高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器測(cè)定水中的阿特拉津

董鳳娟， 王筱梅， 楊坤， 姚海燕， 許昶磊

（1.山東省棗莊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 山東 棗莊 277000； 2.棗莊市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所有限公司，山東 棗莊 277000）

阿特拉津（Atrazine）是一種三氮苯類(lèi)除草劑，因其價(jià)格低廉， 除草效果好， 在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用［1］。 阿特拉津在土壤中遷移性強(qiáng)， 具有土壤淋溶性， 易被降水、 淋溶、 灌溉、 徑流遷移入水體， 造成地下水及地表水的污染。 其殘留周期長(zhǎng)，難降解， 毒性大， 在環(huán)境問(wèn)題中日益突出［2］。 目前， 阿特拉津已成為評(píng)價(jià)水體有機(jī)污染物的重要指標(biāo)， 被列為國(guó)際環(huán)境優(yōu)先控制污染物［3］。 在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中， 阿特拉津成為地表飲用水水質(zhì)每月例行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目［4］。

目前， 阿特拉津的檢測(cè)方法主要有氣相色譜法［5－7］、 液相色譜法［8－10］、 氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法［11－12］、液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法［13］等。 質(zhì)譜法靈敏度較高，但也易受雜質(zhì)干擾， 且儀器操作繁瑣， 使用維護(hù)費(fèi)用較高。 本研究采用耐高壓高效液相色譜－二極管陣列檢測(cè)器建立了一種水中阿特拉津的測(cè)定方法，通過(guò)對(duì)檢測(cè)波長(zhǎng)、 流動(dòng)相及色譜柱等色譜指標(biāo)的優(yōu)化， 確立了阿特拉津的最佳檢測(cè)條件， 以乙腈－水體系作為流動(dòng)相、 使用窄內(nèi)徑、 細(xì)顆粒色譜柱， 實(shí)現(xiàn)了在較低流動(dòng)相流速下的快速分析。 由于乙腈的紫外吸收截止波長(zhǎng)較甲醇低， 在低波長(zhǎng)處， 乙腈－水體系背景吸收較弱， 采用乙腈－水體系作為流動(dòng)相可得到較低的檢出限， 本方法的檢出限與質(zhì)譜法檢出限接近［11］。 與傳統(tǒng)液相色譜法（HJ 587—2010《水質(zhì) 阿特拉津的測(cè)定 高效液相色譜法》［14］）相比，該方法具有較低的檢出限， 在較低流速下實(shí)現(xiàn)了阿特拉津的快速檢測(cè)， 減輕了對(duì)環(huán)境造成的二次污染， 為水中阿特拉津的測(cè)定提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器： 耐高壓高效液相色譜儀-二極管陣列檢測(cè)器， 耐高壓四元泵， 自動(dòng)進(jìn)樣器， 二極管陣列檢測(cè)器， OpenLab CDS 2.3 工 作 站， Agilent InfinityLab Poroshell 120 EC－C18（3.0×150 mm， 2.7 μm）色譜柱，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀， 分液漏斗振蕩萃取器， 0.45 μm 濾膜。

試劑： 色譜純乙腈， 色譜純甲醇， 色譜純二氯甲烷， 超純水（自制）， 分析純硫酸鈉， 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)品（（100±3）μg／mL）， 甲醇中的阿特拉津（（87.1±9.3）μg／mL）。

1.2 色譜分析條件

色譜柱為Agilent InfinityLab Poroshell 120 ECC18（3.0×150 mm， 2.7 μm）， 流動(dòng)相為乙腈-水體系（V乙腈∶V水＝60 ∶40）， 流速為0.3 mL／min， 進(jìn)樣量為10 μL， 柱溫為30 ℃， 紫外吸收波長(zhǎng)為222 nm， 參比波長(zhǎng)為360 nm。

1.3 樣品預(yù)處理

取100 mL 水樣于250 mL 分液漏斗中， 用20 mL 二氯甲烷置于分液漏斗振蕩萃取器， 分2 次萃取， 每次10 mL， 每次萃取5 min， 萃取過(guò)程注意放氣。 靜置分層后， 將有機(jī)相分離至磨口瓶中， 加入干燥的無(wú)水硫酸鈉干燥有機(jī)相。 將干燥后的有機(jī)相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干， 用甲醇定容至1 mL，保存在4 ℃冰箱內(nèi)。 如果水中阿特拉津的濃度在曲線范圍內(nèi)， 可用微孔濾膜過(guò)濾后直接進(jìn)樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外吸收波長(zhǎng)的選擇

阿特拉津紫外波長(zhǎng)掃描結(jié)果顯示， 阿特拉津在222 nm 處有最大吸收。 因此， 確定檢測(cè)波長(zhǎng)為222 nm， 參比波長(zhǎng)為360 nm。

2.2 色譜柱及流動(dòng)相的選擇與優(yōu)化

采用C18（4.6×150 mm， 5 μm）色譜時(shí)， 流動(dòng)相中有機(jī)相比例較高， 使用流速較大； 使用窄內(nèi)徑、 細(xì)粒徑色譜柱C18（3.0×150 mm， 2.7 μm）時(shí)，使用有機(jī)相比例較小的流動(dòng)相， 較小的流速， 即可達(dá)到同等效果的分離。 在有機(jī)相選擇方面， 乙腈的紫外吸收截止波長(zhǎng)較甲醇低， 在222 nm 的檢測(cè)條件下， 乙腈－水體系背景吸收較弱， 可得到較低的檢出限， 且乙腈洗脫能力較強(qiáng)［15］， 因此， 選擇乙腈－水體系作為流動(dòng)相。

當(dāng)乙腈與水體積比為70 ∶30、 65 ∶35 時(shí)， 標(biāo)準(zhǔn)溶液中的阿特拉津峰與前面的雜質(zhì)峰不能有效分離； 當(dāng)乙腈與水體積比為45 ∶55、 50 ∶50 時(shí)， 實(shí)際水樣中的雜質(zhì)對(duì)阿特拉津色譜峰均存在不同程度的干擾； 當(dāng)乙腈與水體積比為60 ∶40 時(shí)， 標(biāo)準(zhǔn)溶液中的阿特拉津在約4.2 min 處出峰， 與前面的雜質(zhì)峰分離度為2.3， 達(dá)到有效分離， 結(jié)果見(jiàn)圖1。 在此條件下對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行檢測(cè)， 實(shí)際水樣在約3.8 min 處有一大的雜質(zhì)峰， 該雜質(zhì)峰與阿特拉津色譜峰分離度為2.0， 達(dá)到有效分離， 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3。 由圖2、 圖3 可知， 當(dāng)乙腈與水體積比為60 ∶40 時(shí)， 雜質(zhì)峰對(duì)阿特拉津的測(cè)定干擾可消除。

在HJ 587—2010 中， 流動(dòng)相流速采用0.8 mL／min， 阿特拉津保留時(shí)間約為5.1 min。 本方法流動(dòng)相流速采用0.3 mL／min， 阿特拉津保留時(shí)間約為4.2 min， 可在低流速、 低有機(jī)相含量下實(shí)現(xiàn)阿特拉津的快速檢測(cè)， 減輕了流動(dòng)相對(duì)環(huán)境造成的二次污染。

圖1 V乙腈∶V水= 60 : 40 時(shí)阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜Fig. 1 Atrazine standard solution chromatogram when Vacetonitrile ∶Vwater ＝60 ∶40

圖2 V乙腈： V水＝60 : 40 時(shí)水樣色譜Fig.2 Water sample chromatogram when Vacetonitrile ∶Vwater ＝60 ∶40

圖3 V乙腈： V水= 60 : 40 時(shí)水樣加標(biāo)色譜Fig. 3 Water sample added standard chromatogram when Vacetonitrile ∶Vwater ＝60 ∶40

2.3 方法的檢出限及定量限

以信噪比為3 時(shí)計(jì)算方法的檢出限， 取100 mL 水樣時(shí)， 方法的檢出限為0.03 μg／L。 以信噪比為10 時(shí)計(jì)算方法的定量限， 取100 mL 水樣時(shí)， 方法的定量限為0.1 μg／L。 HJ 587—2010 中， 阿特拉津的檢出限為0.08 μg／L， 定量限為0.32 μg／L。 因此， 本試驗(yàn)方法與傳統(tǒng)液相色譜法相比， 具有較低的檢出限及定量限。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

將100 μg／mL 的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液用乙腈稀釋為10 μg／mL。 采用乙腈稀釋10 μg／mL 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液， 配制成質(zhì)量濃度為0.01、 0.05、 0.1、 0.5、1.0 μg／mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列。 根據(jù)所確定的色譜條件， 采用外標(biāo)法測(cè)定， 以阿特拉津的濃度對(duì)峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 線性回歸方程為y ＝290.564 52 x－0.134，相關(guān)系數(shù)r ＝0.999 99。 標(biāo)準(zhǔn)曲線系列見(jiàn)表1 及圖4。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線系列Tab. 1 Standard curve series

圖4 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig. 4 Standard curve

2.5 方法的精密度與準(zhǔn)確度

分別配制質(zhì)量濃度約為0.01、 0.1、 1.0 μg／mL低、 中、 高3 個(gè)濃度的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液， 分別連續(xù)進(jìn)9 針， 計(jì)算其日內(nèi)精密度； 對(duì)3 個(gè)濃度的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液， 連續(xù)測(cè)定3 d， 每天連續(xù)進(jìn)樣3 次， 計(jì)算其日間精密度。 結(jié)果表明， 低、 中、 高3 個(gè)濃度的日內(nèi)精密度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.0%、 0.0%、 0.15%，日間精密度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.0%、 0.5%、 0.26%。因此， 該方法具有較高的精密度及重復(fù)性。

2.6 方法的準(zhǔn)確度

在上述條件下， 分析檢測(cè)質(zhì)量濃度為（87.1 ±9.3）μg／mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液， 測(cè)定結(jié)果為87.1 μg／mL，相對(duì)偏差為0.0%。 在空白樣中加入低、 中、 高3個(gè)濃度的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液， 將樣品濃縮處理后進(jìn)樣， 檢測(cè)阿特拉津的濃度， 計(jì)算空白加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表2。 在周村水庫(kù)水樣中加入低、 中、 高3個(gè)濃度的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液。 將樣品濃縮處理后進(jìn)樣， 測(cè)定阿特拉津的含量， 計(jì)算實(shí)際樣品加標(biāo)回收率， 結(jié)果見(jiàn)表3。 由表2、 表3 可知， 空白加標(biāo)回收率在89.0%～109.4%之間， 實(shí)際樣品加標(biāo)回收率在82.6%～90.0%之間。 該方法具有較高的準(zhǔn)確度。

表2 空白加標(biāo)回收率Tab. 2 Standard addition recoveries of blank markup

表3 實(shí)際樣品加標(biāo)回收率Tab. 3 Standard addition recoveries of actual samples

2.7 實(shí)際水樣的測(cè)定

分別采集我市周村水庫(kù)（地表水源地）、 十子河（地表水）、 丁莊水源（地下水源地） 3 個(gè)點(diǎn)的水樣，萃取濃縮后進(jìn)行檢測(cè)， 結(jié)果表明， 3 個(gè)點(diǎn)位的阿特拉津均為未檢出， 與傳統(tǒng)液相色譜法的檢測(cè)結(jié)果一致。

3 結(jié)論

在方法摸索過(guò)程中， 阿特拉津最大紫外吸收波長(zhǎng)較低， 比較接近溶劑的紫外吸收截止波長(zhǎng)。 而乙腈較甲醇具有較低的紫外吸收截止波長(zhǎng)， 且其洗脫能力較強(qiáng)， 因此選用乙腈－水體系作為流動(dòng)相， 使該方法具有較低的檢出限。 觀察二極管陣列檢測(cè)器光圖譜， 空白及實(shí)際水樣對(duì)阿特拉津均存在干擾，通過(guò)調(diào)整流動(dòng)相比例及流速， 可有效避免水樣中其他有機(jī)物對(duì)阿特拉津的干擾， 且具有較寬的線性范圍， 較高的準(zhǔn)確度， 良好的精密度和加標(biāo)回收率。 同時(shí)， 本研究采用內(nèi)徑及填料粒度較小的色譜柱， 在低流速、 低有機(jī)相含量的條件下， 可實(shí)現(xiàn)阿特拉津與雜質(zhì)峰快速、 有效分離， 較大地減輕了分析過(guò)程中有機(jī)相對(duì)環(huán)境造成的二次污染， 為水環(huán)境中阿特拉津的檢測(cè)提供了一個(gè)準(zhǔn)確、 快速、 有效的方法。