鹽析分相微萃取—高效液相色譜法測定水中含氯除草劑

周建科，付艷芳，李向梅

（河北大學(xué) 理化分析中心河北省分析科學(xué)技術(shù)重點實驗室，河北 保定 071002）

全球農(nóng)藥市場需求持續(xù)增加。據(jù)英國Phil l ips McDougal l咨詢公司統(tǒng)計，2010年全球農(nóng)藥市場銷售額為441.95億美元，其中除草劑銷售額為175.29億美元，占39.66%，為第一大類農(nóng)藥。近年來，我國除草劑使用量的增長率遠(yuǎn)高于殺蟲劑和殺菌劑。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年我國除草劑原藥（折合為100%純度）累計產(chǎn)量為1.054 Mt，同比增長31.4%［1］。先后有100多個除草劑品種投入使用，磺酰脲類、苯氧羧酸類、三嗪類和酰胺類除草劑是市場的主流產(chǎn)品。這些化學(xué)除草劑的生產(chǎn)和使用不可避免的會對環(huán)境造成污染，特別是水環(huán)境的污染。

苯氧乙酸類是用量第二大的選擇性除草劑。該類除草劑本身為中等毒性，但其代謝產(chǎn)物（特別是氯化物）可以引起人類軟組織惡性腫瘤，對動物體表現(xiàn)出胎盤毒性［2-3］。因此，對苯氧乙酸類除草劑測定方法的研究具有重要意義［4-7］。目前，該類除草劑的測定主要采用氣相色譜法、薄層色譜法，以及液質(zhì)聯(lián)用等［8-12］。氣相色譜法需進行酯化反應(yīng)，操作繁瑣費時，薄層色譜法難以保證獲得滿意的重現(xiàn)性。有關(guān)苯氧乙酸類除草劑分析方法研究報道較少。環(huán)境水中苯氧乙酸類除草劑殘留量較低，需要富集方能檢出。通常使用液—液萃取法，操作繁瑣，有機溶劑用量大。筆者曾采用鹽析分相微萃取法測定水中取代苯［13］。

本工作采用正丁醇作萃取劑，建立了鹽析分相微萃取—反相離子對高效液相色譜法測定水中3種含氯除草劑的方法。該方法操作簡便、快速，有機溶劑用量少，富集倍數(shù)高，方法檢出限低，試樣處理方法對環(huán)境友好，適合環(huán)境水樣中痕量含氯除草劑的測定。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

對氯苯氧乙酸（4-CPA），2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D），2，4-滴丁酯：質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為98.5%，99%，98.5%；甲醇：色譜純；所用水為二次蒸餾水；四丁基溴化銨等其余試劑均為分析純。

實驗用水樣取自白洋淀。

LC-10AT型高效液相色譜儀：SPD-10A 型紫外檢測器，7725i型手動進樣閥，室溫，流量為1.0 mL/min，日本島津公司； C18色譜柱： 250 mm×4.6 mm×5 μm，北京迪馬公司；UV-265型紫外-可見分光光度計：日本島津公司；N-2000型雙通道色譜工作站：浙江大學(xué)智能信息工程研究所；XW-80A型旋渦混合器：上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制

取適量4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯標(biāo)準(zhǔn)品，分別用甲醇溶解配成2.0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，4℃貯藏，備用。工作溶液為3組分的標(biāo)準(zhǔn)儲備液混合后經(jīng)甲醇逐級稀釋的溶液。

1.2.2 實驗方法

取18 mL水樣至25 mL容量瓶中，用鹽酸調(diào)水樣pH，加入250 μL萃取劑，用旋渦混合器混合1 min，使之與水充分互溶，靜置2 min后加入鹽析劑，振蕩5 min后，靜置分層，用微量注射器將上層有機相萃取液移至2 mL具塞錐形刻度管中，取10.0 μL進樣分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件優(yōu)化

經(jīng)紫外-可見分光光度計對4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯光譜掃描可知，三者在235 nm處均有強吸收峰，故選擇235 nm作為檢測波長。本實驗用甲醇-水做流動相時，色譜峰形不好，嚴(yán)重拖尾，故選擇反相離子對色譜法。在流動相中加入四丁基溴化銨離子對試劑可有效改善色譜峰形。當(dāng)四丁基溴化銨濃度為5~15 mmol/L時，對3組分色譜分離情況進行了考察，實驗結(jié)果表明四丁基溴化銨濃度大于10 mmol/L時，3組分保留時間較長，小于10 mmol/L時3組分響應(yīng)值開始減??；故選擇四丁基溴化銨濃度為10 mmol/L作為離子對試劑的最佳濃度。在等度洗脫條件下，考察了不同體積比的甲醇-四丁基溴化銨溶液體系作為流動相的出峰情況。當(dāng)甲醇-四丁基溴化銨溶液體積比為80∶20時，3組分色譜譜圖見圖1。由圖1可見，3組分分離效果好，且雜質(zhì)峰對3組分無影響。以下實驗選擇檢測波長為235 nm，甲醇-四丁基溴化銨溶液體積比為80∶20的溶液為流動相。

圖1 3組分色譜譜圖

2.2 萃取條件優(yōu)化

2.2.1 萃取劑的選擇

鹽析分相過程中，萃取劑的選擇非常重要。萃取劑要能與水互溶且經(jīng)鹽析后能與水分相，而且待分析物在萃取劑中的溶解度要比在水中的溶解度大。另外，萃取劑的沸點、黏度、化學(xué)穩(wěn)定性等因素對萃取過程也有影響。實驗考察了乙醇、乙腈、異丙醇、正丁醇對3組分的萃取效果。實驗結(jié)果表明，萃取劑與水樣體積比約為1∶100時，乙醇、乙腈、異丙醇鹽析后不分相，正丁醇分相效果好、富集倍數(shù)大、回收率高，故選擇正丁醇作萃取劑。

2.2.2 鹽析劑的選擇

考察了NaCl、MgSO4、Na2SO4和（NH4）2SO4對鹽析分相效果的影響，實驗結(jié)果表明：加入NaCl和Na2SO4不能使溶液分相；加入MgSO4振蕩后不分相或形成乳濁液；加入（NH4）2SO4的鹽析，分相效果最好，析出正丁醇的量接近于加入量，故選（NH4）2SO4作鹽析劑。

2.2.3 鹽析劑加入量的影響

（NH4）2SO4加入量對正丁醇析出體積的影響見表1。由表1可見，（NH4）2SO4加入量為14 g時，正丁醇析出體積最大，與文獻［8］基本一致。故選（NH4）2SO4加入量為14 g。

表1 （NH4）2SO4加入量對正丁醇析出體積的影響

2.2.4 試樣pH對萃取效果的影響

根據(jù)待測分析物的性質(zhì)，在一定范圍內(nèi)改變試樣pH可以提高萃取效率。4-CPA和2，4-D為弱酸性，故本實驗用鹽酸調(diào)試樣pH，試樣pH對萃取效果的影響見圖2。由圖2可見，試樣pH 為4 時萃取效果最佳。故選試樣pH為4。

圖2 試樣pH對萃取效果的影響

2.3 工作曲線及檢出限

將標(biāo)準(zhǔn)儲備液混合后用甲醇逐級稀釋，配成系列濃度的工作溶液，以峰面積（S）對質(zhì)量濃度（ρ）繪制工作曲線，3組分的工作曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表2。由表2可見，3組分工作曲線的相關(guān)系數(shù)分別為0.999 2、0.999 2和0.999 3。由于鹽析分相微萃取的濃縮作用，富集倍數(shù)可達129倍，故4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的方法檢出限大大低于儀器檢出限，分別為7.8×10-4，7.8×10-4，1.55 ×10-3mg/L。

表2 工作曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.4 方法的回收率和精密度

在最佳萃取條件和色譜條件下，方法的回收率和精密度見表3。

由表3可見，4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的加標(biāo)回收率范圍為70.21%~96.29%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.6%~5.3%。

表3 方法的回收率和精密度（n=6）

2.5 實際水樣測定

取18 mL實際水樣，在最佳的萃取條件和色譜條件下平行測定3次，實際水樣色譜譜圖見圖3。由圖3可見，實際水樣中2，4-滴丁酯未檢出。經(jīng)計算4-CPA和2，4-D的質(zhì)量濃度分別為0.030 3 mg/L和0.018 1 mg/L。

圖3 實際水樣色譜譜圖

3 結(jié)論

a）以正丁醇作萃取劑、（NH4）2SO4為鹽析劑，建立了鹽析分相微萃取—反相離子對高效液相色譜法測定水中含氯除草劑的方法。

b）該方法富集效率高，對4-CPA、2，4-D和2，4-滴丁酯的檢出限分別為7.8×10-4，7.8×10-4，1.55 ×10-3mg/L，回收率為70.21%~96.29%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.6%~5.3%。

c）該方法操作簡便，綠色環(huán)保，適合水樣中含氯除草劑的測定。

［1］ 朱偉娟，路鵬，孫叔寶. 我國化學(xué)除草劑的研發(fā)、生產(chǎn)和使用［J］. 中國農(nóng)藥，2011（9）：19-24.

［2］ 張彤晴，蔣麗娟，葛家春，等. 五氯苯酚對漁業(yè)環(huán)境的危害與對策研究進展［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（4）：256-259.

［3］ 李曉亞，桂建業(yè)，張莉，等. 離子對色譜法同時測定水中多種氯代酸性除草劑［J］. 巖礦測試，2011，30（3）：349-352.

［4］ 呂久琢，潘九堂. 植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑發(fā)展現(xiàn)狀［J］. 農(nóng)藥，2001，9（1）：6-8.

［5］ 鄒盛歐. 植物生長調(diào)節(jié)劑及其研究動向［J］. 農(nóng)藥，2002，5（3）：15-18.

［6］ Purcell V，Neanlt J E，Malonga H，et al. Interactions of atrazine and 2，4-D with human serumalbumin studied by gel and capillary electxophoresis and FTIR spectroscopy［J］. Biochim Biophys Acta，2001，1548（1）：129-138.

［7］ LaChapel le A M，Ruygrok M L，Toomer M E，et al.The hormonal herbicide，2，4-Dichlorophenoxyacetic acid，inhibits xenopus oocyte maturation by targeting translational and post-translational mechanisms［J］. Reproductive Tozicology，2007，23（ 1）：20-31.

［8］ 黃衛(wèi)平. 高效液相色譜法測定豆芽中4-氯苯氧乙酸鈉殘留量［J］. 中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2002，36（1）：44-45.

［9］ Lagana A，Bacaloni A，de Leva I，et al. Determination of maize and grain herbicides and their transformation products in soil by use of soil column extraction then liquid chromatography with tandem mass spectrometry［J］. Chromatographia，2002，56（5）：337-343

［10］ 周艷明，李冬燁，胡睿. 氣相色譜法測定2，4-滴丁酯在水果中的殘留［J］. 農(nóng)藥，2010，49（1）：39-41.

［11］ 姚建國，周卯星，馮瑜. 蔬菜水果中的農(nóng)藥殘留分析進展［J］. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，31（2）：54-56.

［12］ 劉鑫，李德紅，李玲，等. 2，4-二氯苯氧乙酸的研究進展［J］. 生命科學(xué)研究，2004，8（4）：71-75.

［13］ 周建科，龍堃，彭靜. 鹽析分相微萃取-高效液相色譜法測定水中取代苯［J］. 化工環(huán)保，2010，30（2）：180-183.