分散液液微萃取-分光光度法测定水中的亚甲基蓝

杨 靖，吕 瑞

（1.中科院成都山地灾害与环境研究所，四川成都610041；2.绵阳师范学院化学与化学工程学院，四川绵阳621000）

偶氮类染料是印染废水中很难被降解且不容易被治理的一类染料，亚甲基蓝是其中的代表之一，其溶于水会产生有机“阳离子型”离子基团，具有导致癌变和使生物体发生畸变的可能，污染环境水体〔1-3〕。因此有效、准确测定环境水样中的亚甲基蓝对环境监测和生物体的研究具有重大意义。

目前对亚甲基蓝含量的测定方法主要包括高效液相色谱法〔4-8〕、化学发光法〔9〕、分光光度法〔10-14〕、毛细管电泳法〔15〕、离子缔合物荧光法〔16〕、离子液相法〔17〕以及间接光声法〔18〕等。其中分光光度法具有操作过程简单、使用仪器单一的特点，但是其对样品测定的灵敏性不够理想。分散液液微萃取（DLLNE）是一种集采样、富集、分离于一体的样品前处理技术。萃取剂在分散剂的作用下，在样品溶液中形成无数微小的小液滴，增加了水相与萃取剂的接触面积，实现了目标化合物在样品溶液与萃取剂之间的快速转移，具有有机溶剂用量少、萃取时间短、操作简单、对环境友好等优点〔19〕。

笔者结合分散液液微萃取技术和分光光度法，对环境水样中亚甲基蓝含量进行测定，对萃取参数进行了优化，建立了分散液液微萃取-分光光度法测定环境水样中亚甲基蓝的方法，并用于实际水样的测定，结果令人满意。本研究为快速、高效地测定亚甲基蓝的含量提供了新参考。

1 材料与方法

1.1 设备与材料

T6 型新世纪紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；微量可调移液器，大成仪器有限公司；pHSJ-4F 型pH 计，雷磁科学仪器股份有限公司；SB4200DT 型超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司；EL104 型电子天平，上海梅特勒-托利多有限公司；800 型离心机，江苏省金坛市通济仪器厂。

亚甲基蓝、三氯甲烷、二氯甲烷、乙醇、甲醇、四氢呋喃、丙三醇、盐酸、硫酸，分析纯，成都市科龙化工试剂厂；氯苯，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；四氯化碳，分析纯，天津市津东天正精细化学试剂厂；丙酮，分析纯，成都市科隆化学品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 亚甲基蓝标准溶液的配制

准确称取0.005 0 g 的亚甲基蓝标准品，在500 mL的容量瓶中将其用蒸馏水稀释到刻度线，摇匀，配制成质量浓度为10 mg/L 的标准溶液储备液。

准确移取配制好的10 mg/L 的标准亚甲基蓝储备液0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.70、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、5.00、6.00、8.00、10.00 mL 分别置于50 mL 的比色管中，用超纯水稀释并定容至比色管的25 mL 刻度线，摇匀，得到质量浓度分别为0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.28、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60、2.00、2.40、3.20、4.00 mg/L 的标准溶液系列。

1.2.2 萃取剂-分散剂混合溶液的配制

用作分散液液微萃取的萃取剂应不溶于水，对分析物有良好的萃取能力，能与分散剂形成微小液滴等性质。常用的萃取剂有氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、离子液体等。分散剂必须与样品溶液和萃取剂具有较好互溶性。目前用于分散液液微萃取中的分散剂主要有丙酮、乙腈、甲醇、乙醇等。本研究将4 种萃取剂四氯化碳、氯苯、三氯甲烷、二氯甲烷与5 种分散剂甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、丙三醇均按V萃取剂∶V分散剂=1∶5 的比例两两组合配成20 种萃取剂-分散剂混合溶液。

1.2.3 分散液液微萃取-分光光度法测定亚甲基蓝

准确移取5 mL 亚甲基蓝溶液，置于离心管，准确移取1.2 mL 由萃取剂-分散剂组成的混合溶液，迅速注进萃取体系，混合均匀，在25 ℃下于超声波清洗机中萃取5 min 形成乳浊液，在3 000 r/min 的转速下离心5 min，将底部的沉淀物取出后用分散剂稀释至10 mL，混合均匀后，在波长为665 nm 处测定溶液的吸光度。

本实验选择的样品1 为池塘水样，采自绵阳市郊；样品2 模拟水样，取0.140 0 mg 亚甲基蓝标准品，用蒸馏水配制成0.140 mg/L 的溶液。对样品进行分析测定。

2 结果与分析

2.1 萃取条件的优化

本实验将萃取率作为评价亚甲基蓝萃取效率高低的指标，对亚甲基蓝萃取的条件进行筛选，选出最合适的萃取条件。

2.1.1 萃取剂、分散剂种类的选择

按1.2.3 中的方法进行实验，考察20 种萃取剂-分散剂混合溶液对萃取率的影响。结果表明，其他条件相同时，以二氯甲烷为萃取剂，以甲醇为分散剂时，亚甲基蓝的萃取率最高，因此最佳萃取剂-分散剂为二氯甲烷-甲醇组成的溶液。

2.1.2 萃取剂与分散剂用量确定

固定二氯甲烷萃取剂的量为200 μL，分别加入0.5、0.8、0.9、1.0、1.1、1.3、1.6、2.0、2.5 mL 的甲醇分散剂，按照1.2.3 中的方法进行实验，结果见图1。

图1 分散剂用量对亚甲基蓝萃取率影响

由图1 可知，在萃取剂二氯甲烷用量相同的条件下，改变分散剂甲醇的用量对萃取率有较大的影响，当分散剂甲醇的用量为1.1 mL 时，对亚甲基蓝的萃取率最大。 因此最佳的分散剂甲醇的用量为1.1 mL。

固定分散剂甲醇的用量为1.1 mL， 分别加入100、150、180、200、210、220、230、250、300 μL 的萃取剂二氯甲烷，按照1.2.3 中的方法进行实验，结果见图2。

图2 萃取剂用量对亚甲基蓝萃取率影响

由图2 可知，在其他实验条件相同的情况下，改变萃取剂二氯甲烷的用量对萃取率有显著影响，当萃取剂二氯甲烷的用量为230 μL 时，对亚甲基蓝的萃取率最高。因此最佳的萃取剂二氯甲烷的用量为230μL。后面的实验均采用230 μL 二氯甲烷与1.1 mL甲醇的混合溶液作为萃取剂-分散剂溶液。

2.1.3 pH 的选择

按照1.2.3 中的方法进行实验，在其他条件均相同的情况下，调节pH 分别为3、5、7、8、9、10、11，考察pH 对萃取率的影响，结果见图3。

图3 pH 对亚甲基蓝萃取率的影响

由图3 可知，当pH=9 时，对亚甲基蓝的萃取率最大。因此实验最佳pH=9。

2.1.4 萃取时间的选择

本实验方法具有高效、快速的特点，但萃取时间对萃取率仍有一定影响。按照1.2.3 中的方法进行实验，在其他条件均相同的情况下，改变萃取时间分别为0、1、2、3、5、7、9 min，考察了萃取时间对亚甲基蓝萃取率的影响，结果见图4。

由图4 可知，当萃取的时间为3 min 时对亚甲基蓝的萃取率达到最大。因此实验最佳萃取时间是3 min。

图4 萃取用时对亚甲基蓝萃取率影响

2.1.5 离心时间的选择

按照1.2.3 中的方法进行实验，在其他条件均相同的情况下，改变离心时间分别为1、2、3、4、6、8、10 min，考察了离心时间对亚甲基蓝萃取率的影响，结果见图5。

图5 离心用时对亚甲基蓝萃取率影响

由图5 可知，当离心时间为4 min 时，亚甲基蓝的萃取率最大，因此最佳离心时间是4 min。

综上所述，实验最佳萃取条件：萃取剂-分散剂溶液为230 μL 二氯甲烷+1.1 mL 甲醇，pH=9，萃取时间为3 min，离心时间为4 min。

2.2 分散液液微萃取-分光光度法测定亚甲基蓝

2.2.1 标准曲线的绘制

以蒸馏水为空白， 将1.2.1 中稀释后的0.04～4.00 mg/L 的标准亚甲基蓝标准溶液于665 nm 处进行吸光度测定。以亚甲基蓝浓度为横坐标（单位mg/L），以对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程为A=0.179 2×C+0.002 2，r=0.999 3。该标准曲线线性关系良好，可用作亚甲基蓝含量测定的标准曲线。

2.2.2 检出限及定量限

对100 μg/L 的亚甲基蓝标准溶液连续测定11次，用11 组测定值的标准偏差的3 倍除以标准曲线的斜率得到检出限为8.45 μg/L，用11 组测定值的标准偏差的10 倍除以标准曲线的斜率得到定量限为28.15 μg/L。

2.2.3 方法精密度

按照1.2.3 中的方法，在最佳条件下，对100 μg/L的亚甲基蓝进行平行萃取11 次，然后测定其萃取率，得到的相对标准偏差为3.87%，表明该方法精密度良好。

2.2.4 样品含量的分析及加标回收实验

按照1.2.3 中的方法，在最佳条件下，对样品1、样品2 中的亚甲基蓝含量进行分析测定，同时对样品进行加标回收实验，每组各平行测定5 次，取平均值。结果见表1。

表1 分散液液微萃取-分光光度法测定亚甲基蓝

由表1 可知，本方法的平均回收率在96.38%～103.30%，相对标准偏差均小于3.90%，说明本方法的准确度较高，可用于环境水样中痕量亚甲基蓝的测定。

3 结论

结合分散液液微萃取技术和分光光度法，建立了测定环样水中亚甲基蓝的新方法。对萃取条件进行了优化，最佳萃取条件为：萃取剂二氯甲烷用量230 μL，分散剂甲醇用量1.1 mL，pH=9，萃取时间为3 min，离心时间为4 min。结果表明，该方法具有较好的准确度和精密度，可用于实际水样中亚甲基蓝的测定。该方法具有快速、高效、环境友好等特点，为水样中亚甲基蓝的测定提供了一种新选择。