高效液相色譜技術及在水質(zhì)檢測方面的應用分析

鄧清漪，林　偉，高　虎（河南省駐馬店水文水資源勘測局，河南駐馬店463000）

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高效液相色譜技術及在水質(zhì)檢測方面的應用分析

鄧清漪，林偉，高虎（河南省駐馬店水文水資源勘測局，河南駐馬店463000）

我國經(jīng)濟的發(fā)展促進了科學技術的發(fā)展，作為重要的水質(zhì)分析手段中的高效液相色譜技術也隨之得到了長足的進步。高效液相色譜技術廣泛應用于環(huán)境衛(wèi)生、醫(yī)學醫(yī)療、生物科學等相關領域，這也是促進其長足發(fā)展的有利條件，將其應用范圍進一步擴大，為了充分利用高效液相色譜技術本文就其在水質(zhì)檢測中的應用進行了分析，著重介紹了其在多環(huán)芳烴檢測中的應用，希望能給相關工作人員以參考。

高效液色譜；水質(zhì)檢測；應用分析

1　高效液相色譜技術的應用特點

該項技術是通過固相萃取的方法使的溶質(zhì)中的分析能力大大提升，在進行分析的過程中使的其獲得高柱效及高分離的能力，并通過該技術的應用可以將應用樣品的范圍予以擴大。在對其進行使用的過程中還會根據(jù)它的分析原理與氣象色譜法的差距，使的其可以有效的對具有高沸點的有機物質(zhì)及高分子物質(zhì)或者熱穩(wěn)定不足的物質(zhì)進行有效的分析，還可以對具有生物活性的物質(zhì)進行有效的分析和分類作用，使其在應用過程中具有較高的優(yōu)越性，由此，我們可以總結出其特點為，具有較高的分離效能，具有較高的選擇性，具有較高的靈敏度，具有較快的分析速度等。

且因其具有使用范圍廣泛的特點，因此在對水質(zhì)進行檢測的過程中，多用于對多環(huán)芳烴的檢測、酚類化合物的檢測、微囊藻類毒素的檢測、莠去凈的檢測等等內(nèi)容，本文根據(jù)我國實際情況主要講解的是該項技術對多環(huán)芳烴的檢測應用。

2　高效液相色譜技術對多環(huán)芳烴的檢測應用

多環(huán)芳烴是一類持久性有機污染物，來源于有機質(zhì)不完全燃燒、有機質(zhì)早期成巖作用及生物合成。既有自然來源，如森林火災、火山爆發(fā)及一部分植物合成；也有人為來源，包括化石燃料、木材等的不完全燃燒。多環(huán)芳烴因其毒性、持久性一直是重點研究和控制的對象，據(jù)大量文獻報道，大氣、土壤、水中己經(jīng)不同程度地含有PAHS，由于PAHS具有致癌性、致突變性以及在環(huán)境分布的廣泛性，因此對人類健康的苊害不容忽視。我們以南方某河流水質(zhì)檢測為基礎對其多環(huán)芳烴進行檢測。

2.1進行檢測的材料與方法

在通過高效液相色譜技術對水質(zhì)進行檢測的過程中需要使用的主要儀器與試劑為Waters H-Class型高效液相色譜儀，配低壓四元泵；Waters ACQUITY紫外檢測器、Waters ACQUITY熒光檢測器；Thermo Auto Trace 280固相萃取儀。

對其進行檢測的材料試劑為多環(huán)芳烴混合標準溶液：其質(zhì)量濃度為0.2mg/mL；甲醇/二氯甲烷介質(zhì)（體積比為1：1）；苊：其質(zhì)量濃度為100mg/L；甲醇介質(zhì)；甲醇：色譜純；乙腈：色譜純；純水：采用Millipore純水機制的純水，電阻率為18.2MΩ·cm。

其進行色譜檢測的條件為固相萃取小柱：SupelcleanTMENVITM-18SPE柱，規(guī)格6mL（0.5g）。

Supelcosil LC-PAH色譜柱（150mm×4.6mm×5μm）：柱溫為30℃，進樣體積為20μL紫外檢測波長為254nm；流動相：A為純水，B為乙腈。流動相梯度洗脫程序如表1，熒光檢測波長如表2所示。

在對其標準儲備液的配制中要注意到：分別準確吸取適量的苊、多環(huán)芳烴標準溶液，用甲醇配制成苊質(zhì)量濃度為20mg/L，15種多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度為2.0mg/L的標準儲備液，在4℃下避光保存。

標準曲線的配制：配制質(zhì)量濃度分別為0.005～2.0mg/L的多個多環(huán)芳烴標準溶液系列，苊標準曲線質(zhì)量濃度范圍為0.05～2.0mg/L。以標準物質(zhì)峰面積劃定為縱坐標，并將其質(zhì)量濃度劃定為橫坐標，繪制校準曲線。

表1　流動相梯度洗脫程序

表2　熒光檢測波長

在對樣品的預處理過程中，依次將5mL二氯甲烷、5mL甲醇，5mL純水活化Supelclean ENVI-18 SPE柱；取2L的水樣，加入到5g的NaCI和20mL甲醇，混勻后，以10mL/min的速度通過活化后的SPE柱富集，用5mL超純水淋洗，氮吹至干。以2mL的二氯甲烷洗脫，重復3次，合并洗脫液，氮吹至將干，以乙腈復溶定容至0.5mL，然后進行測定。

其測定方法是通過將待測定儀器的狀態(tài)穩(wěn)定后，分別注入試劑空白、標準系列、樣品溶液進行分析。以保留時間定性，色譜峰面積定量。按下式計算水樣中多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度：

式中：ρ——水樣中多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度，mg/L；

ρ1——從標準曲線上查出的多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度，mg/L；

V1——濃縮后的體積，mL；

V——水樣體積，mL。

2.2進行檢測的結果

在通過高效液相色譜技術進行檢測過程中我們發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴中只有苊不產(chǎn)生熒光外其余多種物質(zhì)均能產(chǎn)生較強的熒光，故苊采用紫外檢測器檢測，其余多種物質(zhì)采熒光檢測器檢測，以獲得最佳的靈敏度。

我們在通過采用 Waters ACQUITY UPLC BEH Shield RP18色譜柱，Waters ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱以及Supelcosil LC-PAH色譜柱進行色譜條件優(yōu)化測試。結果表明，Supelcosil LC-PAH色譜柱分離度較好，可在14.5min內(nèi)實現(xiàn)多種PAHS的基線分離，且進行定量信息準確。

在確定好色譜柱后，根據(jù)PAHS各組分極性和理化性質(zhì)，分別考察了甲醇與水、乙腈與水為流動相時多環(huán)芳烴的分離情況及系統(tǒng)壓力，最終確定以乙腈、水作為流動相，通過調(diào)整乙腈與水流動相溶劑的比例，使多種PAHS特別是二氫苊與芴二者完全分離。

采用低濃度標準溶液進行熒光激發(fā)和發(fā)射波長的參數(shù)優(yōu)化。通過優(yōu)化，對檢測波長與保留時間均接近的物質(zhì)采用統(tǒng)一的激發(fā)光和發(fā)射光波長，以避免出峰時間漂移可能導致的測定條件偏差。

在對高效液相色譜技術中固相萃取條件的選擇中，我們對固相萃取小柱、洗脫溶劑2種參數(shù)進行了測試。分別用SupelcleanTMENVITM-18柱、Waters OasisHLB 6cc柱和 Waters Sep-pak Porapak RDX 6cc柱進行加標水樣的回收率實驗。Waters sep-pak PorapakRDX 6cc柱回收較低，ENVITM-18和HLB柱回收率均較好，考慮到固相萃取小柱的大批量使用，選擇相對經(jīng)濟的ENVITM-18柱作為固相萃取柱。選用甲醇、二氯甲烷、甲醇/二氯甲烷（V：V/1：1）作為洗脫溶劑進行回收率實驗。二氯甲烷得到的回收率最好，甲醇/二氯甲烷回收率次之，甲醇的回收率最低。綜合考慮，最終確定SupelcleanTMENVITM-18柱和二氯甲烷作為固相萃取小柱和洗脫溶劑。

在對高效液相色譜技術中的線性關系和檢出限進行測定時，要按照設定的儀器條件進行測定，以物質(zhì)的峰面積為縱坐標，以相應的質(zhì)量濃度為橫坐標，繪制標準曲線。檢測結果表明，各物質(zhì)的線性相關系數(shù)均在0.99以上，線性良好。

對苊質(zhì)量濃度為0.1mg/L其余幾種PAHS質(zhì)量濃度為0.01mg/L的標準溶液平行測定7次，并通過3.14SD的計算方法檢出限（MDL），我們則可以得到水質(zhì)中多環(huán)芳烴的方法檢出限為0.02～1.9mg/L。

在對水質(zhì)中多環(huán)芳烴進行精密度與準確度的檢測中我們發(fā)現(xiàn)，通過試驗方法對不含多種PAHS的純水、自來、原水進行高低濃度加標回收實驗，分別測定6次。高低濃度的加標自來水、原水中各物質(zhì)的回率平均值為65～110.9%，相對標準偏差小于15%。加標純水樣品中各物質(zhì)相對標準偏差小于15%，方法精密度、準確度滿足水中痕量PAHS的檢測要求。因此，我們可以得出結論通過該檢測方法的測定，對南方某河流中的PAHS含量進行調(diào)查，我們得出的測定結果表明該河流未檢出多環(huán)芳烴。

3　結束語

在通過高效液相色譜法對水質(zhì)進行檢測的過程中，我們通過采用固相萃取提取濃縮凈化水樣，紫外檢測器與熒光檢測器串聯(lián)模式，對水質(zhì)中的有害物質(zhì)進行檢測，并通過選定的分析條件，對試樣中的PAHS與溶劑和干擾雜質(zhì)間獲得較好分離，經(jīng)二氯甲烷萃取洗脫達到較滿意的萃取效率。在苊質(zhì)量濃度范圍 0.05～2.0mg/L，其他幾種多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度為0.005～0.2mg/L范圍內(nèi)，各PAHS標準曲線的線性相關系數(shù)均在0.992以上，方法檢出限為0.02～1.9mg/L，加標回收率平均值為65.0～110.9%。由此可知通過高效液相色譜技術的應用對我國水質(zhì)檢測工作起到了及其重要的作用。

［1］李小云，王明霞，林萬強，等.珠江三角洲地區(qū)飲用源水中多環(huán)芳烴污染現(xiàn)狀及人體健康苊害的評價研究［J］.科技與信息，2014，07（13）：27～29.

［2］溫王強，康 競.高效液相色譜法在水環(huán)境檢測中的應用［J］.河南科技，2015，08（12）：17～20.

［3］方志新，黃林霞.采用高效液相色譜法測定土壤中的有害物質(zhì)分析［J］.科技與創(chuàng)新，2015，23（12）：45～49.

高 虎（1974-），男，助理工程師，大專，主要從事工作方向為水文水資源。

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2095-2066（2016）14-0038-02

2016-5-1

鄧清漪（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事于水質(zhì)監(jiān)測方面的工作。

林 偉（1976-），男，助理工程師，大專，主要從事工作方向為水利工程、水文水資源。