乙酸乙酯萃取—高效液相色譜法測(cè)定水中阿特拉津

李劍鋒,高大文,周博如

(東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱 150040)

三嗪除草劑阿特拉津 (Atrazine),又稱(chēng)莠去津,是一種選擇內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑,對(duì)防除 1 a生禾本科雜草和闊葉雜草效果顯著,是公認(rèn)的優(yōu)良除草劑品種[1]。它在環(huán)境中較為穩(wěn)定,具有較大的極性,容易污染地表水和地下水。曾經(jīng)大量使用阿特拉津的國(guó)家已在地表水和地下水中發(fā)現(xiàn)有阿特拉津的殘留。美國(guó)、歐共體和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家均把它列入內(nèi)分泌干擾劑化合物名單[2]。目前環(huán)境水樣阿特拉津的殘留物在世界許多國(guó)家和地區(qū)的地表水和地下水中已有檢出,各國(guó)政府也加強(qiáng)了對(duì)該化合物的監(jiān)控。2005年中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中已增加了對(duì)阿特拉津監(jiān)控。

相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的水中阿特拉津富集方法都用液 -液萃取法[3-5],萃取劑全部為中等毒性的二氯甲烷。國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法中,需要用 20mL的二氯甲烷分兩次對(duì)水樣進(jìn)行萃取,有機(jī)溶劑使用量較大。在進(jìn)行連續(xù)大量檢測(cè)時(shí)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員的健康造成毒害。

二氯甲烷的毒性很早就引起了人民的廣泛重視。二氯甲烷是被列在 1974年美國(guó) EPA水環(huán)境中126種優(yōu)先污染物名單中[6]。二氯甲烷也出現(xiàn)在聯(lián)合國(guó)潛在有毒化學(xué)品國(guó)際登記中心的環(huán)境中常見(jiàn)污染物的名單上[7]。另外,在美國(guó)公布的航天有害氣體中也包括二氯甲烷在內(nèi)[8]?？梢?jiàn),二氯甲烷對(duì)環(huán)境造成的污染和其毒性已經(jīng)引人們的高度重視。

針對(duì) GB/T 5750.9-2006中的相關(guān)方法,本實(shí)驗(yàn)采用幾種低毒性有機(jī)溶劑代替二氯甲烷作為萃取劑對(duì)水樣中的阿特拉津進(jìn)行富集,并且在新的色譜條件下進(jìn)行測(cè)定,通過(guò)萃取效果的對(duì)比,找到最佳萃取劑。通過(guò)對(duì)已知濃度的阿特拉津水樣進(jìn)行檢測(cè)分析,檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析要求,以期為測(cè)定阿特拉津的操作人員提供一種安全便捷的實(shí)驗(yàn)備選方案。

1 材料與方法

1.1 儀 器

Waters 2695高效液相色譜儀:Waters 2996光電二極管矩陣檢測(cè)器 (PAD)進(jìn)行檢測(cè);色譜柱為 Waters C18反相柱 (15 cm×4 mm粒徑 5μm);所用超純水為 Milli-Q Synthesis超純水系統(tǒng)提供;申勝 R205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;W202 B恒溫水浴鍋;250 mL分液漏斗;0.45μm有機(jī)濾膜;5 mL一次性注射器。

1.2 試 劑

實(shí)驗(yàn)所用藥品為阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)品 (純度 ＞99.99%);實(shí)驗(yàn)所用溶劑為:正辛烷,乙酸乙酯,二氯甲烷,正己烷和甲醇;阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的配置:稱(chēng)取 0.0100 g阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)樣品,用甲醇溶解后,轉(zhuǎn)移到 100 mL棕色容量瓶中,用甲醇準(zhǔn)確定容,該溶液為 100μg/mL標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液。在 4℃冰箱中保存。

1.3 色譜條件

C18反相柱 15 cm×4 mm粒徑 5μm;柱溫25℃;以甲醇和水做為流動(dòng)相,甲醇和水的體積比為 80∶20(經(jīng) 0.45μm有機(jī)濾膜過(guò)濾后脫氣);流動(dòng)相的流速為 1 mL/min;光電二極管檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)為 222 nm;進(jìn)樣量 10μL;標(biāo)樣濃度為5.0 mg/L。阿特拉津色譜圖如圖 1所示。

圖1 阿特拉津標(biāo)樣色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard atrazine sample

由圖 1可以看出,阿特拉津保留時(shí)間約 1.55 min,色譜峰面積為 558 628μv?s,峰高為 86 568 μv,整個(gè)測(cè)定時(shí)間為 5 min。

1.4 樣品的處理

取 100 mL水樣于 250 mL分液漏斗中,加入5 g氯化鈉,溶解后加入 20 mL萃取劑萃取一定時(shí)間,注意及時(shí)放氣,靜置分層后轉(zhuǎn)移出有機(jī)相到圓底燒瓶中,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (水浴溫度控制在 40℃左右)將有機(jī)相蒸去,冷卻至室溫,加入甲醇蒸發(fā)至近干,然后定容至 1 mL。經(jīng) 0.45μm孔徑有機(jī)相濾膜過(guò)濾,入高效液相色譜 (HPLC)以上面色譜條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

按照國(guó)標(biāo)方法中的濃度梯度,把阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成 0.0 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L和 5.0 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)使用液。在上述色譜條件下,各濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品峰面積重復(fù)測(cè)定 5次,根據(jù) 5次測(cè)定的平均值,以阿特拉津溶液的濃度為橫坐標(biāo),以峰面積為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明在 0～5 mg/L范圍內(nèi)阿特拉津具有良好的線性關(guān)系。具體結(jié)果見(jiàn)表 1。

表1 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)曲線Tab.1 Atrazine standard curve

2.2 不同萃取劑萃取阿特拉津的效率

在現(xiàn)有的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中,前蘇聯(lián)車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度正辛烷和正己烷都是300 mg/m3,二氯甲烷的最高允許濃度為50 mg/m3。乙酸乙酯是存在與許多水果中的天然化合物,其毒性低,是一種綠色環(huán)保溶劑,可以避免測(cè)定過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成二次污染,減少對(duì)操作人員的健康危害[9]。正己烷、正辛烷和乙酸乙酯這 3種有機(jī)溶劑的毒性都比二氯甲烷低,因此選用這 3種有機(jī)溶劑作為萃取劑。因?yàn)橛脟?guó)標(biāo)法作為參照,所以試驗(yàn)中也選擇了二氯甲烷作為對(duì)比。

在加鹽量和萃取時(shí)間一定的條件下,對(duì) 0.5 mg/L的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,每種萃取劑做 3個(gè)平行樣,測(cè)定結(jié)果取平均值。對(duì)比回收效果見(jiàn)表 2。

表2 不同萃取劑萃取阿特拉津的回收率Tab.2 Extraction recoveries of atrazine with different extractant

阿特拉津在正己烷中的溶解度 (25℃)為0.11 g/L,因此在使用相同量萃取劑的條件下,其回收率最低。乙酸乙酯中的溶解度為24 g/L,在二氯甲烷中為 28 g/L,正辛烷為 8.7 g/L,在萃取水環(huán)境中的微量阿特拉津時(shí),這 3種有機(jī)溶劑對(duì)阿特拉津的萃取效率相差不大。從表 2中可以看出,同等條件下,這 4種萃取劑中的乙酸乙酯和二氯甲烷的回收率最高,他們對(duì)阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定回收效果基本一樣。由于考慮到二氯甲烷的毒性可能對(duì)操作人員造成危害,所以本實(shí)驗(yàn)選取乙酸乙酯作為萃取劑。

2.3 方法的精密度

按上述試驗(yàn)方法,對(duì) 0.2 mg/L的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測(cè)定 6次,其測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表 3。

表3 精密度Tab.3 Precision degree

由表 3可以看出,利用該方法測(cè)定阿特拉津水溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差 (SD)為 9.8μg/L,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD%)為 5.2%。GB/T 5750.9-2006中的相關(guān)方法對(duì)阿特拉津水質(zhì)樣品測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.6%～6.9%,可見(jiàn)方法的重現(xiàn)性良好。

2.4 回收率和檢測(cè)限

采用稀釋法測(cè)得該方法檢測(cè)限為 0.0 002 mg/L。在不同濃度的 100 mL阿特拉津水樣中加入100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)樣 0.1 mL做加標(biāo)回收試驗(yàn),加標(biāo)回收率范圍 84.5% ～104.3%。GB/T 5750.9-2006中的相關(guān)方法中,若取 100 mL水樣測(cè)定,則最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為0.000 5 mg/L,加標(biāo)回收率為84.6%～96.9%。可見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)方法滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定要求。

3 結(jié) 論

目前國(guó)內(nèi)外有很多測(cè)定阿特拉津的方法,本方法參照 GB/T 5750.9-2006中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。以毒性較低的乙酸乙酯代替二氯甲烷為萃取劑,采用液液萃取的提取技術(shù)路線,光電二極管矩陣檢測(cè)器 (PAD)對(duì)阿特拉津進(jìn)行定性、定量,獲得良好的線性和重復(fù)性。方法檢測(cè)限為0.0002mg/L,加標(biāo)回收率范圍 84.5%～104.3%。滿足該方法安全簡(jiǎn)便,快速準(zhǔn)確,能夠滿足測(cè)定環(huán)境水中微量阿特拉津的要求。整個(gè)測(cè)量過(guò)程不超過(guò)10 min,測(cè)定成本較固相萃取低,適合大量連續(xù)的檢測(cè)。

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