主题：【第七届原创】检测环境水中三嗪类除草剂时固相萃取柱的选择

2.参照标准及原理

　　依照《生活饮用水标准检验方法》有机物指标GB/T5750.8-2006，本方法适用于测定生活饮用水、地表水和地下水。有机物可被C18 固相萃取柱吸附，利用二氯甲烷和乙酸乙酯洗脱，具有良好的稳定性。

3.仪器

　　Sepaths-6全自动固相萃取系统（莱伯泰科（美国）公司）； LC600二元高压梯度高效液相色谱； ET氮吹仪（北京莱伯泰科仪器股份有限公司，北京）；VP50真空泵（北京莱伯泰科仪器股份有限公司，北京）；抽滤装置（奥特赛恩斯，天津）。

4.试剂及耗材

　　试剂：水（屈臣氏的纯净水）；甲醇  （色谱纯）；乙酸乙酯（分析纯）；二氯甲烷（分析纯）；盐酸（分析级）；阿特拉津标准品，纯度99.5%，液体；硅藻土助滤剂；滤膜（中速）；C18固相萃取柱；HLB固相萃取柱；Rapidisk 47mm萃取盘；Supelco ENVI-18固相萃取柱。

5. 实验过程

5.1 采样要求

5.1.1 每批样品带一个现场空白。

5.1.2 采样地表湖水，取深度为水面下20 ~ 40厘米，将洗净的1L玻璃瓶取水至1L，拧紧瓶盖，采样8瓶。

5.1.3水样送到实验室后，利用抽滤装置连接真空泵将水样过滤，放入中速滤纸，再加入2cm厚度（约5~10g）的硅藻土助滤，如图1。自来水无需过滤，但自来水需要每升水中加入40~50mg亚硫酸钠脱氯，样品4℃避光保存。

图1 水样过滤

5.2 样品前处理

5.2.1把1L水转移至样品瓶中，样品用6mol/L盐酸调节pH小于2，加入5mL甲醇混匀，加入125uL浓度为8ug/mL的内标，样品中内标浓度为1ug/L，立刻混匀。准备Sepaths自动固相萃取，如图2。

图2  固相萃取

5.2.2 活化：每根固相萃取柱活化需依次加入5mL二氯甲烷，5mL乙酸乙酯，10mL甲醇，10mL水。活化时不要让甲醇和水流干，以方便大体积样品水上样。

5.2.3 水样以15mL/min流速流过固相萃取柱。

5.2.4 水样上完后，设置氮气将固相萃取柱干燥一分钟。

5.2.5 用5mL二氯甲烷洗样品瓶后经过小柱收集，在用5mL乙酸乙酯洗样品瓶后经过小柱后收集。

5.2.6 洗脱液于ET浓缩仪上浓缩，如图3，设置温度为45℃，调节氮气流速适中，吹至近干加甲醇定容至1mL准备分析。

图3：氮吹

6. 液相色谱条件

色谱柱：LabtechC18（250 mm×4.6mm，5 μm）

流速：1.0mL/min

紫外检测波长：225nm

进样量：20μL

柱温：25℃

流动相：甲醇/水  体积比6：4

7. 固相萃取小柱的选择

　　备选小柱C18固相萃取小柱，HLB固相萃取小柱，ENVI-18固相萃取小柱。

　　首先按照标准选择普通的C18固相萃取小柱，二氯甲烷和乙酸乙酯洗脱，结果不理想，如图4（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品），数据结果如表1，回收率小于10%。

图4 普通C18小柱洗脱效果对比

7.1对比样品预处理条件

表1普通C18小柱洗脱

7.2 测试洗脱效果

　　怀疑阿特拉津是否洗脱完全，对小柱继续用甲醇洗脱，确保洗脱完全，洗脱效果对比标样如图5（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品）。

图5 小柱继续用甲醇洗脱对比

　　接下来采用小体积（10mL）上样，采用5mL二氯甲烷洗脱，证明洗脱效果很好，因此证明是样品中内标物未完全吸附，怀疑是样品体积太大，使得C18固相萃取柱逐渐失去活性。

　　通过7.1和7.2证明按照标准中采用C18固相萃取小柱对阿特拉津的吸附效果较差。

7.3 采用HLB固相萃取小柱

　　C18主要官能团是十八烷基，含碳量10%，主要作用力是非极性。HLB是N-乙烯吡咯烷酮-二乙烯基苯聚合物，是一种亲水亲脂平衡共聚物。

　　HLB吸附剂是由亲脂性二乙烯苯和亲水性N-乙烯基吡咯烷酮两种单体按一定比例聚合成的大孔共聚物。
  　 HLB固相萃取小柱特点：用于酸性，中性和碱性化合物的通用型吸附剂。吸附剂吸附能力比普通C18柱增大3倍，容量因子大大提高。

7.3.1 活化：每根固相萃取柱活化需加入5mL甲醇，10mL水。活化时不要让甲醇和水流干，以方便大体积样品水上样。

7.3.2 水样以15mL/min流速流过固相萃取柱。

7.3.3 干燥一分钟。

7.3.4 用5mL甲醇洗样品瓶后经过小柱收集，重复2次。

7.3.5洗脱液于ET浓缩仪上浓缩，甚至温度为45℃，调节氮气流速适中，吹至少于1mL，甲醇定容至1mL液相分析如图6（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品），数据结果如表2。

图6 HLB小柱固相萃取

表2 HLB小柱萃取结果

　　经7.3 证明HLB固相萃取小柱吸附效果好于普通C18固相萃取小柱，但是由于《生活饮用水标准检验方法》有机物指标GB/T 5750.8-2006中采用的是C18 固相萃取小柱，所以依照标准还需要采用一种吸附能力更强的且耐酸性C18固相萃取小柱。

7.4采用ENVI-18固相萃取小柱

特点：

1. 多点键合，十八烷基，封尾。

2. 较高的含碳量（17%），增加亲合能力，从而可得到更高的回收率。

3. 较高的含碳量也能更大的耐受苛刻的pH条件。

4. 典型应用在除草剂，杀菌剂，农药和其它含有害物质的水溶液样品中。

按照本文中3.2样品前处理步骤实验回收率稳定。

加标回收，二氯甲烷洗脱，如图7（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品），数据结果如表3。

图7 固相萃取色谱图

　　加标回收，乙酸乙酯洗脱如图8（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品）。

图8 固相萃取色谱图

表3 二氯甲烷洗脱数据结果

　　对比图7和图8，二氯甲烷和乙酸乙酯对目标物的洗脱完全。由于地表水组分复杂，为了避免干扰物的洗脱而影响液相色谱分离，所以采用二氯甲烷洗脱较为理想。

7.5由于许多样品含有颗粒、微小悬浮物，例如地表水，普遍会遇到两个问题：

1)在进行固相萃取时可能会造成萃取柱堵塞。

2)上样量大于1L，由于小柱设置流速要求较慢，造成室验时间太长。

采用C18（47mm，1.4g）萃取盘，如图9。

图9 萃取盘和萃取柱

固相萃取盘测试自来水中阿特拉津回收率对比图如图10，（图中蓝色谱图为标样，黑色谱图为样品）数据结果如表4。

图10 萃取盘回收色谱图

表4 萃取盘回收率数据

8. 结论

　　本文建立并优化了固相萃取-高效液相色谱法分析地表水中阿特拉津的方法。本方法用Supelco ENVI-18固相萃取柱直接对地表水中阿特拉津进行固相富集萃取，萃取后用二氯甲烷直接洗脱收集，吹干后用甲醇定容至1.0mL液相色谱分析。

　　采用萃取盘富集样品，吸附剂截面积增加，有效避免填料堵塞问题，上样速度高于小柱三倍以上，该方法具有安全、可靠、准确、重现性好、溶剂挥发污染小，能够满足地表水中阿特拉津的测定需要。