固相萃取-高效液相色譜法同時測定水體中甲萘威和阿特拉津

豆艷霞，何云勇，李會玲，馮 莎

（1.安康市環境保護監測站，陜西 安康 725000；2.安康市漢濱區環境監測站，陜西 安康 725000）

甲萘威，又名西維因，化學名稱為1-萘基-N-甲基氨基甲酸酯，屬萘基氨基甲酸脂類農藥，廣泛應用于控制農作物、樹木和觀賞植物害蟲。阿特拉津，又名莠去津，化學名稱為2-氯-4-乙胺基-6-異丙胺基-1,3,5-三嗪，是一種廣泛使用的除草劑。這兩種農藥的廣泛應用，對水生態環境和人類飲用水造成潛在威脅[1-3]。《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）中規定阿特拉津的限值為0.002 mg/L，《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中規定甲萘威和阿特拉津的限值分別為0.05 mg/L 和0.003 mg/L。

目前，在環境監測領域，針對水中甲萘威和阿特拉津測定的標準方法有液相色譜法（HPLC）和氣相色譜法(GC)[4-6]。此外，隨著檢測技術的發展，液相色譜-質譜法（LC-MS）、氣相色譜-質譜法（GC-MS）測定水中甲萘威、阿特拉津常有報道[7-9]。以上幾種分析方法都是將兩種物質分開檢測。本研究采用固相萃取-高效液相色譜法同時測定水中的甲萘威和阿特拉津。方法簡單快速、準確率高、精密度好、檢出限低，可用于地表水中甲萘威和阿特拉津的檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

儀器：賽默飛EVOLUTION 220 紫外-可見分光光度計；賽默飛U3000 液相色譜儀，SUPELCO 固相萃取儀；C18固相萃取柱；Organomation 氮吹儀。

試劑：甲萘威標準樣品（1000 mg/L，）；阿特拉津標準樣品（100 mg/L）；甲萘威質控樣（（57.4±3.50）mg/L）；阿特拉津質控樣（（44.5±4.0）mg/L）；二氯甲烷：色譜純；甲醇：色譜純；無水硫酸鈉：優級純，400 ℃灼燒4 h。

1.2 樣品前處理

1.3 色譜條件

C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），V(甲醇):V(水)=6:4，流速為0.8 mL/min，柱溫為40 ℃，紫外檢測器波長為222 nm。

2 結果與討論

2.1 前處理方法的確定

按照1.2 的方法，對添加標準溶液后的100 mL水樣進行固相萃取。同時按照HJ 587—2010 和GB/T 5750.9—2006 中前處理要求，分別對阿特拉津和甲萘威進行單獨萃取，結果見表1。從表1 可知，本試驗方法同時萃取甲萘威和阿特拉津，具有較高的萃取率和較好的精密度，萃取率分別為89.7%±5.1%和91.7%±3.3%，同時具有溶劑使用量少、操作人員暴露風險低等優點。

表1 幾種前處理方式的對比Tab.1 Comparison of different sample preparation methods

2.2 色譜條件的確定

2.2.1 紫外吸收波長的確定

（1）波長篩選

使用紫外/可見分光光度計在190～320 nm 波長范圍內分別掃描阿特拉津和甲萘威標準溶液，掃描結果見圖1、圖2。由圖可知，阿特拉津在222 nm 左右有明顯吸收峰，甲萘威分別在220 nm和280 nm 左右有明顯吸收峰。

圖1 阿特拉津光譜掃描圖Fig.1 Ultraviolet absorption spectra of atrazine

圖2 甲萘威光譜掃描圖Fig.2 Ultraviolet absorption spectra of carbaryl

（2）波長確定

根據以上掃描結果，向液相色譜儀中分別注入10 μL 的1 μg/L 阿特拉津、甲萘威標準溶液，檢測器波長在210～230 nm 范圍變化，得到不同色譜圖。以波長為橫坐標，兩種物質的響應值（mAu）為縱坐標作圖，見圖3。由圖3 可知，阿特拉津在222 nm 處有最大吸收波長，甲萘威在220 nm處有最大吸收波長，考慮同等條件下，阿特拉津吸收響應值較甲萘威弱，且甲萘威在220 nm 和222 nm 處吸收響應值相差不到5%，選取220 nm和222 nm 為兩種物質最佳吸收波長的研究均有報道[10-12]。故確定222 nm 為試驗波長。

對于中毒性僵苗田塊，要及時排水曬田，增溫補氧，改善土壤環境。堅持淺水勤灌與輕擱田相結合，提高土壤通透性，加速土壤環境更新，氧化還原性有毒物質。對于冷害僵苗的田塊，在秧苗返青后，也應排水露田，以水調溫，以水保溫，日曬夜灌，提高水溫和土溫。

圖3 兩種物質在液相色譜不同檢測波長下的響應值Fig.3 Response values of two target compounds to different ultraviolet wavelength

2.2.2 流動相比例的確定

選取V(甲醇):V(水)為6:4、7:3 和8:2 進行流動相比例測試，不同流動相比例下兩種物質的色譜峰結果見表2，色譜圖見圖4。

圖4 不同流動相比例下兩種物質的色譜圖Fig.4 Chromatogram of two target compounds with different proportion of mobile phase

表2 不同流動相比例下兩種物質的色譜峰結果Tab.2 Peak parameters for two target compounds with different proportion of mobile phase

由表2 可知，隨著流動相比例的增加，兩種物質的保留時間均提前，可見在反相液相色譜中，增大流動相中甲醇的量，可以加快目標物質的出峰時間。隨著流動相比例的增加，兩種物質的峰寬減小、不對稱度增大，V(甲醇):V(水)為6:4時，甲萘威和阿特拉津色譜峰的不對稱度均最接近1（《中國藥典》規定T 值為0.95～1.05）。兩種物質的分離度隨著流動相比例的增加而減小，V (甲醇):V(水)為8:2 時，分離度(R)為1.19，分離效果較差（《中國藥典》規定值R 應大于1.5）。

由圖4 可知，V(甲醇):V(水)為8:2 時，兩種物質的主峰接近，中間有不完全分離部分；V(甲醇):V(水)為7:3 時，甲萘威主峰前后有不規則小峰出現；V(甲醇):V(水)為6:4 時，甲萘威和阿特拉津峰型均較好。本試驗確定流動相比例為6:4。

2.2.3 流動相流速的確定

選取1.2 mL/min、1.0 mL/min、0.8 mL/min 和0.6 mL/min 流動相流速進行測試，結果見表3。由表3 可知，流速主要影響物質的出峰時間，對兩種物質的分離度影響不大。本試驗選取流動相流速為0.8 mL/min，在實際工作中可根據需要適當提高流速，加快出峰時間。

表3 不同流速下兩種物質的保留時間和分離度Tab.3 Retention times and resolution of two target compounds with different proportion of mobile phase

2.2.4 柱溫的選擇

選取20 ℃、30 ℃和40 ℃進行柱溫測試。柱溫升高，兩種物質出峰時間稍有提前（提前1.2～1.8 min），本試驗選取柱溫為40 ℃。

2.3 方法測試

2.3.1 線性范圍測試

用甲萘威和阿特拉津標液配置兩種物質的混合標準使用液，得到濃度分別為0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、5 mg/L 的標準系列。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，進行回歸計算，標準曲線結果見表4。結果表明，在0.05～5 mg/L濃度范圍內，兩種物質線性均良好。

表4 兩種物質的回歸方程和相關系數Tab.4 Regression equations and correlation coefficients of two target compounds

2.3.2 檢出限測試

通過空白加標的方式確定方法檢出限，將低濃度的標準樣品加到純水中，得到7 個空白加標樣品，分析7 次，按照下式（1）計算檢出限。

式（1）中：S 為7 次測定的標準偏差；t（6，0.99）=3.143（查表得）。

本試驗方法確定的甲萘威、阿特拉津檢出限見表5，甲萘威和阿特拉津檢出限分別為0.00002 mg/L和0.00005 mg/L，均低于現有標準方法。

表5 兩種物質的檢出限Tab.5 The detection limit of two target compounds

2.3.3 準確度、精密度測試

分析有證標準物質測試方法的準確度和精密度，結果見表6。由表6 可知，該方法測定甲萘威和阿特拉津有證標準物質，準確度分別為97.4%和97.5%，精密度分別為1.1%和1.7%。

表6 本方法分析標準樣品的準確度和精密度Tab.6 Recoveries and RSDs of two target compounds in the certified reference materials

分析實際水樣測試方法的準確度和精密度，結果見表7。水樣采取加標方式制備，其中水樣1（低濃度）中甲萘威、阿特拉津加標量為0.1 μg；水樣2（高濃度）中甲萘威、阿特拉津加標量為1 μg。按照1.2 前處理步驟，萃取濃縮后上機測定。由表7 可知，甲萘威的回收率為75.4%～89.7%，相對標準偏差為5.10%～8.85%；阿特拉津的回收率為76.1%～91.7%，相對標準偏差3.26%～7.44%。

表7 本方法分析實際水樣的準確度和精密度Tab.7 Recoveries and RSD of two target compounds spiked in a real sample

3 結論

本研究采用固相萃取-高效液相色譜法同時測定水體中的甲萘威和阿特拉津。結果表明，使用固相萃取代替現有標準方法中的液液萃取具有較高的回收率，同時減少了萃取溶劑的使用量和操作人員暴露風險。通過色譜條件優化，該方法準確度高，線性和精密度良好，檢出限滿足需求，可用于同時測定水體中的甲萘威和阿特拉津。