鹽析分相微萃取—高效液相色譜法測定水中含氯除草劑

周建科，付艷芳，李向梅

（河北大學 理化分析中心河北省分析科學技術重點實驗室，河北 保定 071002）

全球農藥市場需求持續增加。據英國Phil l ips McDougal l咨詢公司統計，2010年全球農藥市場銷售額為441.95億美元，其中除草劑銷售額為175.29億美元，占39.66%，為第一大類農藥。近年來，我國除草劑使用量的增長率遠高于殺蟲劑和殺菌劑。國家統計局統計數據顯示，2010年我國除草劑原藥（折合為100%純度）累計產量為1.054 Mt，同比增長31.4%［1］。先后有100多個除草劑品種投入使用，磺酰脲類、苯氧羧酸類、三嗪類和酰胺類除草劑是市場的主流產品。這些化學除草劑的生產和使用不可避免的會對環境造成污染，特別是水環境的污染。

苯氧乙酸類是用量第二大的選擇性除草劑。該類除草劑本身為中等毒性，但其代謝產物（特別是氯化物）可以引起人類軟組織惡性腫瘤，對動物體表現出胎盤毒性［2-3］。因此，對苯氧乙酸類除草劑測定方法的研究具有重要意義［4-7］。目前，該類除草劑的測定主要采用氣相色譜法、薄層色譜法，以及液質聯用等［8-12］。氣相色譜法需進行酯化反應，操作繁瑣費時，薄層色譜法難以保證獲得滿意的重現性。有關苯氧乙酸類除草劑分析方法研究報道較少。環境水中苯氧乙酸類除草劑殘留量較低，需要富集方能檢出。通常使用液—液萃取法，操作繁瑣，有機溶劑用量大。筆者曾采用鹽析分相微萃取法測定水中取代苯［13］。

本工作采用正丁醇作萃取劑，建立了鹽析分相微萃取—反相離子對高效液相色譜法測定水中3種含氯除草劑的方法。該方法操作簡便、快速，有機溶劑用量少，富集倍數高，方法檢出限低，試樣處理方法對環境友好，適合環境水樣中痕量含氯除草劑的測定。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

對氯苯氧乙酸（4-CPA），2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D），2，4-滴丁酯：質量分數分別為98.5%，99%，98.5%；甲醇：色譜純；所用水為二次蒸餾水；四丁基溴化銨等其余試劑均為分析純。

實驗用水樣取自白洋淀。

LC-10AT型高效液相色譜儀：SPD-10A 型紫外檢測器，7725i型手動進樣閥，室溫，流量為1.0 mL/min，日本島津公司； C18色譜柱： 250 mm×4.6 mm×5 μm，北京迪馬公司；UV-265型紫外-可見分光光度計：日本島津公司；N-2000型雙通道色譜工作站：浙江大學智能信息工程研究所；XW-80A型旋渦混合器：上海醫科大學儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準儲備液的配制

取適量4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯標準品，分別用甲醇溶解配成2.0 mg/mL的標準儲備液，4℃貯藏，備用。工作溶液為3組分的標準儲備液混合后經甲醇逐級稀釋的溶液。

1.2.2 實驗方法

取18 mL水樣至25 mL容量瓶中，用鹽酸調水樣pH，加入250 μL萃取劑，用旋渦混合器混合1 min，使之與水充分互溶，靜置2 min后加入鹽析劑，振蕩5 min后，靜置分層，用微量注射器將上層有機相萃取液移至2 mL具塞錐形刻度管中，取10.0 μL進樣分析。

2 結果與討論

2.1 色譜條件優化

經紫外-可見分光光度計對4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯光譜掃描可知，三者在235 nm處均有強吸收峰，故選擇235 nm作為檢測波長。本實驗用甲醇-水做流動相時，色譜峰形不好，嚴重拖尾，故選擇反相離子對色譜法。在流動相中加入四丁基溴化銨離子對試劑可有效改善色譜峰形。當四丁基溴化銨濃度為5~15 mmol/L時，對3組分色譜分離情況進行了考察，實驗結果表明四丁基溴化銨濃度大于10 mmol/L時，3組分保留時間較長，小于10 mmol/L時3組分響應值開始減小；故選擇四丁基溴化銨濃度為10 mmol/L作為離子對試劑的最佳濃度。在等度洗脫條件下，考察了不同體積比的甲醇-四丁基溴化銨溶液體系作為流動相的出峰情況。當甲醇-四丁基溴化銨溶液體積比為80∶20時，3組分色譜譜圖見圖1。由圖1可見，3組分分離效果好，且雜質峰對3組分無影響。以下實驗選擇檢測波長為235 nm，甲醇-四丁基溴化銨溶液體積比為80∶20的溶液為流動相。

圖1 3組分色譜譜圖

2.2 萃取條件優化

2.2.1 萃取劑的選擇

鹽析分相過程中，萃取劑的選擇非常重要。萃取劑要能與水互溶且經鹽析后能與水分相，而且待分析物在萃取劑中的溶解度要比在水中的溶解度大。另外，萃取劑的沸點、黏度、化學穩定性等因素對萃取過程也有影響。實驗考察了乙醇、乙腈、異丙醇、正丁醇對3組分的萃取效果。實驗結果表明，萃取劑與水樣體積比約為1∶100時，乙醇、乙腈、異丙醇鹽析后不分相，正丁醇分相效果好、富集倍數大、回收率高，故選擇正丁醇作萃取劑。

2.2.2 鹽析劑的選擇

考察了NaCl、MgSO4、Na2SO4和（NH4）2SO4對鹽析分相效果的影響，實驗結果表明：加入NaCl和Na2SO4不能使溶液分相；加入MgSO4振蕩后不分相或形成乳濁液；加入（NH4）2SO4的鹽析，分相效果最好，析出正丁醇的量接近于加入量，故選（NH4）2SO4作鹽析劑。

2.2.3 鹽析劑加入量的影響

（NH4）2SO4加入量對正丁醇析出體積的影響見表1。由表1可見，（NH4）2SO4加入量為14 g時，正丁醇析出體積最大，與文獻［8］基本一致。故選（NH4）2SO4加入量為14 g。

表1 （NH4）2SO4加入量對正丁醇析出體積的影響

2.2.4 試樣pH對萃取效果的影響

根據待測分析物的性質，在一定范圍內改變試樣pH可以提高萃取效率。4-CPA和2，4-D為弱酸性，故本實驗用鹽酸調試樣pH，試樣pH對萃取效果的影響見圖2。由圖2可見，試樣pH 為4 時萃取效果最佳。故選試樣pH為4。

圖2 試樣pH對萃取效果的影響

2.3 工作曲線及檢出限

將標準儲備液混合后用甲醇逐級稀釋，配成系列濃度的工作溶液，以峰面積（S）對質量濃度（ρ）繪制工作曲線，3組分的工作曲線、相關系數及檢出限見表2。由表2可見，3組分工作曲線的相關系數分別為0.999 2、0.999 2和0.999 3。由于鹽析分相微萃取的濃縮作用，富集倍數可達129倍，故4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的方法檢出限大大低于儀器檢出限，分別為7.8×10-4，7.8×10-4，1.55 ×10-3mg/L。

表2 工作曲線、相關系數及檢出限

2.4 方法的回收率和精密度

在最佳萃取條件和色譜條件下，方法的回收率和精密度見表3。

由表3可見，4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的加標回收率范圍為70.21%~96.29%，相對標準偏差2.6%~5.3%。

表3 方法的回收率和精密度（n=6）

2.5 實際水樣測定

取18 mL實際水樣，在最佳的萃取條件和色譜條件下平行測定3次，實際水樣色譜譜圖見圖3。由圖3可見，實際水樣中2，4-滴丁酯未檢出。經計算4-CPA和2，4-D的質量濃度分別為0.030 3 mg/L和0.018 1 mg/L。

圖3 實際水樣色譜譜圖

3 結論

a）以正丁醇作萃取劑、（NH4）2SO4為鹽析劑，建立了鹽析分相微萃取—反相離子對高效液相色譜法測定水中含氯除草劑的方法。

b）該方法富集效率高，對4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的檢出限分別為7.8×10-4，7.8×10-4，1.55 ×10-3mg/L，回收率為70.21%~96.29%，相對標準偏差為2.6%~5.3%。

c）該方法操作簡便，綠色環保，適合水樣中含氯除草劑的測定。

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