高效液相色谱法测定水体中4种苯胺类物质

时间:2023-06-15 17:50:03 公文范文 来源:网友投稿

吴翠琴,陈迪云,龚 剑

(1.广州大学环境科学与工程学院,广东 广州 510006;
2.珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室,广东 广州 510006;
3.广东省放射性核素污染控制与资源化重点实验室,广东 广州 510006)

苯胺类物质作为重要的化工原料和中间产物,广泛应用于染料、橡胶、制药、塑料、农药、油漆等行业[1]。苯胺类物质具有很高的毒性,少量即可中毒,会引起溶血性贫血,导致肝损害造成中毒性肝病,其中一些还有明显的致癌、致畸、致突变的“三致”作用[2]。中国、美国和欧盟等均将其列入常规监测和优先监测的污染物名单[3]。由于苯胺及硝基苯胺类物质的极性较强,在水中的溶解度较高,易进入环境水体中,因此,建立简便、灵敏和准确的方法用于测定水体中的苯胺类物质,显得尤其重要。

液液萃取-高效液相色谱法常用于苯胺类物质的测定。胡君梅[4]采用此方法测定了硝基苯胺类物质,但是该方法没有测定检出限,只是做了线性范围。在《水和废水监测分析方法》(第4版)(增补版)中关于苯胺类物质的测定,也是采用液液萃取-高校液相色谱法[5],但是该方法实际操作起来存在一些困难。因此,本文对实验条件进行优化,建立了更为简便和灵敏的测定水体中苯胺类物质的方法。

1.1 仪器与试剂

高效液相色谱仪(配备二极管阵列检测器DAD),旋转蒸发仪,超声波清洗机,溶剂过滤器,水性滤膜(0.45μm),针式过滤器(0.45μm)。

苯胺、对硝基苯胺的甲醇标准储备液(1000.0 μg・mL-1),邻硝基苯胺(纯度≥ 99.0%),2, 4-二硝基苯胺(纯度≥99.0%),甲醇(色谱纯),乙腈(色谱纯)。其他试剂均为分析纯。

1.2 样品的处理

水样用1 mol・L-1氢氧化钠溶液调节pH至11~12,取其中100mL放入含有5g氯化钠(避免乳化现象)的250mL分液漏斗中,振摇,将氯化钠完全溶解。用8mL二氯甲烷萃取2min,放气,静置10min。将萃取后的有机相用无水硫酸钠脱水后,收集于鸡心瓶,重复萃取2次,合并有机相,用旋转蒸发仪将萃取液浓缩至1mL左右,加入2 mL甲醇继续旋转蒸发浓缩至约0.5mL,用甲醇定容至1 mL,用0.45 μm滤膜过滤,待色谱分析。

1.3 色谱的测定条件

色 谱 柱:Agilent Extend-C18,5μm,250mm ×4.6mm;
流动相:乙腈和蒸馏水,梯度洗脱条件见表1,流速:1.0 mL・min-1;
检测波长:230 nm;
进样量:10 μL。

表1 梯度洗脱条件Table 1 Gradient elution conditions

2.1 色谱条件

2.1.1 检测波长及流动相的选择

苯胺类物质的结构中有1个苯环,有较强的紫外吸收,可直接用紫外检测器进行检测。《水和废水监测分析方法》中,测定苯胺类物质时,采用285 nm作为检测波长。我们在210~400 nm波长范围内对4种苯胺类物质进行扫描(图1),发现对硝基苯胺和2, 4-二硝基苯胺在285nm几乎没有吸收,但在230nm处,4种物质都有一个较强的吸收峰,因此本实验选择230 nm作为检测波长。

图1 苯胺类物质的紫外吸收曲线Fig.1 UV absorption curve of anilines

分别考察了2种流动相体系对4种苯胺类物质的分离效果:1)甲醇-0.05 mol・L-1乙酸铵-乙酸缓冲溶液;
2)乙腈-水溶液。对色谱分离条件进行优化后,这2种流动相体系都能使4种目标物得到很好的分离,但是采用甲醇-0.05mol・L-1乙酸铵-乙酸缓冲溶液体系作为流动相时,色谱基线不稳,且使用缓冲液作为流动相,实验结束后,冲洗色谱柱会比较耗时,因此本实验选择乙腈-水溶液作为流动相。

2.1.2 进样体积

分别考察了3个进样体积15μL、10μL、5μL,发现进样为15μL时会使色谱峰前延。为了达到更好的灵敏度并获得对称性良好的峰形,本实验选择进样体积为 10μL。

2.2 样品的预处理

2.2.1 萃取溶剂的选择

苯胺类物质是极性较强的化合物,为了能够有效地萃取水中的苯胺类物质,而不把其它极性的物质萃取出来,我们以中等极性的乙醚和二氯甲烷作为萃取溶剂进行了实验,发现两者对苯胺类物质都有较好的萃取效率,但乙醚极易挥发且有麻醉作用,因此,本实验采用二氯甲烷作为萃取剂。

2.2.2 静置时间的选择

本实验发现,用分液漏斗进行液液萃取后,分离出有机相之前的静置时间,对苯胺类物质的萃取率有影响。有文献报道,可静置30min以实现有机相和水相的完全分离。为此,本实验分别考察了静置时间分别为 5min、10min、15min、30min 时,苯胺类物质的萃取率。结果发现,静置10min,苯胺类物质的萃取率最高,静置5min时萃取率偏低,原因可能是有机相和水相没有达到完全的分离。静置时间过长(15min、30min),萃取率反而有所降低,可能是苯胺类物质的不稳定性质所致,同时耗时较长,因此本实验选择静置时间为10min。

2.2.3 浓缩方法的选择

氮气吹干和旋转蒸发是浓缩样品常用的方法。本实验采用氮吹仪进行浓缩,发现比较耗时;
采用旋转蒸发仪进行浓缩,快速且回收率能够满足要求,故本实验采用旋转蒸发仪进行样品的浓缩,以提高实验效率。

用旋转蒸发仪将萃取液浓缩至0.5mL左右,再用甲醇定容至1mL进行色谱分析,发现在2, 4-二硝基苯胺的出峰处出现了一个很大的包状峰。考虑到二氯甲烷、甲醇、乙腈极性的差异,尝试将萃取液浓缩至少量体积后,加入甲醇再继续浓缩,发现包状峰形消失。最终确定先将萃取液浓缩至1 mL左右,加入2 mL甲醇再继续旋转蒸发至约0.5 mL,用甲醇定容至1 mL,待色谱分析。

2.3 方法的线性范围和检出限

考察了苯胺类物质在0.05~10.00 μg・mL-1浓度范围内的线性关系,每个浓度重复测定3次,结果见表2。从表2可知,4种苯胺类物质的线性相关系数r为0.9989~0.9992。以3倍信噪比(S/N)得出方法的检出限为0.05~0.1 μg・L-1,可以满足对水体中4种苯胺类物质的检测分析要求。

表2 4种苯胺类物质的标准曲线回归方程和检出限Table 2 The standard curve regression equations and detection limits of four anilines

2.4 样品分析

用棕色瓶从广州某印染厂采集废水样,低温运输,在24h内按上述方法进行预处理后上机测样,谱图见图2。测得废水中含有 1.07μg・L-1的苯胺及0.72 μg・L-1的邻硝基苯胺。

图2 样品的色谱图Fig.2 Chromatograms of Sample

2.5 方法的添加回收率和精密度

在印染废水样品中添加4种苯胺类物质的混合标准溶液,使其浓度为10μg・L-1,按照本方法的操作步骤进行回收率实验,平行操作6次,扣除样品空白后,计算回收率和精密度,实验结果见表3。从表3可知,印染废水中的苯胺类物质的平均回收率为85.8%~95.8%,相对标准偏差为3.8%~7.2%,说明本方法较准确,重现性好,符合检测要求。

表3 印染废水中苯胺类物质的回收率和精密度Table 3 Recoveries and their precisions of the anilines spiked in dye waste water (n=6)

本文对水体中的苯胺类物质进行分析及研究,确定了采用高效液相色谱法测定水体中4种苯胺类物质的色谱分析条件和萃取条件。先采用传统的液-液萃取法,以二氯甲烷为萃取剂萃取水中的苯胺类物质,经旋转蒸发仪浓缩后,再采用反相高效液相色谱法,以乙腈-水为流动相,在230 nm波长处进行检测。苯胺、对硝基苯胺、邻硝基苯胺和2, 4-二硝基苯胺均实现了良好的分离。样品的加标回收率为85.8%~95.8%,相对标准偏差小于8%,方法的检出限为0.05~0.1 μg・L-1,明显低于《水和废水监测分析方法》(第4版)(增补版)中苯胺类物质的检出限(0.3~1.3 μg・L-1)。另外,本方法萃取后未经硅酸镁层析柱净化,也能得到满意的回收率和理想的色谱图,说明本方法简便、快速、准确,适用于水体中苯胺类物质的测定。

猜你喜欢类物质硝基苯苯胺气相色谱法测定2,4-二氟硝基苯及其共存杂质云南化工(2022年9期)2022-10-12一种有效回收苯胺废水中苯胺的装置能源化工(2021年6期)2021-12-30欧盟批准增加玩具安全指令2009/48/EC中的苯胺限用纺织检测与标准(2021年3期)2021-12-03麻辣火锅底料中常用配料对辣椒素类物质的影响中国调味品(2018年8期)2018-08-13美国FDA不再允许2种全氟烷基类物质用于食品接触纸和纸板造纸化学品(2017年1期)2017-01-21抗氧剂壬基二苯胺的合成及其热稳定性合成化学(2015年9期)2016-01-17有机高岭土在AEO-9/对硝基苯酚二元污染体系中的吸附研究应用化工(2014年1期)2014-08-16硝基苯催化加氢Pt-MoS2/C催化剂的制备及使用寿命的研究应用化工(2014年4期)2014-08-16混二氯硝基苯氯化制备1,2,4-/1,2,3-三氯苯中国氯碱(2014年10期)2014-02-28对甲苯胺红不加热血清试验改良的探讨现代检验医学杂志(2014年3期)2014-02-02

推荐访问:苯胺 水体 高效