固相萃取—高效液相色谱法测定水中阿特拉津

张 佩 何 洋 王 威 韩 枫 魏 磊

阿特拉津（Atrazine）又名莠去津，化学名称2-氯-4-二乙胺基-6-异丙氨基-1，3，5-三氮苯，分子式C8H14ClN5，分子量215.68，纯品外观为无色晶体，不易溶于水，但微溶于多数有机溶剂。阿特拉津是一种高效的选择性内吸传导型苗前、苗后除草剂农药，其生产成本低、除草效果好，而且是一种中等偏低毒性的除草剂。这些特性使阿特拉津成为世界上应用最广泛的除草剂之一。但随着阿特拉津的连年使用，其环境污染问题也日益显现。由于该化合物在水中不可降解，进入环境后可随地表径流进入河流、湖泊，对地表水和地下水造成污染。阿特拉津的动物实验显示其具有一定的生殖发育毒性，对人体具有潜在致癌作用，同时对人体的肝脏、肾脏、心肺和再生繁殖等方面也会产生不良作用，被列为环境荷尔蒙（内分泌干扰剂）的可疑物质。2017世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中包括阿特拉津，阿特拉津属于3类致癌物。

阿特拉津在世界许多国家和地区的地表水和地下水中已有检出。我国在2002年颁布的《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）对地表水中阿特拉津规定的限值为0.003mg/L，2006年颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749- 2006）规定生活饮用水中阿特拉津的限值为0.002mg/L，2017年发布的《地下水质量标准》（GBT 14848-2017）中规定地下水Ⅰ类水限值不大于0.05μg/L。目前，水中阿特拉津常用检测方法有高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、气相色谱质谱联用法（GC-MS）、高效液相色谱质谱法（HPLC-MS）等。标准方法中推荐的液—液萃取前处理方法操作复杂繁琐，处理时间长，且操作过程中使用大量的有机溶剂，对操作人员健康危害较大，且易对环境造成二次污染。近年来固相萃取技术（SPE）取得了快速发展，可实现水中痕量有机物的高倍富集与分离。固相萃取技术溶剂使用量少、高效快速，能够提高分析质量，提升回收率。该实验采用C18固相萃取柱对水中阿特拉津进行富集，结合高效液相色谱二极管阵列检测器测定水中痕量阿特拉津。

一、实验部分

1.仪器与试剂

Agilent 1260高效液相色谱仪，配有二极管阵列检测器（DAD）；色谱柱：Agilent ZORBOX SB-C18（4.6×150mm，5μm）；Dionex AUTOtrace2800全 自 动固相萃取仪；Dionex SOLEX C18固相萃取小柱；BUCHI平行蒸发仪Multivapor P-12；上海安谱有机相针式滤器，孔径为0.45μm；HAMILTON微量注射器。阿特拉津标准物质：购自美国Accustandard公司；甲醇、二氯甲烷，均为HPLC级，购自美国Honeywell公司。

图1 阿特拉津HPLC标准色谱图

表1 方法精密度及加标回收率表

2.样品采集与保存

样品用棕色磨口玻璃瓶采集，并加盖密封，瓶内充满样品且不留空气或气泡。样品采集后避光在4℃以下冷藏，富集工作在7d内完成。

3.样品前处理

取水样1000mL，经0.45μm滤膜减压过滤后待用。依次用10mL二氯甲烷、10mL甲醇、10mL超纯水清洗活化C18固相萃取柱。水样以6～15mL/min的流速上样，上样结束后用10mL超纯水进行淋洗，然后用高纯氮气吹干C18固相萃取柱30min。再用10mL二氯甲烷分两次以1mL/min的速度洗脱，并收集洗脱液。洗脱液经无水硫酸钠干燥后于40℃用平行蒸发仪蒸至近干，再加5mL甲醇，浓缩定容至1.0mL，经针式滤器过滤后上机测试。

4.仪器条件

流动相：甲醇∶水（V/V）=60∶40；流速：0.8mL/min；紫外检测波长（DAD）：220nm；柱 温：35℃；进样量：10μL；外标法定量。

二、结果与讨论

1.液相色谱条件优化

为优化色谱条件，该实验选择10μg/L的阿特拉津标准溶液进行了条件优化。

检测波长的选择：通过二极管阵列检测器（DAD）对阿特拉津进行三维波谱采集，发现阿特拉津在220nm处的响应值最高，峰型最好，因此选择波长为220nm作为检测波长。

流动相甲醇—水配比的选择：通过改变甲醇和水的比例，考察阿特拉津的出峰时间及与样品中干扰物的分离情况。试验结果表明流动相甲醇—水体系中甲醇∶水（V/V）=60∶40时，峰形尖锐，保留时间适宜。

柱流速的选择：分别设定0.4mL/min、0.6mL/min、0.8mL/min、1.0mL/min为柱流速进行对比实验，随着流速的增加，保留时间略有缩短，峰面积减小，从保留时间、分离度及峰形上综合考虑，选择最佳柱流速为0.8mL/min。

柱温的选择：分别考察25℃、30℃、35℃和40℃柱温对测定的影响，结果表明，在等度洗脱时，随着温度的升高，组分的保留时间缩短，峰形也越来越尖锐，但峰面积变化并不明显，说明柱温在25℃～40℃范围内对峰形和峰面积影响较小。考虑到环境温度的波动，柱温设定值要高于环境温度5℃以上，故柱温设定为35℃。

在以上色谱条件下对阿特拉津标准溶液进行测定，得色谱图（图1），保留时间为 3.905min。

2.固相萃取条件优化

在1000mL超纯水中加入阿特拉津（0.5mg/L），分别将上样速率设置为 6mL/ min、8mL/ min、10mL/ min和15mL/ min，在“1.3”和“1.4”条件下富集和测定阿特拉津的回收率，回收率分别为86.3%、95.2%、87.6%和79.5%，根据试验结果，选择最佳上样速率为8mL/min。

3.工作曲线和方法检出限

用甲醇将阿特拉津标准溶液逐级，稀释配制成0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、4.0μg/mL、8.0μg/mL、10.0μg/mL的标准系列，在“1.4”色谱条件下进行分析，得到0.2～10μg/mL的标准曲线线性相关系数为 0.9999，回归方程为 y（峰面积）=695.989 x（浓度）-18.995。

取经0.45μm滤膜过滤的空白水样1000mL，水样中添加阿特拉津标准物质，加标后的阿特拉津浓度为0.2μg/L，按照已优化的固相萃取条件和色谱分析条件重复测定7次，根据文献中方法检出限的计算方法，计算出利用SPE-HPLC测定阿特拉津的方法检出限0.01μg/L。

4.方法的准确度及精密度

取未检出阿特拉津的空白水样12份，经0.45μm滤膜过滤并添加阿特拉津标准物质，使其浓度达到 1.0μg/L和 5.0μg/L，按照已优化的固相萃取条件和色谱分析条件测定，结果见表1。测试结果显示，利用SPE-HPLC测定阿特拉津的相对标准偏差为1.0%～3.1%，均小于5%，加标回收率在90.6%～98.3%之间，可见该方法有较好的准确度和精密度。

5.实际水样的测定

用该方法测定河南省淮河流域大型水库和部分饮用水水源地样品，阿特拉津在水样中均未检出。

三、结论

本文通过建立并优化固相萃取-高效液相色谱法的分析条件，确定以二氯甲烷为洗脱剂，甲醇∶水（V/V）=60∶40为流动相，流速为0.8mL/min，检测波长（DAD）220nm，此条件下样品的加标回收率高，有较好的准确度和精密度。该方法简单易行并且准确、可靠、重现性好，可作为地表水中阿特拉津测定常用方法