翦英紅，范寧偉，張德

（吉林化工學(xué)院環(huán)境科學(xué)系，吉林132022）

分散液液微萃取高效液相色譜法測定環(huán)境水樣中硝基苯

翦英紅，范寧偉，張德

（吉林化工學(xué)院環(huán)境科學(xué)系，吉林132022）

本文對分散液液微萃取（DLLME）技術(shù)萃取水樣中痕量硝基苯進(jìn)行了研究，建立了硝基苯的分散液液微萃取-高效液相色譜-紫外分析方法。在20μL氯苯萃取劑、1.00mL乙腈溶液、pH=6、離子強(qiáng)度為3%NaCl和10min萃取時(shí)間下，DLLME對硝基苯的萃取效果最佳。方法的線性范圍為0.1～50.0μg/mL，線性較好，相關(guān)系數(shù)R2為0.9993，檢出限和定量限分別為1.1 ng/mL和2.9 ng/mL。方法的加標(biāo)回收率范圍為92.66%～96.62%。所建方法能對實(shí)際水樣中的硝基苯進(jìn)行測定。

分散液液微萃取；硝基苯；萃取回收率；水樣

分散液液微萃取（DLLME）技術(shù)由于其萃取時(shí)間短、操作簡便，是水樣分析的前處理方法之一，它建立于三相溶劑體系。在分散劑的作用下，萃取劑以微小液滴的形式分散在樣品溶液中，形成乳濁液，從而對溶液中的分析物進(jìn)行微萃取。采用離心，可將萃取劑沉積于溶液底部，與溶液分離。硝基苯為淡黃色的油狀液體，是一種重要的化工原料和化工中間體，廣泛應(yīng)用于炸藥、印染、農(nóng)藥、醫(yī)藥等工業(yè)中。當(dāng)今廢水及水環(huán)境中硝基苯含量的測定[1，2]是環(huán)境保護(hù)的監(jiān)測內(nèi)容之一。本文將分散液液微萃取技術(shù)應(yīng)用于水樣中痕量硝基苯的萃取、富集，確定了水樣中硝基苯的最佳DLLME條件，并最終建立了硝基苯的分散液液微萃取-高效液相色譜-紫外（DLLME-HPLC-UV）測定方法。

1 儀器及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 試劑

硝基苯（光譜純），丙酮、乙腈、甲醇、氯苯、四氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳，均為色譜純。氯化鈉（分析純）。

1.2 儀器

LC-20AT高效液相色譜儀：手動進(jìn)樣器、柱加熱器、SPD-10AV紫外檢測器；Primo/PrimoR多用途臺式高速離心機(jī)，10mL戴帽錐形玻璃離心管，50μL微型注射器，2.00mL注射器。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1水樣中硝基苯的DLLME技術(shù)

5.0mL水樣加入錐形玻璃離心管中。1.0mL分散劑和20μL萃取劑混合均勻后，用2.00mL注射器快速注入離心管中。輕輕搖晃后，離心管內(nèi)的溶液馬上乳化、混濁，并最終產(chǎn)生乳濁狀溶液。這主要是溶液內(nèi)形成了萃取劑小液滴，硝基苯萃取到小液滴中。靜止10min后，在4000 rpm轉(zhuǎn)速下離心10min，萃取劑液滴沉積到離心管底部，形成內(nèi)含硝基苯的沉積相。移取10μL沉積相，注入HPLC系統(tǒng)中進(jìn)行分析。

1.3.2色譜條件

流動相：甲醇/水（55/45，v/v），流量1.0mL/min；色譜柱：DiamonsilC18（5μm,250×4.6mm），柱溫30℃；檢測波長：264 nm；進(jìn)樣量：10μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 DLLME的萃取回收率和富集倍數(shù)

實(shí)驗(yàn)中采用富集倍數(shù)(EF)和萃取回收率(ER)來衡量DLLME技術(shù)的萃取效率。

EF是以目標(biāo)分析物在沉積相中的濃度（Csed）與其在樣品中的原始濃度(C0)的比值來計(jì)算，計(jì)算公式為：EF=Csed/C0

ER即沉積相中分析物的萃取量占分析物總量的百分比，可以按下式計(jì)算：ER=（Csed·Vsed/C0·Vap）·100

其中，Vsed和Vaq分別為沉積相和樣品溶液的體積。

2.2 DLLME萃取條件的優(yōu)化

2.2.1萃取劑及體積的確定

DLLME技術(shù)所需要的萃取劑一般需要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）有機(jī)溶劑的密度大于水。（2）萃取劑在水中的溶解度要盡可能小。（3）萃取劑對分析物有一定的萃取行為。（4）萃取劑能與分散劑混溶。（5）溶劑峰與目標(biāo)峰在適合的色譜條件下可以完全分離。依據(jù)這些原則，本實(shí)驗(yàn)考察了氯苯、四氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳四種萃取劑對硝基苯的萃取效率（圖1）。結(jié)果表明：無論是富集倍數(shù)，還是萃取回收率，氯苯的萃取效率比其他萃取劑均高。

圖2為氯苯體積對萃取效果的影響結(jié)果。結(jié)果表明：萃取劑體積越小，富集倍數(shù)越大。當(dāng)萃取劑體積從40μL降低為15μL，EF從35劇增到347。但是ER的變化比較復(fù)雜。當(dāng)萃取劑體積從40μL降低到20μL時(shí)，ER增加到68.98。但進(jìn)一步縮小萃取劑體積，由于乳化效果的難以保證，ER僅能達(dá)到25.12%。

依據(jù)優(yōu)化結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)選取20μL氯苯為本實(shí)驗(yàn)的萃取劑體系。

2.2.2分散劑及體積的確定

分散劑應(yīng)是既溶于水，又能溶于萃取劑的有機(jī)溶劑。本實(shí)驗(yàn)考察了丙酮、乙腈、甲醇作為分散劑的情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。從EF看，甲醇的EF最大，為146，乙腈的EF僅為123。但乙腈的萃取回收率最高，為68.97%，比甲醇的58.41%，高了10%左右。但一般DLLME技術(shù)注重的是ER，且二者的EF沒有數(shù)量級的差異，所以，乙腈比甲醇的萃取效果好。

分別在乙腈體積為0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75mL時(shí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到分散劑體積對萃取效果的影響圖（圖4）?？梢钥闯?，當(dāng)分散劑體積為1mL時(shí)，硝基苯萃取效率最高。所以本實(shí)驗(yàn)最終選取的分散劑體系為1.0mL的乙腈溶液。

2.2.3其他條件的確定

主要對溶液的pH、離子強(qiáng)度和萃取時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果分別為圖5、6、7。結(jié)果顯示：當(dāng)溶液的pH值位于5～9時(shí)，萃取效果均較佳。溶液的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%后，離子強(qiáng)度對萃取效果的影響不明顯。而萃取時(shí)間對硝基苯的萃取效果影響不明顯。所以，本實(shí)驗(yàn)最終選取pH為6、3%NaCl和10min為最佳的pH值、離子強(qiáng)度和萃取時(shí)間。

2.3 分析方法考察

在優(yōu)化條件下，按照1.3.1的萃取步驟將水樣中的硝基苯萃取到氯苯中，在1.3.2的色譜條件進(jìn)行高效液相色譜分析。標(biāo)準(zhǔn)樣品和水樣的色譜圖見圖8。結(jié)果顯示：硝基苯的保留時(shí)間為5.81min。

以硝基苯的濃度為橫坐標(biāo)、色譜峰面積為縱坐標(biāo)作圖，得到在0.10～50.0μg/mL范圍內(nèi)硝基苯的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖9）。圖中顯示：方法的線性方程為y=398.15x+98.54，決定系數(shù)R2=0.9993。采用逐步稀釋法，測定所建方法硝基苯的檢出限（LOD，S/N=2）為1.1 ng/mL，定量限（LOQ，S/N=5）為2.9 ng/mL。

分別選擇3個(gè)水樣，每個(gè)水樣中加入不同的硝基苯標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，考察方法的準(zhǔn)確度和精密度。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下方法的加標(biāo)回收率分別為96.60%、96.62%和92.66%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n=3）分別為3.72%、2.18%和2.15%（表1）。

表1 加標(biāo)回收率及精密度實(shí)驗(yàn)

2.4 實(shí)際水樣測定

應(yīng)用所建方法對6個(gè)水樣進(jìn)行硝基苯的定量測定（表2）。除1#、5#采樣點(diǎn)沒有檢測到硝基苯外，其他4個(gè)樣品中均濃度不等的含有硝基苯，其中3#采樣點(diǎn)硝基苯的含量高達(dá)7.74μg/mL。

表2 實(shí)際水樣的測定

3 結(jié)論

本文確定了分散液液微萃取-高效液相色譜-紫外法（DLLME-HPLC-UV）測定水樣中痕量硝基苯的方法，選定20μL氯苯為萃取劑、1.0mL乙腈為分散劑，在溶液pH為6、氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、萃取時(shí)間為10min為DLLME技術(shù)萃取水樣中硝基苯的最佳條件。優(yōu)化條件下，DLLME技術(shù)萃取硝基苯的ER為99.85%，EF為160。所建立的方法應(yīng)用于實(shí)際環(huán)境水樣中硝基苯含量的測定，測定效果較好。

［1］童雷,喬濤,朱培德,等.水和廢水中微量硝基苯的電化學(xué)法檢測[J].化學(xué)傳感器,2009,2:67-69.

［2］馬小奇,宇麗華,劉鋌元,等.快速測定廢水中苯胺、硝基苯方法研究[J].甘肅科技,2010，1:40-43.

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.020

TQ246.1+2

1008-1267（2011）01-051-04

A

2010-08-10

翦英紅(1969-):女,,副教授。主要從事環(huán)境污染與控制化學(xué)研究。