固相萃取高效液相色谱法测定水中灭多威肟

来源:未知        时间:2014-11-07          查看次数:

  灭多威肟是氨基甲酸酯类农药灭多威合成的中间体,别名为甲硫基乙醛肟、α-甲硫基乙酰肟,分子式为C3H7NOS,其纯品为纯白色结晶体,熔点为(92~94)℃,具有热不稳定性及升华特性和极强的水溶性,有刺激性气味和一定的毒性。灭多威肟是生产灭多威和灭多威肟工业废水中的主要污染物,检测水中灭多威肟含量对控制灭多威生产污水中污染物的排放具有重要的意义。

  目前灭多威肟的测定方法主要有气相色谱法和液相色谱法,建立了GC/FID和HPLC测定灭多威肟原药的分析方法。分别采用GC/FPD建立了棉花和烟草作物中灭多威的测定方法,方法是基于将样品中的灭多威在碱性条件下水解成灭多威肟,然后用二氯甲烷或乙酸乙酯萃取后测定。目前尚未见到有关废水中灭多威肟的测定方法和相关研究的报道。研究了水中灭多威肟的萃取方法,建立了固相萃取–高效液相色谱测定水中灭多威肟的方法。

  1实验部分

  1.1主要仪器与试剂

  液相色谱仪:1260A型,配备二极管阵列检测器,美国Agilent公司;

  液相色谱柱:AgilentZorbaxStableBondSB–C18型(250mm×4.6mm,5µm)和AgilentZorbaxStableBondSB–C8型(250mm×4.6mm,5µm),美国Agilent公司;

  氮吹仪:N–EVAP111型,美国OrganomationAssociatesInc.公司;

  全自动固相萃取仪:SPE–DEX4790型,美国Horizon公司;

  固相萃取装置:美国Supelco公司;

  固相萃取柱:(1)OasisHLB型,6mL/500mg,美国Waters公司;(2)C18型、Pesticarb型,美国Agela公司;

  固相萃取膜:(1)HLB型,47mm,美国Horizon公司;(2)SDB–RPS型、SDB–XC型,47mm,美国3M公司;

  甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正己烷:HPLC级,美国TEDIA公司;

  灭多威肟、乙醛肟、灭多威、三羟基克百威、克百威、呋喃酚、异丙威、邻异丙基酚、仲丁威、邻仲丁基酚标准品:100µg/mL,农业部环境保护科研监测所。

  1.2色谱条件

  色谱柱:AgilentZorbaxStableBondC18柱(250mm×4.6mm,5µm);流动相:甲醇–水(体积比为35∶65),流量为1.0mL/min;柱温:30℃;紫外检测器检测波长:230nm;进样体积:10µL。梯度洗脱条件见表1。

  

 

  1.3样品预处理

  首先使用10mL甲醇和10mL超纯水活化HLB固相萃取柱,然后将100mL水样过柱,保持流速为1mL/min,干抽5min,加入10mL甲醇洗脱,洗脱后再干抽2min,收集洗脱液至K–D浓缩瓶中,氮吹至1mL,待测。

  2结果与讨论

  2.1色谱柱的选择

  试验了灭多威肟在ZorbaxStableBondC18液相色谱柱和ZorbaxStableBondC8液相色谱柱上的出峰效果。实验结果表明,灭多威肟在C8液相色谱柱和C18液相色谱柱上峰形对称,响应相同。由于C18液相色谱柱的应用范围较C8液相色谱柱更广,故确定C18柱为液相色谱柱。

  2.2色谱条件的优化

  根据氨基甲酸酯类农药生产工艺分析,灭多威肟生产废水中可能含有乙醛肟、灭多威肟、灭多威、三羟基克百威、克百威、呋喃酚、邻异丙基酚、邻仲丁基酚、异丙威、仲丁威。研究了C18液相色谱柱上灭多威肟与其它物质的分离条件。在流动相流速为1.0mL/min时,分别试验了体积比60∶40,50∶50,40∶60,35∶65,30∶70和20∶80的甲醇–水的等度分离效果。试验结果表明,灭多威肟与乙醛肟、灭多威的保留时间相近,流动相中甲醇的比例大于50%时3种物质不能完全分离,随着甲醇比例的下降,3种化合物的分离度逐渐增大,但响应值逐渐降低。

  在流动相为体积比40∶60的甲醇–水和35∶65的甲醇–水时,分离度与响应值最佳,故选择35∶65的甲醇–水作为初始流动相。

  为了缩短其它杂质的出峰时间,最终选择梯度方式,标准色谱图见图1。由图1可见,在15min内10种物质全部出峰,因此确定分析时长为15min。

  

 

  2.3最佳测定波长的确定

  使用二极管阵列检测器采集200~380nm光谱,步长为2nm,采集到的光谱信号见图2。由图2可知,灭多威肟于230nm处达到最大吸收,故确定230nm为最佳测定波长。

  

 

  2.4样品前处理方法

  2.4.1液液萃取

  (1)萃取剂。分别采用乙酸乙酯和二氯甲烷作为萃取剂萃取灭多威肟,笔者取100mL中性水样,分别用20mL萃取剂萃取两次,比较了二氯甲烷、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正己烷的萃取效率,结果见表2。

  

 

  由表2可见,在中性条件下,正己烷的回收率为0%,说明不能萃取水中灭多威肟。二氯甲烷、乙酸乙酯和甲基叔丁基醚的平均回收率分别为30.3%,28.9%,23.6%,表明3种萃取剂的萃取效率均很低。

  (2)水样pH值的影响。分别将水样pH值调节为2,3,4,5,6,7,8,9,10,用20mL二氯甲烷萃取两次,灭多威肟的回收率在22.4%~30.8%之间,说明pH值对萃取效率影响较小,尤其是水样在pH7~9时,pH值对萃取效率没有影响。

  (3)NaCl浓度对萃取的影响。将100mL水样调节NaCl浓度分别为0,1%,2%,5%,10%,用20mL二氯甲烷萃取两次。结果表明,水样中NaCl的浓度不同时,灭多威肟的回收率均在保持在30%左右,表明水样中NaCl的浓度对萃取效率影响很小。

  2.4.2固相萃取

  (1)不同萃取盘的萃取效果。SDB–XC萃取盘的材料是聚苯乙烯联二乙烯苯共聚物,SDB–RPS萃取盘是磺酸官能团聚苯乙烯联二乙烯苯共聚物,HLB固相萃取盘是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,3种均为最常用的富集水中极性有机物的萃取盘。3种萃取盘的极性依次为SDB–XC

  

 

  由表3可知,SDB–RPS,SDB–XC和HLB3种膜的萃取效率均较低,从极性方面来看,极性强的萃取盘萃取的效率高于极性弱的萃取盘。

  (2)不同萃取柱的萃取效果。分别研究了C18,Pesticarb和HLB3种固相萃取柱在水样流速为1mL/min的萃取效率见表4。由表4可知,C18,Pesticarb,HLB固相萃取柱分别对灭多威肟进行萃取,平均回收率分别为12.4%,61.6%,85.0%,HLB固相萃取柱的萃取效率最高,故实验采用HLB固相萃取柱进行样品预处理。

  

 

  为了优化水样流速,对比了HLB固相萃取柱在流速分别为1mL/min和2mL/min的萃取效率,实验结果表明,HLB固相萃取柱在2mL/min流速下灭多威肟的回收率只有47.3%,而在1mL/min流速下灭多威肟的回收率可达85%,表明水样流速对萃取柱的萃取结果影响很大。比较了HLB萃取盘和萃取柱的萃取效率,HLB萃取盘萃取效率只有25.8%。萃取盘比萃取柱低的主要原因是萃取盘膜较薄,其次是萃取盘水样流速(25mL/min)过快,萃取盘与水流接触的时间过短,从而导致回收率较低。故采用HLB萃取柱,流速选择1mL/min。

  2.5线性范围和方法检出限

  以甲醇为溶剂,配制灭多威肟质量浓度分别为0.05,0.1,0.5,2,10,50,100mg/L的系列标准溶液。在1.2色谱条件下测定,以质量浓度X为横坐标,峰面积Y为纵坐标绘制工作曲线,回归方程为Y=32.327X–1.251,相关系数为0.99998。结果表明:

  在0.05~100mg/L范围内,灭多威肟的质量浓度与色谱峰面积有良好的线性关系。

  利用MDL=3.143×δ(δ为7次测定值的标准偏差)计算方法检出限,取灭多威肟的质量浓度为0.5μg/L的水样,平行测定7次,当萃取100mL水样时,方法的检出限为0.14μg/L。

  2.6方法的精密度与准确度

  根据曲线的线性范围,选择曲线浓度范围内的低、中、高3个浓度点(水样中灭多威肟浓度分别为0.01,0.5,0.8mg/L)来测定方法的精密度和准确度,3个浓度的水样各平行测定6次,结果见表5。

  

 

  由表5可知,在0.01,0.5,0.8mg/L的添加水平下,水样中灭多威肟测定结果的相对标准偏差在1.41%~2.08%之间,平均回收率在86.8%~88.4%之间,表明方法重现性良好,且回收率较高。

  3结语

  灭多威肟的极性很强,导致常规的溶剂萃取方法无法有效萃取水中的灭多威肟,只有强极性的HLB柱在低流速的情况下可富集水中的灭多威肟。固相萃取液相色谱法测定水中的灭多威肟,精密度高,准确度满足要求。

  摘自中国分析计量网

  【关键词】灭多威肟;高效液相色谱;固相萃取;液液萃取 来自标准物质中心


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