高效液相色谱二极管阵列检测器法同时测定饮用水源地中甲萘威和阿特拉津

韩周洋

(江苏省宿迁环境监测中心，江苏 宿迁 223800)

0 引言

阿特拉津(莠去津)作为一种常见的除草剂，属于三嗪类，表现出良好的除草效果，且药剂成本较低，得到广泛应用。2017年，世卫组织在癌症研究中整理出了致癌物清单，其中阿特拉津在3类致癌物清单中。阿特拉津半衰期长，在土壤中产生积聚不容易被分解，容易造成水体污染，人体饮用后会对身体产生伤害，也存在导致癌症疾病发生的风险，属于联合国卫生组织规定的持久性有毒污染物种类清单内的一种[2]。甲萘威(西维因)作为一种杀虫剂，属于氨基甲酸脂类的化学物质，该物质具有较强的稳定性，但是在生活环境下存在较高的毒性与致癌特性[3]。因此，为了保障饮用水源安全，对水中阿特拉津与甲萘威含量的检测工作十分重要。目前，地表水标准中，对其测定采用不同的方法分开进行，容易操作繁琐，造成试剂浪费。

从当前的检测技术发展情况来看，常见的方法包括气相色谱法[4]、质谱法[5]、液相色谱法[7]、液相色谱-质谱法以及液相色谱串联质谱法[8]等等。但是对这些方法的运用，大体都是利用气质联用或者液质连用的方式实现检测目标。另外，这些方法都对实验仪器具有较高的要求，检测成本也比较高，因此并未得到全面推广。在本项目的研究中，会对取样的饮用水进行二次处理，将其定容到1 mL后开展检测实验，对水样的处理过程具有较高的灵敏度，而且二氯甲烷萃取以及氮吹富集方法都比较稳定，操作具有便捷性。该方法应用于饮用水源地中阿特拉津和甲萘威的测定，效果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

液相色谱仪选用参数为250 mm×4.6 mm，5 μm的XDB-C18型色谱柱，同时配备快速浓缩仪。

选用100 μg/mL浓度的甲萘威标准溶液和100 μg/mL浓度的阿特拉津标准溶液进行实验；甲醇和二氯甲烷选择色谱级，无水硫酸钠、氯化钠，分析纯；自制高纯水样本。

1.2 绘制标准曲线

逐级稀释，配制出溶液的标准浓度。实际操作中，将100 μg/mL浓度的甲萘威标准溶液和100 μg/mL浓度的阿特拉津标准溶液稀释成20 μg/mL标准混合液，并搅匀静置。随后，通过甲醇将两种标准使用液稀释到不同浓度。本次实验设置7个浓度点(0、0.02、0.2、0.4、0.6、1.0、2.0)μg/mL，最后结合实验仪器的优化标准对样本进行检测，以两种标准溶液峰面积确定浓度，并绘制标准曲线。

1.3 实验前处理

使用测量仪器取100 mL水样，将其静止在分液漏斗内，在漏斗内加入5 g的NaCl，将混合液充分搅拌，再向混合后的溶液中添加10 mL的二氯甲烷，最后将漏斗放置在振荡仪器中完成5分钟的萃取振荡，最后对萃取后的溶液进行静置，保证其达到充分分层的目的。利用无水硫酸钠对有机相进行除水处理，随后将其引入浓缩瓶，在样品中添加10 mL二氯甲烷，随后通过上述步骤完成重复萃取。萃取后，经过氮吹浓缩仪器将溶液浓缩至干燥状态，利用甲醇测定1 mL混合均匀，随后经过0.45 μm的滤膜进行过滤。

1.4 色谱条件

色谱柱选用4.6 mm×200 mm，5 μm反向柱；流动相为甲醇和水比例为70∶30；流速为 0.5 mL/min；进样量：10.0 μL。

2 结果与讨论

2.1 萃取试剂选择

本次饮用水源地检测实验对三种有机萃取农药试剂进行实验，分别探讨对水中甲萘威和阿特拉津含量萃取效果，并开展样品回收率实验，采取三次重复测定方法，保证实验准确度，回收率见表1。实验成果表明，二氯甲烷对甲萘威及阿特拉津回收率测定效果最佳，故本次实验采取二氯甲烷为甲萘威和阿特拉津的萃取试剂。

表1 4种萃取试剂的回收率

2.2 色谱特性

实验采用1.0 μg/mL浓度的甲萘威和阿特拉津混合液，保证甲醇与水的比例为70∶30，利用液相色谱仪进行分析，如图1。从图中可以看出，样品中的甲萘威与阿特拉津具有两个峰，分离后不存在拖尾现象，基线较为平稳。

图1 甲萘威和阿特拉津色谱图

2.3 分析波长的选择

在波长分析中，实验选择二极管阵列检测器对样本中1.0 μg/mL的标准液进行扫描，最终实验结果为220 nm处甲萘威与阿特拉津吸收峰最强，因此选择波长220 nm作为测定波长。

2.4 流动相分流比选择

设置甲醇与水的比例以及乙腈与水的比例均为70∶30，以此为流动相开展分离试验。在流动相实验中发现，甲醇和乙腈都具有良好的分离效果，但是由于乙腈具有高毒性，成本也比较高，因此，甲醇表现出了最佳的应用优势，可以达到分离快和柱压低的效果。利用甲醇进行分离试验时，应设置不同的体积比开展对比实验，实验结果如图2所示，当甲醇和水的体积比设置在70∶30时，实现完全分离，逐渐降低甲醇体积比例，峰形逐渐变宽，影响后续实验分析，因此甲醇和水的比例为70∶30效果最佳。

图2 不同体积比甲醇-水流动相实验甲醇-水(V/V)1～3：80∶20、70∶30、60∶40

2.5 流动相流速和柱温

实验选择浓度1.0 μg/mL甲萘威和阿特拉津，甲醇和水的混合比例为70∶30时，对不同相流速开展分离试验，见图3。当流速不断增加，分离效果逐渐下降；当流速处于0.5 mL/min，两种化合物将达到完全分离的效果。对不同色谱柱的柱温进行比对发现，受温度影响较小，采取30 ℃为宜。

图3 不同流动相流速下实验流速(mL/min)1～3：1.0、0.8、0.4

2.6 线性关系及检出限

当所有条件都符合要求的情况下，选用逐级稀释法配置不同浓度的混合液，结合本次实验选定的检测方式，利用高效液相色谱法，检测结果如图4所示。从图中可以得知，当两种化合物处于完全分离的情况下，峰面积以及浓度呈线性关系。最终实验成果表明：当处于0～2.0μg/mL范围内，峰面积和浓度的线性关系最佳，甲萘威曲线方程为y=358.1x+4.1，相关系数r=0.9999；阿特拉津曲线方程为y=159.3x+2.1，相关系数为r=0.9999。实验对浓度为0.2μg/L甲萘威及阿特拉津连续平行测定7次，取测定值标准偏差(SD)的3倍作为方法检出限，甲萘威和阿特拉津检出限分别为0.05 μg/L和0.15 μg/L。

图4 甲萘威和阿特拉津的线性方程

2.7 准确度和精密度实验

当所有条件都符合检测要求时，可取100 mL水样，将其中添加浓度为0.1、0.5、1.0 μg/mL的标准甲萘威和阿特拉津混合液，结合本次实验选定的检测方式对水样进行萃取—除水—浓缩—净化—定容，然后对三种浓度分别开展6次测定，并计算水样回收率和相对标准偏差。甲萘威和阿特拉津回收率分别为92.3%～103%、95.4%～105%，相对标准偏差(RSD，n=6)分别为2.3%～5.6%、3.2%～5.3%，如表2。采取这种检测方式可以提高检测精度和准确度，在饮用水源地的甲萘威和阿特拉津检测中具有良好的应用效果。

表2 精密度和准确度试验(n=6)

2.8 样品测定

当所有条件都符合检测要求，利用宿迁骆马湖饮用水源水样，进行萃取、浓缩、定容后进行测定，同时进行加标回收率实验，结果见表3。结果发现饮用水源地3个水样均未检出甲萘威及阿特拉津。通过分析1.0 μg/mL的加标实际水样，发现水样中甲萘威和阿特拉津回收率较好，甲萘威和阿特拉津的回收率分别为91.1%～101%和 92.3%～104%，这表明该方法可用于检测饮用水源地中甲萘威和阿特拉津，满足要求。

表3 种实际水样分析及加标回收率

3 结论

通过优化色谱工作条件，本文建立了高效液相色谱二极管阵列检测器(DAD)同时测定甲萘威和阿特拉津的方法。甲萘威曲线方程为y=358.1x+4.1，相关系数r=0.9999，检出限分为0.05 μg/L；阿特拉津曲线方程为y=159.3x+2.1，相关系数为r=0.9999，检出限分为0.15 μg/L，优于《生活饮用水卫生标准检验方法 有机物指标》(GB/T5750.8-2006)中要求[9]。该方法稳定性好，操作简单，灵敏度高，满足地表水中甲萘威和阿特拉津的测定。将建立的方法应用于饮用水源地水样的测定，结果满意。