分散液液微萃取-分光光度法測定水中的亞甲基藍

楊 靖，呂 瑞

（1.中科院成都山地災害與環(huán)境研究所，四川成都610041；2.綿陽師范學院化學與化學工程學院，四川綿陽621000）

偶氮類染料是印染廢水中很難被降解且不容易被治理的一類染料，亞甲基藍是其中的代表之一，其溶于水會產(chǎn)生有機“陽離子型”離子基團，具有導致癌變和使生物體發(fā)生畸變的可能，污染環(huán)境水體〔1-3〕。因此有效、準確測定環(huán)境水樣中的亞甲基藍對環(huán)境監(jiān)測和生物體的研究具有重大意義。

目前對亞甲基藍含量的測定方法主要包括高效液相色譜法〔4-8〕、化學發(fā)光法〔9〕、分光光度法〔10-14〕、毛細管電泳法〔15〕、離子締合物熒光法〔16〕、離子液相法〔17〕以及間接光聲法〔18〕等。其中分光光度法具有操作過程簡單、使用儀器單一的特點，但是其對樣品測定的靈敏性不夠理想。分散液液微萃取（DLLNE）是一種集采樣、富集、分離于一體的樣品前處理技術(shù)。萃取劑在分散劑的作用下，在樣品溶液中形成無數(shù)微小的小液滴，增加了水相與萃取劑的接觸面積，實現(xiàn)了目標化合物在樣品溶液與萃取劑之間的快速轉(zhuǎn)移，具有有機溶劑用量少、萃取時間短、操作簡單、對環(huán)境友好等優(yōu)點〔19〕。

筆者結(jié)合分散液液微萃取技術(shù)和分光光度法，對環(huán)境水樣中亞甲基藍含量進行測定，對萃取參數(shù)進行了優(yōu)化，建立了分散液液微萃取-分光光度法測定環(huán)境水樣中亞甲基藍的方法，并用于實際水樣的測定，結(jié)果令人滿意。本研究為快速、高效地測定亞甲基藍的含量提供了新參考。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與材料

T6 型新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；微量可調(diào)移液器，大成儀器有限公司；pHSJ-4F 型pH 計，雷磁科學儀器股份有限公司；SB4200DT 型超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；EL104 型電子天平，上海梅特勒-托利多有限公司；800 型離心機，江蘇省金壇市通濟儀器廠。

亞甲基藍、三氯甲烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇、四氫呋喃、丙三醇、鹽酸、硫酸，分析純，成都市科龍化工試劑廠；氯苯，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；四氯化碳，分析純，天津市津東天正精細化學試劑廠；丙酮，分析純，成都市科隆化學品有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 亞甲基藍標準溶液的配制

準確稱取0.005 0 g 的亞甲基藍標準品，在500 mL的容量瓶中將其用蒸餾水稀釋到刻度線，搖勻，配制成質(zhì)量濃度為10 mg/L 的標準溶液儲備液。

準確移取配制好的10 mg/L 的標準亞甲基藍儲備液0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.70、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、5.00、6.00、8.00、10.00 mL 分別置于50 mL 的比色管中，用超純水稀釋并定容至比色管的25 mL 刻度線，搖勻，得到質(zhì)量濃度分別為0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.28、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60、2.00、2.40、3.20、4.00 mg/L 的標準溶液系列。

1.2.2 萃取劑-分散劑混合溶液的配制

用作分散液液微萃取的萃取劑應(yīng)不溶于水，對分析物有良好的萃取能力，能與分散劑形成微小液滴等性質(zhì)。常用的萃取劑有氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、離子液體等。分散劑必須與樣品溶液和萃取劑具有較好互溶性。目前用于分散液液微萃取中的分散劑主要有丙酮、乙腈、甲醇、乙醇等。本研究將4 種萃取劑四氯化碳、氯苯、三氯甲烷、二氯甲烷與5 種分散劑甲醇、乙醇、丙酮、四氫呋喃、丙三醇均按V萃取劑∶V分散劑=1∶5 的比例兩兩組合配成20 種萃取劑-分散劑混合溶液。

1.2.3 分散液液微萃取-分光光度法測定亞甲基藍

準確移取5 mL 亞甲基藍溶液，置于離心管，準確移取1.2 mL 由萃取劑-分散劑組成的混合溶液，迅速注進萃取體系，混合均勻，在25 ℃下于超聲波清洗機中萃取5 min 形成乳濁液，在3 000 r/min 的轉(zhuǎn)速下離心5 min，將底部的沉淀物取出后用分散劑稀釋至10 mL，混合均勻后，在波長為665 nm 處測定溶液的吸光度。

本實驗選擇的樣品1 為池塘水樣，采自綿陽市郊；樣品2 模擬水樣，取0.140 0 mg 亞甲基藍標準品，用蒸餾水配制成0.140 mg/L 的溶液。對樣品進行分析測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 萃取條件的優(yōu)化

本實驗將萃取率作為評價亞甲基藍萃取效率高低的指標，對亞甲基藍萃取的條件進行篩選，選出最合適的萃取條件。

2.1.1 萃取劑、分散劑種類的選擇

按1.2.3 中的方法進行實驗，考察20 種萃取劑-分散劑混合溶液對萃取率的影響。結(jié)果表明，其他條件相同時，以二氯甲烷為萃取劑，以甲醇為分散劑時，亞甲基藍的萃取率最高，因此最佳萃取劑-分散劑為二氯甲烷-甲醇組成的溶液。

2.1.2 萃取劑與分散劑用量確定

固定二氯甲烷萃取劑的量為200 μL，分別加入0.5、0.8、0.9、1.0、1.1、1.3、1.6、2.0、2.5 mL 的甲醇分散劑，按照1.2.3 中的方法進行實驗，結(jié)果見圖1。

圖1 分散劑用量對亞甲基藍萃取率影響

由圖1 可知，在萃取劑二氯甲烷用量相同的條件下，改變分散劑甲醇的用量對萃取率有較大的影響，當分散劑甲醇的用量為1.1 mL 時，對亞甲基藍的萃取率最大。 因此最佳的分散劑甲醇的用量為1.1 mL。

固定分散劑甲醇的用量為1.1 mL， 分別加入100、150、180、200、210、220、230、250、300 μL 的萃取劑二氯甲烷，按照1.2.3 中的方法進行實驗，結(jié)果見圖2。

圖2 萃取劑用量對亞甲基藍萃取率影響

由圖2 可知，在其他實驗條件相同的情況下，改變萃取劑二氯甲烷的用量對萃取率有顯著影響，當萃取劑二氯甲烷的用量為230 μL 時，對亞甲基藍的萃取率最高。因此最佳的萃取劑二氯甲烷的用量為230μL。后面的實驗均采用230 μL 二氯甲烷與1.1 mL甲醇的混合溶液作為萃取劑-分散劑溶液。

2.1.3 pH 的選擇

按照1.2.3 中的方法進行實驗，在其他條件均相同的情況下，調(diào)節(jié)pH 分別為3、5、7、8、9、10、11，考察pH 對萃取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 pH 對亞甲基藍萃取率的影響

由圖3 可知，當pH=9 時，對亞甲基藍的萃取率最大。因此實驗最佳pH=9。

2.1.4 萃取時間的選擇

本實驗方法具有高效、快速的特點，但萃取時間對萃取率仍有一定影響。按照1.2.3 中的方法進行實驗，在其他條件均相同的情況下，改變萃取時間分別為0、1、2、3、5、7、9 min，考察了萃取時間對亞甲基藍萃取率的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4 可知，當萃取的時間為3 min 時對亞甲基藍的萃取率達到最大。因此實驗最佳萃取時間是3 min。

圖4 萃取用時對亞甲基藍萃取率影響

2.1.5 離心時間的選擇

按照1.2.3 中的方法進行實驗，在其他條件均相同的情況下，改變離心時間分別為1、2、3、4、6、8、10 min，考察了離心時間對亞甲基藍萃取率的影響，結(jié)果見圖5。

圖5 離心用時對亞甲基藍萃取率影響

由圖5 可知，當離心時間為4 min 時，亞甲基藍的萃取率最大，因此最佳離心時間是4 min。

綜上所述，實驗最佳萃取條件：萃取劑-分散劑溶液為230 μL 二氯甲烷+1.1 mL 甲醇，pH=9，萃取時間為3 min，離心時間為4 min。

2.2 分散液液微萃取-分光光度法測定亞甲基藍

2.2.1 標準曲線的繪制

以蒸餾水為空白， 將1.2.1 中稀釋后的0.04～4.00 mg/L 的標準亞甲基藍標準溶液于665 nm 處進行吸光度測定。以亞甲基藍濃度為橫坐標（單位mg/L），以對應(yīng)的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為A=0.179 2×C+0.002 2，r=0.999 3。該標準曲線線性關(guān)系良好，可用作亞甲基藍含量測定的標準曲線。

2.2.2 檢出限及定量限

對100 μg/L 的亞甲基藍標準溶液連續(xù)測定11次，用11 組測定值的標準偏差的3 倍除以標準曲線的斜率得到檢出限為8.45 μg/L，用11 組測定值的標準偏差的10 倍除以標準曲線的斜率得到定量限為28.15 μg/L。

2.2.3 方法精密度

按照1.2.3 中的方法，在最佳條件下，對100 μg/L的亞甲基藍進行平行萃取11 次，然后測定其萃取率，得到的相對標準偏差為3.87%，表明該方法精密度良好。

2.2.4 樣品含量的分析及加標回收實驗

按照1.2.3 中的方法，在最佳條件下，對樣品1、樣品2 中的亞甲基藍含量進行分析測定，同時對樣品進行加標回收實驗，每組各平行測定5 次，取平均值。結(jié)果見表1。

表1 分散液液微萃取-分光光度法測定亞甲基藍

由表1 可知，本方法的平均回收率在96.38%～103.30%，相對標準偏差均小于3.90%，說明本方法的準確度較高，可用于環(huán)境水樣中痕量亞甲基藍的測定。

3 結(jié)論

結(jié)合分散液液微萃取技術(shù)和分光光度法，建立了測定環(huán)樣水中亞甲基藍的新方法。對萃取條件進行了優(yōu)化，最佳萃取條件為：萃取劑二氯甲烷用量230 μL，分散劑甲醇用量1.1 mL，pH=9，萃取時間為3 min，離心時間為4 min。結(jié)果表明，該方法具有較好的準確度和精密度，可用于實際水樣中亞甲基藍的測定。該方法具有快速、高效、環(huán)境友好等特點，為水樣中亞甲基藍的測定提供了一種新選擇。