固相萃取—高效液相色譜法測定水中阿特拉津

張 佩 何 洋 王 威 韓 楓 魏 磊

阿特拉津（Atrazine）又名莠去津，化學(xué)名稱2-氯-4-二乙胺基-6-異丙氨基-1，3，5-三氮苯，分子式C8H14ClN5，分子量215.68，純品外觀為無色晶體，不易溶于水，但微溶于多數(shù)有機溶劑。阿特拉津是一種高效的選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑農(nóng)藥，其生產(chǎn)成本低、除草效果好，而且是一種中等偏低毒性的除草劑。這些特性使阿特拉津成為世界上應(yīng)用最廣泛的除草劑之一。但隨著阿特拉津的連年使用，其環(huán)境污染問題也日益顯現(xiàn)。由于該化合物在水中不可降解，進入環(huán)境后可隨地表徑流進入河流、湖泊，對地表水和地下水造成污染。阿特拉津的動物實驗顯示其具有一定的生殖發(fā)育毒性，對人體具有潛在致癌作用，同時對人體的肝臟、腎臟、心肺和再生繁殖等方面也會產(chǎn)生不良作用，被列為環(huán)境荷爾蒙（內(nèi)分泌干擾劑）的可疑物質(zhì)。2017世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單中包括阿特拉津，阿特拉津?qū)儆?類致癌物。

阿特拉津在世界許多國家和地區(qū)的地表水和地下水中已有檢出。我國在2002年頒布的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）對地表水中阿特拉津規(guī)定的限值為0.003mg/L，2006年頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749- 2006）規(guī)定生活飲用水中阿特拉津的限值為0.002mg/L，2017年發(fā)布的《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 14848-2017）中規(guī)定地下水Ⅰ類水限值不大于0.05μg/L。目前，水中阿特拉津常用檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、高效液相色譜質(zhì)譜法（HPLC-MS）等。標(biāo)準(zhǔn)方法中推薦的液—液萃取前處理方法操作復(fù)雜繁瑣，處理時間長，且操作過程中使用大量的有機溶劑，對操作人員健康危害較大，且易對環(huán)境造成二次污染。近年來固相萃取技術(shù)（SPE）取得了快速發(fā)展，可實現(xiàn)水中痕量有機物的高倍富集與分離。固相萃取技術(shù)溶劑使用量少、高效快速，能夠提高分析質(zhì)量，提升回收率。該實驗采用C18固相萃取柱對水中阿特拉津進行富集，結(jié)合高效液相色譜二極管陣列檢測器測定水中痕量阿特拉津。

一、實驗部分

1.儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀，配有二極管陣列檢測器（DAD）；色譜柱：Agilent ZORBOX SB-C18（4.6×150mm，5μm）；Dionex AUTOtrace2800全 自 動固相萃取儀；Dionex SOLEX C18固相萃取小柱；BUCHI平行蒸發(fā)儀Multivapor P-12；上海安譜有機相針式濾器，孔徑為0.45μm；HAMILTON微量注射器。阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：購自美國Accustandard公司；甲醇、二氯甲烷，均為HPLC級，購自美國Honeywell公司。

圖1 阿特拉津HPLC標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

表1 方法精密度及加標(biāo)回收率表

2.樣品采集與保存

樣品用棕色磨口玻璃瓶采集，并加蓋密封，瓶內(nèi)充滿樣品且不留空氣或氣泡。樣品采集后避光在4℃以下冷藏，富集工作在7d內(nèi)完成。

3.樣品前處理

取水樣1000mL，經(jīng)0.45μm濾膜減壓過濾后待用。依次用10mL二氯甲烷、10mL甲醇、10mL超純水清洗活化C18固相萃取柱。水樣以6～15mL/min的流速上樣，上樣結(jié)束后用10mL超純水進行淋洗，然后用高純氮氣吹干C18固相萃取柱30min。再用10mL二氯甲烷分兩次以1mL/min的速度洗脫，并收集洗脫液。洗脫液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后于40℃用平行蒸發(fā)儀蒸至近干，再加5mL甲醇，濃縮定容至1.0mL，經(jīng)針式濾器過濾后上機測試。

4.儀器條件

流動相：甲醇∶水（V/V）=60∶40；流速：0.8mL/min；紫外檢測波長（DAD）：220nm；柱 溫：35℃；進樣量：10μL；外標(biāo)法定量。

二、結(jié)果與討論

1.液相色譜條件優(yōu)化

為優(yōu)化色譜條件，該實驗選擇10μg/L的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液進行了條件優(yōu)化。

檢測波長的選擇：通過二極管陣列檢測器（DAD）對阿特拉津進行三維波譜采集，發(fā)現(xiàn)阿特拉津在220nm處的響應(yīng)值最高，峰型最好，因此選擇波長為220nm作為檢測波長。

流動相甲醇—水配比的選擇：通過改變甲醇和水的比例，考察阿特拉津的出峰時間及與樣品中干擾物的分離情況。試驗結(jié)果表明流動相甲醇—水體系中甲醇∶水（V/V）=60∶40時，峰形尖銳，保留時間適宜。

柱流速的選擇：分別設(shè)定0.4mL/min、0.6mL/min、0.8mL/min、1.0mL/min為柱流速進行對比實驗，隨著流速的增加，保留時間略有縮短，峰面積減小，從保留時間、分離度及峰形上綜合考慮，選擇最佳柱流速為0.8mL/min。

柱溫的選擇：分別考察25℃、30℃、35℃和40℃柱溫對測定的影響，結(jié)果表明，在等度洗脫時，隨著溫度的升高，組分的保留時間縮短，峰形也越來越尖銳，但峰面積變化并不明顯，說明柱溫在25℃～40℃范圍內(nèi)對峰形和峰面積影響較小。考慮到環(huán)境溫度的波動，柱溫設(shè)定值要高于環(huán)境溫度5℃以上，故柱溫設(shè)定為35℃。

在以上色譜條件下對阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液進行測定，得色譜圖（圖1），保留時間為 3.905min。

2.固相萃取條件優(yōu)化

在1000mL超純水中加入阿特拉津（0.5mg/L），分別將上樣速率設(shè)置為 6mL/ min、8mL/ min、10mL/ min和15mL/ min，在“1.3”和“1.4”條件下富集和測定阿特拉津的回收率，回收率分別為86.3%、95.2%、87.6%和79.5%，根據(jù)試驗結(jié)果，選擇最佳上樣速率為8mL/min。

3.工作曲線和方法檢出限

用甲醇將阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級，稀釋配制成0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、4.0μg/mL、8.0μg/mL、10.0μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列，在“1.4”色譜條件下進行分析，得到0.2～10μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)為 0.9999，回歸方程為 y（峰面積）=695.989 x（濃度）-18.995。

取經(jīng)0.45μm濾膜過濾的空白水樣1000mL，水樣中添加阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，加標(biāo)后的阿特拉津濃度為0.2μg/L，按照已優(yōu)化的固相萃取條件和色譜分析條件重復(fù)測定7次，根據(jù)文獻中方法檢出限的計算方法，計算出利用SPE-HPLC測定阿特拉津的方法檢出限0.01μg/L。

4.方法的準(zhǔn)確度及精密度

取未檢出阿特拉津的空白水樣12份，經(jīng)0.45μm濾膜過濾并添加阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使其濃度達到 1.0μg/L和 5.0μg/L，按照已優(yōu)化的固相萃取條件和色譜分析條件測定，結(jié)果見表1。測試結(jié)果顯示，利用SPE-HPLC測定阿特拉津的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%～3.1%，均小于5%，加標(biāo)回收率在90.6%～98.3%之間，可見該方法有較好的準(zhǔn)確度和精密度。

5.實際水樣的測定

用該方法測定河南省淮河流域大型水庫和部分飲用水水源地樣品，阿特拉津在水樣中均未檢出。

三、結(jié)論

本文通過建立并優(yōu)化固相萃取-高效液相色譜法的分析條件，確定以二氯甲烷為洗脫劑，甲醇∶水（V/V）=60∶40為流動相，流速為0.8mL/min，檢測波長（DAD）220nm，此條件下樣品的加標(biāo)回收率高，有較好的準(zhǔn)確度和精密度。該方法簡單易行并且準(zhǔn)確、可靠、重現(xiàn)性好，可作為地表水中阿特拉津測定常用方法