1. 引言
阿特拉津又称莠去津，是内吸选择性苗前、苗后的除草剂，属于一种常见致畸致癌的有机物质，但又被广泛应用于玉米、高粱、林地、草地和甘蔗等防除阔叶杂草和单子叶杂草 [1] 。阿特拉津不容易降解，长期使用会积累在土壤中，通过地表径流以及沉降等多种方式流入水体，造成部分地区饮用水有检出，严重影响人们的身体健康 [2] 。我国大中小城市饮用水已把阿特拉津纳入常规监测指标，在《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)标准限值0.003 mg/L，《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006 )标准限值0.002 mg/L [3] [4] 。
目前国家出台的环境监测标准方法中，阿特拉津水质的测定可以采用高效液相色谱法和气相色谱法两种方法分析。两种方法均具有分析速度快、分离效率高、灵敏度高和易于自动化等优点。而高效液相色谱法不破坏试样本身，制备样品较为便利，弥补气相色谱需要进行衍生等这方面的不足 [5] 。
原环境保护部在2010年发布的《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)的色谱条件：色谱柱为反相ODS柱(4.6 mm × 200 mm, 5 µm)，流动相为甲醇/水 = 70/30，流速为0.8 ml/min，紫外监测波长为225 nm，柱温为40℃，进样量为10 µl [6] 。
本文用带有紫外波长检测器的Agilent 1260 infinty II液相色谱仪和色谱柱为Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)参照《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)色谱条件进行进样分析，目标化合物阿特拉津不能与杂峰彻底分离。研究认为，标准方法的色谱条件仅供参考，不同高效液相色谱仪和不同色谱柱需进行条件优化才能达到分离效果。在色谱柱、检测波长和进样量相对固定的情况下，流动相比例、流速和柱温是影响目标化合物分离度的主要因素 [7] 。本文采用正交实验的方式对流动相比例、流速和柱温进行优化选择，并开展相关指标的验证及饮用水实际样品的分析，进而来确定优化条件下的可行性。
2. 实验部分
2.1. 实验试剂和标准溶液
甲醇和二氯甲烷试剂均为德国默克公司色谱级；实验用水为娃哈哈纯净水；标准溶液为生态环境标样所100 µg/µL阿特拉津标准溶液；氯化钠和无水硫酸钠为分析纯，在400℃烘干4小时。
2.2. 实验设备和仪器
高效液相色谱仪：带紫外波长检测器的Agilent 1260 infinty II液相色谱仪；色谱柱为月新科技Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)，预处理设备为液液萃取振荡仪和浓缩仪，以及常规的实验玻璃器材。
2.3. 色谱条件设定方法
采用0.03 µg/µL的阿特拉津标准溶液，进入Agilent 1260 infinty II高效液相色谱仪，色谱柱为Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)，其他条件参照《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)色谱条件设定，得到的谱图见图1。从图1可以看出，目标化合物阿特拉津在该波长下有响应，阿特拉津和杂峰不能彻底分开，而新的色谱柱在低浓度进样一般很少存在色谱柱过载。因此，该色谱柱可以使用，而紫外波长和进样量可以参照标准方法的条件直接确定。在色谱柱为Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)、紫外检测波长为225 nm和进样量为10 μl已经固定的情况下，流动相比例、流速和柱温对目标化合物分离效果起到关键作用，可采用正交实验的方式进行优化选择。
Figure 1. Chromatogram before optimization of chromatographic conditions
图1. 色谱条件优化前的色谱图
3. 结果与讨论
3.1. 流动相比例、流速及柱温选择
Figure 2. Chromatogram after optimization of chromatographic conditions
图2. 色谱条件优化后的色谱图
采用0.03 µg/µL的阿特拉津标准溶液，进入Agilent 1260 infinty II高效液相色谱仪，色谱柱：Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)，紫外检测波长225 nm，进样量10 μl。以保留时间、分离度以及压力为目标，以流动相比例、流速及柱温为三个变量因素，每个因素设定4个水平。以A16 (43)正交实验表设计实验，结果见表1。通过表1可以看出，流动相比例甲醇/水 = 60/40时，分离度普遍较好，流速越快保留时间短，温度低的压力相对高。综合考虑分离度、时间以及压力的影响，确定本次实验的三个变量：流动相比例为甲醇/水 = 60/40，柱温为40℃，流速为1.2 ml/min。此色谱条件谱图见图2。
Table 1. A16 (43) Orthogonal experiment condition factor table
表1. A16 (43)正交实验条件因素表
3.2. 标准曲线和方法检出限验证
Table 2. Calibration curve results table
表2. 校准曲线结果表
Table 3. Detection limit result table
表3. 检出限结果表
标准曲线采用《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)的规定，配制0.030、0.050、0.100、0.500、1.00 μg/mL的标准系列，依次进入通过正交实验确定色谱条件的液相色谱仪，结果见表2。从表中可以看出，相关系数R = 0.9999，满足方法中R ≥ 0.999的要求。
参照《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168-2020)的规定 [8] ，由于空白试验中未检出目标物，以方法检出限的5倍0.4 µg/L的阿特拉津空白加标，按照《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)要求，用二氯甲烷液液萃取并浓缩定容后进入已通过正交实验确定色谱条件的液相色谱仪，平行测定8次，计算标准偏差，按公式MDL = t (n − 1, 0.99) × S计算该方法的检出限，结果见表3。计算的检出限为0.06 µg/L、测定下限为0.24 µg/L，小于方法中检出限为0.08 µg/L、测定下限为0.32 µg/L。
3.3. 精密度和正确度验证
采用低中高三种不同的空白加标浓度，用二氯甲烷液液萃取并浓缩定容后进入已通过正交实验确定色谱条件的液相色谱仪，分别平行测定8次，分别计算平均值、标准偏差及加标回收率，结果见表4。从表中得，相对标准偏差2.5%~6.8%，加标回收率为90.1~110%，满足标准方法中实验室内相对标准偏差在1.7%~15%，空白加标回收率在70%~120%的要求。
Table 4. Precision and correctness result table
表4. 精密度和正确度结果表
3.4. 实际样品验证
Table 5. Real sample test result table
表5. 实样测试结果表
为了验证该优化条件下方法的可行性，采集饮用水布都河水库水样及加标水样分别进行8次测试，结果见表5。由表5可知，布都河水库水样中未检出阿特拉津，加标样的相对标准偏差为7.2%，加标回收率为92.7%~111%。说明该方法精密度和加标回收率较为稳定，可行性较高，能够满足实际饮用水中环境监测分析要求。
4. 结论
通过正交实验的方式，优化阿特拉津的液相色谱条件。在Agilent 1260 infinty II高效液相色谱仪，色谱柱为Plus C18 (200 mm × 4.6 mm × 5 μm)，紫外检测波长为225 nm，进样量为10 μl，流动相比例为甲醇/水 = 60/40，柱温为40℃，流速为1.2 ml/min的条件下，阿特拉津出峰时间更短，分离度更好，标准曲线相关系数、检出限、精密度、正确度以及饮用水实样的测试均能满足《水质 阿特拉津的测定 高效液相色谱法》(HJ 587-2010)的要求，该色谱条件可以应用于饮用水中阿特拉津的测定。
NOTES
*通讯作者。