高效液相色譜-二極管陣列檢測器測定水中的阿特拉津

董鳳娟， 王筱梅， 楊坤， 姚海燕， 許昶磊

（1.山東省棗莊生態環境監測中心， 山東 棗莊 277000； 2.棗莊市環境保護科學研究所有限公司，山東 棗莊 277000）

阿特拉津（Atrazine）是一種三氮苯類除草劑，因其價格低廉， 除草效果好， 在世界范圍內得到廣泛應用［1］。 阿特拉津在土壤中遷移性強， 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，難降解， 毒性大， 在環境問題中日益突出［2］。 目前， 阿特拉津已成為評價水體有機污染物的重要指標， 被列為國際環境優先控制污染物［3］。 在環境監測工作中， 阿特拉津成為地表飲用水水質每月例行監測項目［4］。

目前， 阿特拉津的檢測方法主要有氣相色譜法［5－7］、 液相色譜法［8－10］、 氣相色譜－質譜聯用法［11－12］、液相色譜－質譜聯用法［13］等。 質譜法靈敏度較高，但也易受雜質干擾， 且儀器操作繁瑣， 使用維護費用較高。 本研究采用耐高壓高效液相色譜－二極管陣列檢測器建立了一種水中阿特拉津的測定方法，通過對檢測波長、 流動相及色譜柱等色譜指標的優化， 確立了阿特拉津的最佳檢測條件， 以乙腈－水體系作為流動相、 使用窄內徑、 細顆粒色譜柱， 實現了在較低流動相流速下的快速分析。 由于乙腈的紫外吸收截止波長較甲醇低， 在低波長處， 乙腈－水體系背景吸收較弱， 采用乙腈－水體系作為流動相可得到較低的檢出限， 本方法的檢出限與質譜法檢出限接近［11］。 與傳統液相色譜法（HJ 587—2010《水質 阿特拉津的測定 高效液相色譜法》［14］）相比，該方法具有較低的檢出限， 在較低流速下實現了阿特拉津的快速檢測， 減輕了對環境造成的二次污染， 為水中阿特拉津的測定提供了依據。

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-二極管陣列檢測器， 耐高壓四元泵， 自動進樣器， 二極管陣列檢測器， OpenLab CDS 2.3 工 作 站， Agilent InfinityLab Poroshell 120 EC－C18（3.0×150 mm， 2.7 μm）色譜柱，旋轉蒸發儀， 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， 阿特拉津標準品（（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）， 流動相為乙腈-水體系（V乙腈∶V水＝60 ∶40）， 流速為0.3 mL／min， 進樣量為10 μL， 柱溫為30 ℃， 紫外吸收波長為222 nm， 參比波長為360 nm。

1.3 樣品預處理

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， 萃取過程注意放氣。 靜置分層后， 將有機相分離至磨口瓶中， 加入干燥的無水硫酸鈉干燥有機相。 將干燥后的有機相用旋轉蒸發儀濃縮至近干， 用甲醇定容至1 mL，保存在4 ℃冰箱內。 如果水中阿特拉津的濃度在曲線范圍內， 可用微孔濾膜過濾后直接進樣。

2 結果與討論

2.1 紫外吸收波長的選擇

阿特拉津紫外波長掃描結果顯示， 阿特拉津在222 nm 處有最大吸收。 因此， 確定檢測波長為222 nm， 參比波長為360 nm。

2.2 色譜柱及流動相的選擇與優化

采用C18（4.6×150 mm， 5 μm）色譜時， 流動相中有機相比例較高， 使用流速較大； 使用窄內徑、 細粒徑色譜柱C18（3.0×150 mm， 2.7 μm）時，使用有機相比例較小的流動相， 較小的流速， 即可達到同等效果的分離。 在有機相選擇方面， 乙腈的紫外吸收截止波長較甲醇低， 在222 nm 的檢測條件下， 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［15］， 因此， 選擇乙腈－水體系作為流動相。

當乙腈與水體積比為70 ∶30、 65 ∶35 時， 標準溶液中的阿特拉津峰與前面的雜質峰不能有效分離； 當乙腈與水體積比為45 ∶55、 50 ∶50 時， 實際水樣中的雜質對阿特拉津色譜峰均存在不同程度的干擾； 當乙腈與水體積比為60 ∶40 時， 標準溶液中的阿特拉津在約4.2 min 處出峰， 與前面的雜質峰分離度為2.3， 達到有效分離， 結果見圖1。 在此條件下對實際水樣進行檢測， 實際水樣在約3.8 min 處有一大的雜質峰， 該雜質峰與阿特拉津色譜峰分離度為2.0， 達到有效分離， 試驗結果見圖2、圖3。 由圖2、 圖3 可知， 當乙腈與水體積比為60 ∶40 時， 雜質峰對阿特拉津的測定干擾可消除。

在HJ 587—2010 中， 流動相流速采用0.8 mL／min， 阿特拉津保留時間約為5.1 min。 本方法流動相流速采用0.3 mL／min， 阿特拉津保留時間約為4.2 min， 可在低流速、 低有機相含量下實現阿特拉津的快速檢測， 減輕了流動相對環境造成的二次污染。

圖1 V乙腈∶V水= 60 : 40 時阿特拉津標準溶液色譜Fig. 1 Atrazine standard solution chromatogram when Vacetonitrile ∶Vwater ＝60 ∶40

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

圖3 V乙腈： V水= 60 : 40 時水樣加標色譜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 時計算方法的檢出限， 取100 mL 水樣時， 方法的檢出限為0.03 μg／L。 以信噪比為10 時計算方法的定量限， 取100 mL 水樣時， 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， 本試驗方法與傳統液相色譜法相比， 具有較低的檢出限及定量限。

2.4 標準曲線繪制

將100 μg／mL 的阿特拉津標準溶液用乙腈稀釋為10 μg／mL。 采用乙腈稀釋10 μg／mL 阿特拉津標準溶液， 配制成質量濃度為0.01、 0.05、 0.1、 0.5、1.0 μg／mL 的標準系列。 根據所確定的色譜條件， 采用外標法測定， 以阿特拉津的濃度對峰面積繪制標準曲線。 線性回歸方程為y ＝290.564 52 x－0.134，相關系數r ＝0.999 99。 標準曲線系列見表1 及圖4。

表1 標準曲線系列Tab. 1 Standard curve series

圖4 標準曲線Fig. 4 Standard curve

2.5 方法的精密度與準確度

分別配制質量濃度約為0.01、 0.1、 1.0 μg／mL低、 中、 高3 個濃度的阿特拉津標準溶液， 分別連續進9 針， 計算其日內精密度； 對3 個濃度的阿特拉津標準溶液， 連續測定3 d， 每天連續進樣3 次， 計算其日間精密度。 結果表明， 低、 中、 高3 個濃度的日內精密度相對標準偏差分別為0.0%、 0.0%、 0.15%，日間精密度相對標準偏差分別為0.0%、 0.5%、 0.26%。因此， 該方法具有較高的精密度及重復性。

2.6 方法的準確度

在上述條件下， 分析檢測質量濃度為（87.1 ±9.3）μg／mL 的標準溶液， 測定結果為87.1 μg／mL，相對偏差為0.0%。 在空白樣中加入低、 中、 高3個濃度的阿特拉津標準溶液， 將樣品濃縮處理后進樣， 檢測阿特拉津的濃度， 計算空白加標回收率，結果見表2。 在周村水庫水樣中加入低、 中、 高3個濃度的阿特拉津標準溶液。 將樣品濃縮處理后進樣， 測定阿特拉津的含量， 計算實際樣品加標回收率， 結果見表3。 由表2、 表3 可知， 空白加標回收率在89.0%～109.4%之間， 實際樣品加標回收率在82.6%～90.0%之間。 該方法具有較高的準確度。

表2 空白加標回收率Tab. 2 Standard addition recoveries of blank markup

表3 實際樣品加標回收率Tab. 3 Standard addition recoveries of actual samples

2.7 實際水樣的測定

分別采集我市周村水庫（地表水源地）、 十子河（地表水）、 丁莊水源（地下水源地） 3 個點的水樣，萃取濃縮后進行檢測， 結果表明， 3 個點位的阿特拉津均為未檢出， 與傳統液相色譜法的檢測結果一致。

3 結論

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