分散液相微萃取-氣相色譜法檢測(cè)丹江水中甲苯

王毅夢(mèng)

（商洛學(xué)院化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西商洛726000）

分散液相微萃取-氣相色譜法檢測(cè)丹江水中甲苯

王毅夢(mèng)

（商洛學(xué)院化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西商洛726000）

為了檢測(cè)丹江水中甲苯的含量，采用分散液相微萃取技術(shù)（DLLME）與氣相色譜聯(lián)用測(cè)定丹江水中的甲苯，并對(duì)影響萃取效率的因素進(jìn)行探究，得到較佳條件為：以CHCl3為萃取劑，用量50 μL；以丙酮為分散劑，用量0.16 mL；超聲波振蕩20 min；配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)所用的鹽溶液濃度為40 g·L-1，離心時(shí)間為5 min。測(cè)得采集丹江水樣中甲苯平均含量為0.64 mg·L-1，線性方程為y=5.4×108x+4.7×105，相關(guān)系數(shù)R2為0.9943，線性范圍為0.17-20 mg·L-1，檢出限為0.13 μg·mL-1，回收率為90.11%-104.7%。

甲苯；氣相色譜；分散液相微萃取技術(shù)

甲苯被認(rèn)為慢性致癌物質(zhì)，國(guó)標(biāo)GB5749-2006飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求水中甲苯含量不超過(guò)0.71 mg·L-1。多種前處理方法已經(jīng)用于對(duì)水中甲苯的測(cè)定，如單滴液相微萃取（SDME）[1-2]、液相萃取（LPME）[3]、固相微萃?。⊿PME）[4-5]等，但都存在一定局限性，而分散液相微萃取技術(shù)表現(xiàn)出高效省時(shí)、有機(jī)試劑消耗低、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于水中有機(jī)污染物的測(cè)定[6-9]。本研究采集商洛丹江河水為水樣進(jìn)行分析，以CHCl3為萃取劑、丙酮為分散劑，采用超聲波振蕩輔助-分散液相微萃取測(cè)定水樣中的甲苯含量，探討了影響萃取效率的因素，并進(jìn)行優(yōu)化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料及試劑

甲苯的丙酮儲(chǔ)備液置于0℃冷藏保存，使用時(shí)用鹽溶液稀釋至所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。甲苯（色譜純，天津市化學(xué)試劑研究所）；丙酮（色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；三氯甲烷（色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；其他試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 儀器及設(shè)備

GC4000A氣相色譜儀（北京東西儀器有限公司），F(xiàn)ID檢測(cè)器，填充柱（PEG 6000）；TGL-18C-C高速臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；JAC-300N型數(shù)控超聲波清洗機(jī)（山東省奧波超聲電氣有限公司）。

1.3 色譜參數(shù)

載氣和尾吹氣：N2（99.999%）；進(jìn)樣口溫度：150℃；柱溫：150℃；氣化溫度：150℃；氫焰溫度：150℃；保護(hù)溫度：130℃；氫氣壓力：0.05 MPa；空氣壓力：0.15 MPa；柱壓：0.12 MPa。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取1.00 mL含40 g·L-1NaCl的甲苯標(biāo)準(zhǔn)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；超聲振蕩5 min使待測(cè)樣呈水-丙酮-三氯甲烷的乳濁液體系；離心5 min（4000 r·min-1），使得兩相完全分層，用微量進(jìn)樣器取底部有機(jī)相，按所選擇氣相色譜條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 DLLME萃取條件優(yōu)化

萃取劑及分散劑的選擇直接影響到DLLME的萃取效率。萃取劑的密度必須大于水，且其在分散劑中的分配系數(shù)需大于其在待測(cè)試樣的分配系數(shù)；分散劑需對(duì)萃取劑有良好的溶解性且能夠溶于水；本研究采用三氯甲烷為萃取劑，丙酮為分散劑。

2.1.1 萃取劑體積

固定樣品溶液1.00 mL，鹽濃度40 g·L-1，丙酮0.16 mL，考察了CHCl3的用量分別為0、20、30、40、50、60、70 μL時(shí)的萃取效率。結(jié)果如圖1所示，當(dāng)萃取劑用量小于50 μL時(shí)，萃取效率隨著萃取劑體積的增大而增大；但用量大于50 μL后，隨著萃取劑用量的增加，稀釋效應(yīng)使得萃取效率下降，故選擇萃取劑用量為50 μL。

2.1.2 分散劑體積

固定樣品溶液1.00 mL，鹽濃度40 g·L-1，CHCl350 μL，考察了丙酮用量分別為0、0.05、 0.12、0.16、0.20、0.24 mL時(shí)的萃取效率。結(jié)果如圖2所示，分散劑體積在0.16 mL內(nèi)，隨著用量的增大，萃取效率提高；但用量大于0.16 mL后，由于分散劑體積過(guò)大，導(dǎo)致待測(cè)物不易被萃取劑萃取，使萃取效率降低，故選擇分散劑用量為0.16 mL。

圖1 萃取劑體積對(duì)萃取效率影響

圖2 分散劑體積對(duì)萃取效率的影響

2.1.3 鹽濃度的影響

固定樣品溶液1.00 mL，CHCl350 μL，丙酮0.16 mL，考察了鹽濃度分別為0、20、30、50、60、70、80 g·L-1時(shí)的萃取效率。結(jié)果如圖3所示，加入少量NaCl有利于兩相分離，鹽濃度在20-60 g·L-1對(duì)萃取效率沒(méi)有很明顯地影響，當(dāng)鹽度為40 g·L-1，溶液中離子濃度最適宜，使分析物和有機(jī)萃取劑在水相中的溶解度達(dá)到最適的比例，故采用鹽溶液濃度為40 g·L-1。

圖3 鹽濃度對(duì)萃取效率的影響

2.1.4 離心時(shí)間的選擇

超聲波振蕩20min后，考察了離心時(shí)間分別為1、3、5、7、9min時(shí)的萃取效率。結(jié)果如圖4所示，當(dāng)離心時(shí)間小于5min時(shí)，隨著離心時(shí)間的增長(zhǎng)，有機(jī)相體積增加，萃取效率增大；當(dāng)離心時(shí)間大于5min時(shí)，所得的有機(jī)相體積增加，但是有機(jī)相中待測(cè)物的體積不變，使得萃取效率降低，故選擇離心時(shí)間為5min。

圖4 離心時(shí)間對(duì)萃取效率的影響

2.1.5 超聲時(shí)間的選擇

室溫下，考察了超聲時(shí)間分別為5、10、15、20、30、40 min時(shí)的萃取效率。結(jié)果如圖5所示，同樣萃取條件下，當(dāng)超聲時(shí)間小于20 min時(shí)，隨著超聲時(shí)間的增長(zhǎng)，萃取劑在水相中分散得更加均勻，萃取效率增大；當(dāng)超聲時(shí)間大于20 min后，超聲時(shí)間對(duì)萃取效率的影響無(wú)太大變化，故選擇超聲時(shí)間為20 min。

圖5 超聲振蕩時(shí)間的選擇

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

按上述色譜條件對(duì)甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，其色譜圖如圖6所示。以峰面積對(duì)甲苯質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性方程為y=5.4×108x+4.7×105，相關(guān)系數(shù)R2為0.9943，線性范圍為0.17-20 mg·L-1，檢出限為0.13 μg·mL-1，回收率為90.11%-104.7%。

2.3 水樣分析

實(shí)驗(yàn)所用水樣采集于當(dāng)?shù)氐そ?，采樣時(shí)間為2014年5月20日，上游及中游水樣各采集1 L，暗光保存?zhèn)溆?。分析時(shí)，以0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾，準(zhǔn)確移取1.00 mL過(guò)濾后的水樣于具塞塑料試管中，按相同條件處理后進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得所采集丹江河水中甲苯平均含量為0.64 mg·L-1，小于0.71 mg·L-1，符合國(guó)家飲用水甲苯含量標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 甲苯的DLLME色譜圖

研究表明，該方法操作簡(jiǎn)單、成本低、富集倍數(shù)高，每個(gè)樣品分析消耗微量有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境友好，幾乎不會(huì)造成二次污染，用于環(huán)境水樣中甲苯的分析，取得較好結(jié)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.

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（責(zé)任編輯：張國(guó)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

陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目（14SKY-FWK07）

王毅夢(mèng)，女，陜西商州人，碩士，助教