浅议高效液相色谱技术在水质检测中的应用

王 刚，熊伟丽

（重庆水务集团水质检测有限公司，重庆 400060）

水是人们生活必不可少的物质，但是我国目前依然面临严重的水污染。为了保证饮用水的安全，人们需要采用合适的水质检测技术，精准检测水质。而高效液相色谱技术正可以用于水质检测，为人们提供比较精准的水质检测数据。

1 高效液相色谱技术特点

高效液相色谱技术主要以液体为流动相，利用高压系统，将极性不同的单一溶液、混合溶液等泵入已经具有固定相的色谱柱，而后使各种成分分离，再利用检测器进行检测，完成试样分析。该技术具有四个显著特点。一是分离效能高。理论上，液相色谱填充柱的柱效最高能达到3×104块/m 塔板数，比气相色谱柱要高出许多。二是选择性高。人们通过流动相可以有效控制色谱柱的分离，使其具有较高的选择性。也正因如此，高效液相色谱技术可以检测同分异构体及比较相似的旋光异构体。三是灵敏度高。在应用高效液相色谱技术时，检测设备的灵敏度都比较高，可以保证最终检测结果的精确性。四是检测时间短。一般情况下，应用高效液相色谱技术最快几分钟就可完成检测，最慢几十分钟。相比于其他检测方法，其检测时间要短得多。

2 高效液谱色相技术的分离原理

一是液液分配，虽然固定相、流动相都是液体，但是两种液体的极性并不相同，其混合后就会出现明显的分界线。而在色谱柱中，溶质会合理分配。这时就可以应用高效液相色谱计算方法。需要注意的是，当流动相的极性小于固定相的极性时，可称其为正相液。反之，则为反相液。二是液固分离，即固定相为固体、流动相为液体。这时主要利用物质的吸附作用进行分离。三是离子分离，这种离子色谱法既可以用于阴离子分离，也可以用于阳离子分离。具体来说，将离子交换树脂作为固定相，电解质溶液作为流动相，并利用电导检测器进行检测[1-2]。

3 高效液谱色相技术在水质检测中的应用

3.1 测定多环芳烃含量

本文选择了6 种多环芳烃进行试验，包括苯并（α）芘（BaP）、萤蒽等。该试验用到的材料和试剂主要有乙腈、二氯甲烷和异丙醇。其他的有电阻率在18 MΩ 以上的高纯水、500 mg 的富集小柱。所用的仪器包括：带有2475 荧光检测器的高压液相色谱仪、手动固相萃取仪及规格为5 μm、4.6×250 mm的色谱柱。

具体测定流程为：一是进行样品前处理、固相萃取柱的清理与活化、样品吸附与萃取、萃取柱洗脱、萃取液洗脱、定容及净化；二是高效液相色谱检测，主要流程是先进样，并合理控制样品的体积、流速，而后进行洗脱、检测；三是进行定性分析，在处理过程中应先构建标准的工作曲线，随后结合液相色谱图、参考谱图，分析样品待测成分；四是进行定量分析，在确定化合物成分后，人们可以继续采用外标法进行样品的定量分析。具体来说，可绘制标准曲线，并采用回归方法进行定量计算，从而得出样品中多环芳烃化合物的原始含量。

在实际检测中，人们应注意以下问题。一是取水样后，要先过滤再加入适当的异丙醇，改变水样的极性。二是在活化的过程中，不能抽干柱床，以免填料层出现裂缝。三是对于每批样品的分析，要先进行加标空白，确认是否可以控制检查方法。四是一旦平均响应因子与实际响应因子的偏差超过20%，要绘制回归曲线。五是一定要注意检测方法的检出限。六是考虑到部分多环芳烃具有致癌性，试验人员要适当地采用保护措施。

3.2 测定酚类化合物

酚类化合物在工业污水、生活污水中十分常见。例如，杀虫剂、消毒剂都含有氯酚类化合物。而这种物质的毒性比较明显，长期使用可引发头昏、瘙痒等病症，影响人体健康。最重要的是，常规的水处理工艺并不能完全消除酚类化合物。所以要重视水中酚类化合物的检测，保证水质合格。

检测期间，人们可依据《城镇供水水质标准检验方法》（CJ/T 141—2018），进行分类化合物的测定。本文对此进行了试验。所用的试验材料有苯酚、间甲酚和五氯酚等七种标准的分类化合物溶液。此外，还有乙腈、高纯水、乙酸、浓硫酸、甲醇和固相萃取柱等。所用仪器主要包括固相萃取仪、高效液相色谱仪和色谱柱。

具体试验步骤为：一是固相萃取，主要包括样品预处理、活化、保留、淋洗和干燥；二是仪器调整，其主要调整内容为将柱温设置为35℃、流动相处理及流速控制、设定检测波长、调整进样量；三是校准，具体来说，需要制备标准样品并绘制校准曲线，在绘制曲线时可以质量浓度为变量、测量峰面积为因变量；四是定性分析和定量分析，定性分析是按照不同酚类化合物的组分出峰顺序，并观察其保留时间来开展，人们通过观察其标准色谱图即可完成分析，定量分析主要采用外标标准曲线法进行测量；五是计算，其主要计算方法是从标准曲线上得到目标物质质量浓度，而后按照有关公式（酚类化合物质量浓度=水样萃取酚类质量浓度×水样浓缩体积/水样体积）进行详细计算[3]。

3.3 测定微囊藻类毒素

微囊藻类毒素是一种细菌毒素，易造成肝毒素、肿瘤。这种毒素本来自某种天然淡水，但是随着水体富氧化程度的加剧，其产生领域日益拓展。所以，应重视水中微囊藻类毒素的测定。

在应用高效液相色谱技术进行城市饮用水检测时，人们要遵循《生活饮水卫生规范》（GB 5749—2006）和《生活饮用水标准检验方法》。本文所进行的检测试验用到微囊毒素-RR 标准溶液、微囊藻毒素-LR 标准溶液、甲醇、高纯水、乙酸、磷酸和固相萃取小柱。仪器有高压液相色谱、手动固相萃取仪和色谱柱。

主要处理流程有：一是水样预处理，其主要处理方法是加入适量的乙酸；二是活化，主要活化方法是先用甲醇浸泡、萃取、抽滤，而后用高纯水处理；三是保留，主要方法是先在特定流速、时间内装载样品；四是淋洗，主要方式是完成样品抽滤，用高纯水清洗；五是洗脱，主要方法是分步用甲醇进行洗脱并定容；六是调整仪器，将柱温控制在30℃，进样量控制在10 μg，检测器波长控制在238 mm；七是校准，主要方法是利用甲醇将标准微囊藻毒素逐级稀释、配置，绘制质量浓度、测量峰面积之间的曲线关系图，并得到其回归方程与相关系数。其回归方程如表1所示；八是定性分析，主要依据保留时间，其中，微囊毒素-RR 标准溶液的保留时间为6.1 min，微囊藻毒素-LR 标准溶液的保留时间为20.8 min，定性分析方法仍是外标标准曲线法；九是计算，其主要依据就是水样中微囊藻毒素含量=水样萃取浓缩液中微囊藻毒素质量浓度×水样萃取浓缩液体积/水样体积。

表1 微囊藻类毒素-RR 和-LR 的回归方程

根据上述步骤，人们就可以完成微囊藻毒素的测定。但是，人们在测定过程中应灵活调整流动相中的缓冲溶液，从而最终检测结果的准确性。另外，由于微囊藻毒素与水容易扩散，所以人们可以适当降低进样量，削弱色谱峰的扩散。

3.4 测定莠去津

莠去津是一种常用的除草剂，其化学名称为2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪。它也是公认的一种致癌物，会影响人体的内分泌。最重要的是，莠去津很容易融入地下水中。所以，人们应深入研究利用高效液相色谱技术测定水源中莠去津含量的方法，以免影响水质健康。

在应用高效液相色谱技术检测水中莠去津含量时，人们可以依据《生活饮用水标准检验方法》。本文开展的检测试验，所用的试验材料有标准的莠去津溶液、甲醇、高纯水和固相萃取小柱。检测仪器包括带有紫外线检测器的高效液相色谱仪、固相萃取仪和色谱柱等。

具体检测步骤为：一是固相萃取，主要包括活化（先是用5 mL 甲醇进行浸泡、抽滤，而后用10 mL的高纯水过柱、抽滤）、保留（主要操作方法为控制样品的装载速率、体积）、淋洗（主要是用2 mL 的甲醇溶液处理其中的杂质，而后用10 mL 的高纯水清洗）和洗脱（主要是用2 mL 甲醇进行洗脱，并将其定容为1 mL）；二是仪器调整，其主要控制参数有柱温35℃、甲醇与水的比例为3∶2，检测波长为254 mL，进样量为20 μg；三是校准，首先用甲醇溶液配置标准的莠去津溶液，并冷冻保存，随后分别移取不同体积的标准溶液进行测定，完成之后，还要绘制出其质量浓度与测量峰面积的标准曲线，并列出其回归方程，其回归方程如表2所示；四是定性、定量的分析。定性时主要以保留时间定性，定量仍采用外标标准曲线法测量；五是计算，计算方法是依据色谱峰面积，在标准曲线上查找萃取浓缩液莠去津的质量浓度，而后依据有关公式（水样中莠去津含量=水样萃取浓缩液中莠去津质量浓度×水样萃取浓缩液体积/水样体积）进行计算；六是检出限，在该试验中，其莠去津的检出限为0.9 μg/L。

表2 莠去津的回归方程

通过上述检测步骤，人们就能得到比较准确的莠去津含量。值得注意的是，检测期间，分别采用二氯甲烷、KD 浓缩器进行萃取、浓缩，再用甲醇定容，硅镁净化柱净化的方法非常麻烦，而且材料消耗量比较大。所以，要选择固相萃取方法。

4 高效液相色谱技术的优化

从上述试验能够看出，高效液相色谱技术可以用于水体中不同物质的检测。但是，其检测环节比较多，很有可能出现各种影响因素，导致检测结果失真。所以，在应用高效液相色谱技术时，人们还应采取有效的措施，不断优化高效液相色谱技术。

首先，高效液相色谱技术的应用关键是固相萃取。但是，对于水溶性差的物质来说，固相萃取效果不好。对此，试验期间要适当加入改性剂，提高物质的水溶度。例如，上述试验就运用异丙醇进行多环芳烃水样的改性。其次，仪器校准可能会影响最终的检测结果。所以，检测人员要按照标准操作流程进行检测。再者，要依据被测物质的性质选择洗脱程序、色谱柱、泵和流动相。最后，还可采用衍生化法检测一些无法直接检测的物质，如草甘膦、甲萘威等。

5 结语

高效液相色谱技术是一种非常有效的水质检测技术。在实际应用中，人们需要结合实际，灵活应用该技术，并不断改进，以保证水质检测结果的精确性。