北京 化学工业出版社， 200429. ［ 10］ 程爱华， 王磊， 张睿， 等. 水中微量邻苯二甲酸酯类物质实用分 析方法的确定［J］ . 环境工程， 2007， 25 3 77- 79. 作者通信处史锦201620上海市松江区人民北路 2999 号东华 大学环境学院 4157 室 电话 021 67792537 E- mailshijin0371 126. com 2010 － 07 － 08 收稿 811 环境工程 2011 年 4 月第 29 卷第 2 期