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地表水中溴氰菊酯测定的萃取条件研究目 录摘要IAbstractII引言1第1章 绪论21.1 溴氰菊酯的特点及其危害21.2溴氰菊酯的测定方法31.2.1气相色谱(GC)分析法31.2.2高效液相色谱法31.2.3薄层色谱法31.2.4其他方法41.3 高效液相色谱法原理、特点及相关仪器介绍41.3.1液相色谱法的原理41.3.2色谱法的特点41.3.3高效液相色谱仪的基本组成成分51.4研究目的及意义71.4.1 研究目的71.4.2 研究意义7第2章 实验部分82.1 实验材料82.1.1 实验仪器82.1.2 实验试剂82.2 实验方法82.3分析步骤92.4绘制标准曲线102.5测定102.6注意事项10第3章 结果与讨论123.1色谱条件优化123.1.1流动相比例优化选择123.1.2流动速度的优化123.1.3柱温的优化123.1.4分析波长的优化123.2 仪器条件优化133.3标准曲线优化133.4标准曲线的绘制133.5实验数据处理与分析15结论21致谢22参考文献23地表水中溴氰菊酯测定的萃取条件研究摘要:建立高效液相色谱法用来作为检测水中溴氰菊酯的检测方法。通过液液萃取对模拟水样进行前处理,模拟水样用浓度为100mg/L标准溶液进行配制。通过对萃取阶段所加条件的改变,即改变所加氯化钠的量,分别为8g、10g、15g,改变加入的萃取剂正己烷的量,分别为8ml、10ml、15ml,改变萃取时间,分别为3min、5min、7min。经过浓缩定容后,以甲醇+水=85+15的流动相进行分离,在液相色谱仪中进行分析,对所测结果进行判断并选出溴氰菊酯萃取的最优条件。结果显示在加入氯化钠量10g,萃取剂的量为10m,萃取时间为5min的状态下萃取的效率最高。寻找到最佳的液液萃取条件,可以提高溴氰菊酯的回收率,更有效的将分析物与干扰组分分离,减少样品预处理过程,使操作更简单、省时、省力。为水中溴氰菊酯的浓度测定提供一个有效的方法。关键词:溴氰菊酯 高效液相色谱法 液液萃取Research on Extraction Conditions in the Determination of Deltamethrin in Surface WaterAbstract: Establishing High performance liquid chromatography is used as the detection method of deltamethrin in water.Firstly,simulated water samples should be treated by liquid-liquid extraction,the simulated water samples could be compounded by the standard solution whose concentration was 100mg/L.By changing the conditions of the extraction stage,those are to change the amount of sodium chloride,including 8g,10g,15g,change the amount of extractant,including 8ml,10ml,15ml,change the time of extraction, including 3min,5min,7min.After concentration and constant volume,Separation of mobile phase with methanol: water =85:15,get the analyses in liquid chromatography.To judge the results and choose the best conditions for extraction of deltamethrin.The results showed that the extraction efficiency was the highest when the amount of sodium chloride was 10g,the amount of extractant was 10ml,and the extraction time was 5min.When the best condition of liquid liquid extraction was found,the recovery rate of deltamethrin will be higher,the separation of the analyte from the interfering component is more effective, and the sample pretreatment process is reduced,and the operation is simple,time-saving and labor-saving.The best condition will provide a useful method to the concentration of deltamethrin in water. Key words: Deltamethrin ;High performance liquid chromatography; Liquid-liquid extractionII引 言随着社会的不断发展,不同的杀虫剂类型应运而生,而溴氰菊酯则是其中的一种,溴氰菊酯是所有菊酯类杀虫剂中具有最强毒性的一类,并且它对害虫的毒害效果是同类杀虫剂的毒害效果的几十倍。它在生活中会被用到,而用后因为不恰当的处理总会有少量被排放并通过不同的方式进入地表水中。我们都知道人类在生产生活方面的用水的主要的来源就是地表水。虽然溴氰菊酯被排出的量很少,但还是会对人体有很大影响,因此,在国家标准中也对这一杀虫剂的量要求监测。高效液相色谱法是色谱法的一个重要分支,流动的液体是其使用的流动相,它是上世纪60年代为了解决高沸点物质不能用气相色谱法测定而引入的。它不仅解决了那些不易被汽化的物质的测定,还具有很多的优点像分析速度快、分析时分辨率高,分析灵敏度高等,在这些方面和气相色谱法相比有明显优势。第1章 绪论1.1 溴氰菊酯的特点及其危害溴氰菊酯(分子式C22H19Br2NO3,式量505.24)别称敌杀死或者凯安宝, 学名-氰基苯氧基苄基(1R,3R)-3-(2,2-二溴乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯。是一种晶体,白色斜方针状,熔点101102,沸点300。虽然其在酸性中间物质中不易发生反应,但在碱性中间物质中易发生反应0。 溴氰菊酯在当水中温度为20时,其在水中的溶解度为0.002ppm,而且还溶于很多有机物质像丙酮、二甲基甲酰胺、二甲苯和苯。溴氰菊酯在40的温度条件下最适合存放,能保证在三个月内不分解。但溴氰菊酯对用塑料制成的物品有腐蚀性,因此不应该用塑料制品对其进行盛放。根据中国地表水环境质量标准(GB3838-2002)显示,溴氰菊酯在地表水环境质量标准基本项目标准限值为0.02mg/L,同时,根据中国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),这一值也为0.02mg/L。但在美国环境保护局2006年水质基准中并未对溴氰菊酯进行浓度进行限定0,由此可见溴氰菊酯在美国的使用频率不太高。溴氰菊酯是一种仿生杀虫剂,它含有-氰基的型拟除虫菊酯类3。目前,人工合成的拟除虫菊酯类化合物数以万计,已占世界农药市场的1/4,而溴氰菊酯是毒性最强的一个种类。它在平常生活中使用时用到的量很小,在光的照射下不会发生相关反应,因此对哺乳类动物来说没有安全上的影响,它不仅具有广谱这一条特点,而且他还有低残留的特征。在预防和治理种棉花的土地、栽有蔬菜的田地、水果树和茶叶中存在的害虫和卫生害虫方面有较多使用,同时溴氰菊酯也在消灭寄生虫方面有被使用,这在渔业生产方面有广泛体现。我国不仅在化学农药的生产方面是世界上的大国之一,在化学农药的使用方面也是如此,现在化学农药的无节制使用已经酿成了很严重的环境污染和生态平衡的被破坏问题,对我们的健康状况有极大的影响。尤其是在谷类、水果类、绿色蔬菜等平常食用品中含有的小浓度化学农药进入人的身体内部而使人的身体拥有慢性和亚慢性毒性问题,更应该被重视起来4。在溴氰菊酯的各个需要进行检测的步骤,都要求测试被测试验样品的总酯和具有生物相关活性的异构体的量,所以我们必须要找到能处理异构体的分析方法问题的方法5。并且该物品属于中等毒类,其可引起以下症状。如果皮肤直接接触到该物品可引起刺激性症状,如会出现红色丘疹。在急性中毒时,无论轻者还是重者都会对人体的舒适度有极大影响,对身体健康有严重威胁。即使溴氰菊酯的毒性较小,但如果接触量很大的溴氰菊酯则会对人体的免疫系统有抑制效果6-8,因此在处理此类物品时应多加小心。1.2溴氰菊酯的测定方法 气相色谱法、高效液相色谱法是当今最常用于溴氰菊酯检测的方法,它们不仅具有像简便和快速这样的优点,并且具有高灵敏性、具有很好的稳定性和再现性等特点。常规检测方法还有气质联用、液质联用、超临界流体色谱、毛细管电泳等方法9。GC-MS和LC-MS除具有GC和HPLC的特性外,还能进行未知物鉴定,特别适宜对溴氰菊酯代谢物、降解物和盲样中溴氰菊酯残留检化学分析法及薄层层析法也有使用。这几年来在改革创新前处理方法的基础上, 出现了使用带电子捕获检测器分析卤代衍生物的气相色谱法。下面依据不同的方法其检测方法的不同,对分析溴氰菊酯的不同方法进行各自的叙述。1.2.1气相色谱(GC)分析法菊酯类农药属弱极性带电负性的物质,可在聚硅氧烷类固定液的作用下进行分离操作。含有卤素、氮、磷等电负性强的基团,很容易电离出电子,因此用ECD对其进行检测是非常适合的,此类方法经常使用气相色谱法分析测定溴氰菊酯的总酯含量,在检测时用的检测器最多使用的时氢火焰离子化检测器,色谱柱填料为5 %OV-101/Gas ChromQ,5 % SP-2100/Chromsorb W等10。在最近几年,又出现了很多种在溴氰菊酯残留方面的前处理方法 11,无论是溶剂系统,还是净化手段都有很多种类型,这使得这一方法使用的范围和环境有了进一步的扩大。1.2.2高效液相色谱法高效液效色谱分析方法是测定拟除虫菊酯异构体较好的方法,它不仅在分离能力方面有很好的表现,而且在分析上花费的时间很少,最近几年该方法已被普遍使用。在我国的很多单位像研究拟除虫聚酯的,还有生产拟除虫聚酯的都在使用该方法,并且都配有相关仪器来就进行测定分析。1.2.3薄层色谱法用此类方法进行分析测定的相关报道很少见,只看见赵孟霞12等人将溴乐菊酯乳油先通过薄层分开并将杂质去除,然后使用紫外分光光度法对其进行测定,在测定时的波长条件为276nm,在最后定量时采用的是纯品。1.2.4其他方法另外的几类能短时间内检验食用物品中溴氰菊酯中浓度方法13,都是通过溴氰菊酯能在PH大于7的环境中把氰离子分离出来而实现的。不仅有很多测定方法,同时也有很多分析方法,像色谱法、免疫分析法。ing等14第一次把免疫分析法使用在分析拟除虫菊酯类农药残留上,制成了抗丙烯菊酯抗体与此同时创建了测定农药活性异构体的放射免疫分析。1.3 高效液相色谱法原理、特点及相关仪器介绍1.3.1液相色谱法的原理将混合物的不同组成成分分配在两个不同相间,其中一相称为固定相。而与之不同的一项被称为流动相,流动相带着混合物通过固定相。当此过程发生时,流动相和固定相就会发生一定的反应,因为不同的组成成分用不同的性质,不同的结构。从而导致在与固定相发生反应时的反应程度不同。即使是在同一作用力下,不一样的组成成分在固定相中的停留时间也会不同,这就导致组分按不一样的的顺序流出。 1.3.2色谱法的特点(1)高压 液相色谱法以流动的液体作为其在测定时的流动相,流体在流经色谱柱时会受到的很大的阻力,为了使流体能快速的流过过色谱柱,必须对流动的流动相加以高压。高压是高效液相色谱法的一个最明显的特点15。(2)高速 试样通过高效液相色谱法进行分析的时间相比于在普通的液相色谱法中分析的时间低很多,一般情况下低于60min。流动相在高效液相色谱法中的色谱柱里的流量较高,相比于高效液相色谱法,普通的液相色谱法流量是低的。(3)高效 虽然气相色谱法的分离效用值很大,填充柱的分离效果大概是1000塔板/m,但是高效液相色谱法拥有更好的分离效果,它的分离效果可达气相色谱法的30倍。因为最近几年有很多新型固定相被创造出来,而这些新型的固定相可以很大程度上提高分离的效率。(4)高灵敏性 灵敏度很高的检测器已被很广泛的应用在高效液相色谱法中,这使检测的灵敏度得到了进一步的提升。需要的试验样品量很少也是高效液相色谱法高灵敏度的一个重要表现,微升单位级的试验样品也能够对其进行全分析测定。高效液相色谱法还可以将那些具有沸点值大,在高温下不稳定,相对分子质量大的特点的有机物进行分离、分析。流动相的不同是液相与气相色谱法的最根本的区别。液体是液相色谱法使用的流动相,气体是气相色谱法使用的流动相。1.3.3高效液相色谱仪的基本组成成分常用的高效液相色谱仪应该都具有贮液装置、加压装置(高压泵)、梯度洗提装置、输样器、色谱柱、检测装置、恒温装置和色谱工作站等一系列主要部件。现代典型的高效液相色谱仪的结构系统见图1.1。图1.1 液相色谱图结构系统从图1.1中可以看出:流动相流出贮液器后进入高压泵,通过压力表示数显示控制压力,使流动相进入色谱柱,与此同时试验样品一同进入并融入流动相系统,在流动相的带领下进入色谱柱进行分离,待其从中流出后不同组分已被分离。然后进入检测器检测得到结果后进行数据的处理及记录。若需对馏分进行检测,需要将其收集起来。下面是对主要部件进行的简述:(1)高压泵 高压泵是运送液相色谱分析使用的流动相的工具,150105350105 Pa是高压输液泵的平时压力要需求。平稳的流量是重要步骤,因为它不仅仅可以干扰柱效能,并且还会直接对峰面积的再现性和定量分析的准确度造成干扰,还会造成保留值和辨别能力的改变。整个过程还需要压力稳健无波动,这是因为压力的不平稳和波动的变化,很多检测器都会很敏感的被影响到,他会增大检测器的噪音,使仪器的信噪比变不好。流动速度方面也需要有一定可以调整的范围,因为分离的重要条件之一就是流动相。高压泵因其性质的不同可被分为恒流泵和恒压泵两种类型。(2)梯度洗提装置 在高效液相色谱法中进行的物质分离因为梯度洗提设备的存在而变得很便捷,如果缺少这一设备,那么高效液相色谱仪就会显得不完整,梯度洗提设备还可以使物质分离时间缩短,使辨别能力提高,由于被改善的峰形,不仅仅能够降低最低检出量,还可以提升在进行物质定量分析时的精确度。(3)进样装置 在使用高效液相色谱法时,柱效很容易被两个因素严重影响,一个是进样方式,另一个是试样体积。想要得到很好的分离结果和再现性,我们需要在试验样品浓缩的一瞬间将其注射在色谱柱上端柱担体的正中心使其成为一个小点。若把试验样品注入在单体前流动相,这时溶质将以扩散的方式进入柱顶,就会造成试验样品组分分离能力的下降。现在适合所有要求的进样方式有两种一个是注射器进样装置,而另一个则是高压定量进样阀。(4)色谱柱 液相色谱柱的分离能力,很大一方面由柱填料的相关性能决定,同时也与柱床的构造有很大关系,装填色谱柱的技术直接能关系到柱床的结构。(5)检测装置 一个最适用的的检测器应具有较高的灵敏度Error! Reference source not found.,良好的再现性,能快速响应,具有较宽的线性范围,能被广泛使用,不易察觉流动相流量的变动和温度波动,具有较小的死体积等特征。主要以下几种:紫外光度检测装置 这是一种常被应用在液相色谱法中的检测装置,它的工作原理是在被测定试验样品组成成分有选择性的接收有特定波长的紫外线的基础上,组成混合物的不同成分浓度与吸收光波的程度的关系遵守比尔定律。荧光检测器 荧光检测器具有两个突出的特点,一个是其具有高灵敏性,另一种是具有良好的选择性。电导检测器 其属于化学检测器,它被广泛的应用在离子色谱法中,它的工作原理是通过对物质在一些中间物质中离解后产生的不断改变的电导的感应来得到解离物质在其中的含有量。蒸发光散射检测器 一种通用型检测器,是基于不挥发性溶质对光的散射现象,它的灵敏度高,响应信号不受溶剂和温度的影响,可用于梯度洗提16。1.4研究目的及意义1.4.1 研究目的了解并熟悉整个实验操作过程,熟练操作液相色谱仪,通过改变试样前处理(液液萃取)条件即改变加氯化钠量,从而改善水相与有机相分离程度,改变加入的萃取剂即正己烷的量还有改变萃取时间。对所得到的萃取液进行分析,从回收率判断最适合溴氰菊酯进行液液萃取的条件。1.4.2 研究意义 我们平常的饮用水主要来自于地表水,溴氰菊酯具有毒性,虽然水中含量比较少,但是日积月累还是会对人体造成巨大伤害。并且在国家相关标准中都有对溴氰菊酯浓度的限定,因此更准确的测出水样中的溴氰菊酯浓度显得尤为重要。Sicbcrs等人17 通过己烷-丙酮对试验样品进行前处理萃取,含油的实验样品则用乙腈对其进行分配,用Florisil净化, 硅胶-活性碳柱在某些情况下可以对试样进行再净化, 测定了二氯苯醚菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯18。过程很容易19,萃取得到的的结果准确度很高,在很多物质萃取时都会被用到,能够分开小浓度的有机相,并且也能很大程度的应用在精细化工的分支中,一些通过精馏和结晶方式不能很好分离的物质也可以用液液萃取来实现。随着对水质的检测越来越严格,对有害物质的准确测定则显得尤为重要。溴氰菊酯在日常生活中作为杀虫剂被应用广泛,则对溴氰菊酯的测定就比较重要。并且整个实验操作过程中也让我们能锻炼坚持不懈,并对先进仪器有了进一步的认识和操作。拓宽我们的视野,让我们有了锻炼自己的能力,提升自己的处理事情,安排事情的能力。 第2章 实验部分2.1 实验材料2.1.1 实验仪器表2.1主要仪器仪器名称规格生产厂家分液漏斗振荡器灰挥测试仪液相色谱仪样品浓缩仪分液漏斗移液器瓶口分液器氮吹管恒温干燥箱容量瓶HVS-6SDTGA 200LC1260TurBoVAP250ml100ml50ml200mlBG2-2461000ml天津市恒奥科技发展有限公司湖南三德科技股份有限公司安捷伦科技有限公司Caliper Life Sciences天津浩连科技发展有限公司eppendorf research上海盛兆生物科技有限公司Caliper Life Sciences上海博讯实业有限公司天津北方玻璃仪器公司2.1.2 实验试剂表2.2主要试剂试剂名称规格生产厂家溴氰菊酯标准溶液甲醇正己烷浓硫酸无水硫酸钠氯化钠氮气100mg/L分析纯色谱纯分析纯分析纯分析纯纯度99.999%国家环境保护总局标准样品研究所天津市大茂化学试剂厂天津市大茂化学试剂厂开封开化集团有限公司天津市大茂化学试剂厂天津市大茂化学试剂厂北京市北分气体厂2.2 实验方法实验药品的前处理:(1)无水硫酸钠的灼烧 在灰挥测试仪中在400的温度下烘240min,冷却后将灼烧过的无水硫酸钠装入磨口玻璃瓶中,放入干燥器中保存。(2)氯化钠的灼烧 在灰挥测试仪中用400的温度来烘氯化钠240min,待其冷却后,将灼烧过的氯化钠装入具有磨口的玻璃瓶中,并保存在干燥器中。(3)硫酸钠溶液的配置 用天平称取已烘的的无水硫酸钠142g溶解在装有水的烧杯中,最后倒入1000ml容量瓶中并加水至容量瓶刻度线。采集和保存 采集的样品应该在25下进行保存,所取样品需要在7天时间内完成萃取实验,得到的萃取液最多可保存40天。模拟水养的制备 用量筒量取100.0ml蒸馏水并将其倒入规格为250ml的分液漏斗中,根据后面所需浓度可加入10mg/L的溴氰菊酯中间溶液50ul(得到水中浓度0.005mg/L)或加入100mg/L的溴氰菊酯标准溶液50ul(得到水中浓度为0.05mg/L)。称取灼烧过的氯化钠10g加入水中,摇晃溶解后,向水中加入10ml正己烷,摇晃放出气体后置于振荡器上剧烈振荡5min后,安静放置10min待其分层后,将正己烷萃取液放出至规格为250ml的分液漏斗中。按照上面加药品的顺序进行重复萃取,将两次萃取得到的正己烷萃取液进行合并。净化 将5ml浓硫酸加入得到的萃取液中,摇晃并放出气体,安静放置1分钟,待其分层后,将硫酸层进行多次清洗,直到其变为无色,弃去含有硫酸的一层。用少量硫酸钠溶液对正己烷进行洗涤,多次洗涤至水相为中性,排出含水的一相。将正己烷萃取液通过装有无水硫酸钠的漏斗至氮吹管内,以少量正己烷洗涤分液漏斗23次,将洗涤液一并过滤至氮吹管内,再把萃取液放入样品浓缩仪中进行氮吹,将萃取液氮吹至低于0.5ml,然后将萃取液定容至1ml。待测。量取100.0ml蒸馏水,按照试样制备相同的操作步骤,制备空白试样。通过改变前处理条件,萃取剂加入量、氯化钠量、萃取时间。重复以上操作,并对最后萃取到的液体定容,待测。2.3分析步骤样品分析条件色谱柱:Agilent ZORBAX SB-C8 150mm4.6mm,5um甲醇:水=85:15 柱温:30 流速0.8ml/min 时间:6min 检测波长220nm 进样量:10ul2.4绘制标准曲线取6个2ml试样棕色小瓶,分别吸取100mg/L溴氰菊酯标准溶液0.0ul、10.0ul、20.0ul、40.0ul、100.0ul、200.0ul置于瓶内,并用甲醇溶液将小瓶加满。得到的溴氰菊酯质量浓度分别为0.0mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L的标准系列。以标准溶液系列浓度(mg/L)为横坐标,对应的色谱峰响应值(锋面积或峰高)为纵坐标,绘制标准曲线。2.5测定将定容后的萃取液放入液相色谱仪中,在与标准曲线相同的色谱条件下测定,结果出来后记录色谱峰的保留时间和峰面积(或峰高)。在使用液相色谱仪时,应先将各个部件开关打开,打开后机器会进入自检状态。结束后就可进行试样检测部分,在电脑主机上对将要进行检测的条件进行输入保存,并对数据表格进行编写,然后在设定过的条件下走基线,走基线过程一般小于30min,待基线走好后点击执行序列进行测定。2.6注意事项(1)在进行改变前处理条件实验时,一定要在保证其他条件相同的情况下改变需要改变的条件。 (2)关于那些有很多成分的试样,如果在萃取时有很明显的乳化现象出现,可以通过机械手段把两相分开,包括搅动、离心。同时也可以将试样通过玻璃棉等方法破乳,也可使用冷冻的方法使其乳化现象减轻。(3)在对没有复杂物质的地下水或地表水试样样品时,可以把净化这一操作取消掉。(4)在实验进行前应对分液漏斗进行检漏,防止在实验过程中出现漏液的情况,从而造成结果不准确。(5)硫酸具有强腐蚀性,因此在进行相关操作时,应佩戴耐腐蚀手套。正己烷具有挥发性并且有毒,在取正己烷时应佩戴口罩等防护措施。(6)在进行某些仪器的清洗时,如氮吹管,胶头滴管等,需要在铬酸内浸泡24小时,然后取出洗净并用蒸馏水润洗,最后再把仪器放入恒温干燥箱中烘干即可。特别注意在放仪器进入铬酸时,应多加小心,防止仪器损坏。(7)当液相色谱仪更换流动相或者添加流动相后,一定要对相应的管路进行排气,时间大约为35min。若不排气会对仪器造成损害。第3章 结果与讨论3.1色谱条件优化实验开始前,为使溴氰菊酯的峰形更加良好,数据更加明显,需要对样品在液相色谱仪中的分析条件进行优化选择,即对流动相比例、流动速度、柱温、检测波长等进行优化选择。3.1.1流动相比例优化选择在我国相关标准方法中,对溴氰菊酯进行测定分析时使用的色谱柱是正相的,但此次我们用的是反相的。因此我们应使流动相的极性尽可能地低。我们在对流动相的选择上是选用甲醇水,分别对比例为80:20、85:15、90:10、95:5的流动相比例进行分析比对20-22,最后得出结果在甲醇:水=85:15为流动相比例时,分离效果最好。若水在流动相中占的比例过小,则会使峰出现的太快,是保留时间过短,若使水在流动相中占的比例过大,则会使整个分离效果变差。综合多种因素决定用甲醇:水=85:15为流动相比例。3.1.2流动速度的优化在保留时间上,流动速度的变化对其有非常大的影响。如果在分析时流动速度过慢,这极易造成使色谱峰过于分散23,与此同时,若流动速度太快,则会使分析样品的停留时间过短。通过一系列流速的测定,能满足各方面的要求的流速条件为0.8ml/min。这一流速可得到较为满意的结果。3.1.3柱温的优化通过一系列的实验,柱温对样品的分离效果影响不大24,但在30时较其他温度效果稍好,因此最后选用30作为实验时分析柱温。3.1.4分析波长的优化根据看到的相关文献25-28,在进行对溴氰菊酯的测定时的波长分布较广,因此对一定范围内的所有波长进行了测定分析,来找出峰出的最好的一个波长。进行测定的波长为210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm。根据得到的图可以判断出在220nm波长的分析条件下,分离效果最好,得到的峰最好,最明显。因此确定220nm作为检测波长。3.2 仪器条件优化在进行操作仪器时,应先开启主机,然后开启仪器的运行部分,开机后仪器进行自检,在3.1中选取的条件下进行走基线,只有在基线是在一条直线上时才可开始对试样进行检测。在流动相更换或者添加流动相后,要进行排气这一步骤。如果不进行排气则会对机器有损坏,也可使数据不平稳,因此排气是必须的。3.3标准曲线优化在进行标准曲线的浓度选取时,首先对小浓度的标准曲线进行测定,选取的标准曲线浓度为0.05mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L。但测定结果中前两个浓度几乎没有峰值,最大浓度1.0 mg/L的峰形也很小,因此加大了整个标准曲线的浓度。将曲线浓度改为0. 5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L的大浓度曲线,从试验结果看出所有峰形良好,且有很好线性,因此采用后面一组进行实验。3.4标准曲线的绘制将实验中用100mgL-1的溴氰菊酯标准溶液配置的0.0 mgL-1、0.5 mgL-1、1.0 mgL-1、2.0 mgL-1、5.0 mgL-1、10.0 mgL-1的试样在已经优化好的色谱条件下对其进行分析测定,测定结果见图3.1-图3.5。以下为以上浓度进入色谱仪在确定的色谱条件下分析得到的色谱图。图3.1溴氰菊酯溶液0.5 mgL-1色谱图图3.2溴氰菊酯溶液1.0 mgL-1色谱图图3.3溴氰菊酯溶液2.0 mgL-1色谱图图3.4溴氰菊酯溶液5.0 mgL-1色谱图图3.5溴氰菊酯溶液10.0 mgL-1色谱图根据图3.1-图3.5,可以根据峰高和峰面积随浓度变化而确定出峰时间,从而得到相关数据(见表3.1)。表3.1 溴氰菊酯标准曲线出峰数据浓度(c/mgL-1)蜂高(h)峰面积(m)出峰时间(t/min)00.51.02.05.010.000.731.73.38.517.305.613.930.372.2139.7/4.714.714.704.704.70 根据以上所测得的数据以溴氰菊酯浓度为横坐标,以溴氰菊酯峰面积为纵坐标可作出图表(见图3.6)图3.6 溴氰菊酯标准曲线根据标准曲线可得出线性回归方程为: y=14.047x+0.3036 (3-1)由图3.6可知R2=0.9993则相关系数r=0.99960.999。方程线性关系良好,由此可推出该方程可用。3.5实验数据处理与分析在进行数据处理时主要是对处理得到的回收率进行分析判断,而回收率的计算公式如下: 回收率=c2/c1100% (3-2)式中: c1氮吹浓缩后的理论浓度,mg/L c2氮吹浓缩后的实际浓度(可由线性回归方程3-1求出),mg/L实验分别对在水中浓度为0.005mg/L、0.05mg/L 的两浓度分别进行萃取回收实验,即在最后定容浓度的理论值是0.5mg/L、5mg/L。首先是将加入萃取剂的量、萃取时间确定在萃取剂8ml,萃取时间5min。通过改变加入氯化钠的量,对加入不同氯化钠量的试样进行萃取,浓缩定容后在仪器上测得的数据见表3.2、表3.3。表3.2 水中浓度为0.005mg/L时改变氯化钠量的测定数据 氯化钠量(m/g)81015峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)3.80.50.24949.784.50.50.29959.744.00.50.26352.62表3.3 水中浓度为0.05mg/L时改变氯化钠量的测定数据氯化钠量(m/g)81015峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)42.352.99059.7946.753.30266.0640.252.84056.80根据表3.2,表3.3中的数据以回收率和加入氯化钠量的关系可以做出如图3.7。图3.7 改变加入氯化钠量时两浓度的回收率条形图 从图3.7可以看出在保证萃取剂量在8ml,萃取时间在5min的前提下,无论溴氰菊酯浓度是0.005mg/L还是0.05mg/L,加入的氯化钠量为8g和15g的萃取效率没有加入10g的萃取效率高。由此可见加入的氯化钠量在一定范围内会有萃取效率的峰值,超过这一峰值或者低于这一峰值都会对萃取效率有影响,并且高浓度的试样的萃取率大于低浓度试样。根据此次试验的加入氯化钠的三个量,可以确定在加入10g氯化钠时萃取率最优。因此后面的实验可将萃取条件加入氯化钠量确定为加入10g。 然后是将加入的氯化钠量和萃取时间确定,改变加入萃取剂正己烷的量,测得的数据见表3.4、表3.5。表3.4 水中浓度为0.005mg/L时改变正己烷量的测定数据正己烷量(V/ml)81015峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)3.70.50.24248.364.70.50.31362.6040.50.26352.63表3.5 水中浓度为0.05mg/L时改变正己烷量的测定数据正己烷量(V/ml)81015峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)47.553.36067.2053.453.78075.6045.253.19663.92 根据表3.4,表3.5中数据,可知只有正己烷不同,而加入正己烷不同,可致回收率也不同,可以用正己烷的变化和回收率得出如图3.8。图3.8 改变正己烷量两浓度的回收率条形图从图3.8中可以很明显得看出在保证加入氯化钠量为10g,萃取时间在5min的前提下,当加入正己烷的量为10ml时,萃取效率明显高于加入正己烷量为8ml和15ml时的萃取效率。可见在8ml15ml间有一可以使萃取效率达到最高的正己烷加入量,当高于或者低于这一加入量时都会减小萃取效率。从实验数据可以看出无论是高浓度还是低浓度三个量的最优点都为10ml正己烷量,且高浓度回收率高于低浓度的。则接下来的实验将在确定的最优条件下进行,即加入氯化钠量为10g,加入正己烷10ml。最后将加入的氯化钠量和加入的正己烷量确定,将萃取时间分3min、5min、7min进行测定,测得的数据见表3.6、表3.7。表3.6 水中浓度为0.005mg/L时改变萃取时间的测定数据萃取时间(t/min)357峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)3.90.50.25651.214.90.50.32765.444.60.50.30661.17表3.7 水中浓度为0.05mg/L时改变萃取时间的测定数据萃取时间(t/min)357峰面积理论值(c1/mgL-1)测得值(c2/mgL-1)回收率(%)46.353.27465.4958.954.17183.4250.253.55271.04根据表3.6,表3.7可以以改变的萃取时间和回收率来做出图3.9。图3.9 仅改变萃取时间时两浓度的回收率条形图从图3.9可以很清晰的看出在保证加入氯化钠为10g,正己烷量为10ml的情况下。萃取时间在5分钟时的萃取效率明显高于萃取时间为3min和7min时的萃取效率,由此可见萃取时间过高,过低都会对萃取效率有影响。并且不管哪个时间,高浓度的萃取效率都要高于低浓度。从两个浓度所做的实验数据对比可以清晰看出,当其他量都确定时,萃取时间为5min时最佳,最适合液液萃取使用。通过以上改变条件的实验,在第一阶段时通过改变加入氯化钠量的实验确定了加入氯化钠量为10g时效果最佳,在第二阶段通过改变加入萃取剂正己烷的量的实验确定了加萃取剂为10ml时萃取效率最高。第三阶段实验改变了萃取时间即在震荡器上的震荡时间确定了在萃取时间为5分钟时效率最高。并且对不同浓度来说都是一样的,相对来说小浓度的实验更具有说服力,因为生活污水中的含量是微小的。从三个阶段得到的结果可以得出溴氰菊酯在进行液相色谱仪测定前处理时的最佳条件为,加入氯化钠10g,加入萃取剂正己烷量10ml、萃取时间为5min。在此条件下萃取效率最高。结 论本文介绍了溴氰菊酯的特点、来源等信息。并通过对近年来溴氰菊酯的测定方法分析,确定了本实验采用的高效液相色谱法,还对相关原理及液相色谱仪进行了介绍与分析。试验中改变液液萃取中的几个条件,通过对萃取液的分析,计算出回收率,判断出哪一组条件最好。实验主要得到了下面的几条结果:(1)对配制的标准曲线系列浓度进行测定,通过数据处理可得到线性良好的线性回归方程y=14.047x+0.3036,其相关系数r=0.99960.999。 (2)实验通过先改变加入氯化钠量分别为8g、10g、15g,其它量确定,确定加入氯化钠量为10g时回收率最高。(3)改变加入萃取剂正己烷的量分别为8ml、10ml、15ml,其它量确定,得出在加入萃取剂为10ml时回收率最高。(4)改变萃取时间分别为3min、5min、7min,其它量不变,判断出在萃取时间为5min时萃取效率最高。(5)最后得出结论无论是高浓度还是低浓度在加入氯化钠量为10g,加入萃取剂为10ml,萃取时间为5min时,萃取效率最高,回收率最高,此条件为最优条件。(6)整个实验虽得到最后结果,但从实验数据中不难看出,小浓度的溴氰菊酯回收率并不高,最高也才刚刚超过60%,而生活中的溴氰菊酯含量很少,因此在进行溴氰菊酯的测定时,我认为液液萃取是否适合用于溴氰菊酯的前处理工作有待讨论。参考文献1王箴.化工辞典M.北京:化学工业出版社,2001:1015.2中国环境科学研究院.水质基准的理论与方法学导论M.北京:科学出版社,2010,11(1):147.3 耿文奎,杨玉英.溴氰菊酯毒性研究现状J.广西预防医学,1996,2(5):308-310.4 张秀玲.中国农产品农药残留成因与影响研究D.江南大学,2013.5Okadu T,Uno M ,Nozawom .Tanigawak.Studies Pyrethroids inseceicide.ECD gas chromat ographic determinatiaon of pyreth roid insecticide in grainJ. 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