黃燕新
(肇慶高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站,廣東 肇慶 526238)
丙烯酰胺是一種白色晶體化學物質,是國際腫瘤研究機構(IARC)認定的2A類致癌物。丙烯酰胺可通過飲水被人體吸收而對人體的神經系統(tǒng)造成傷害,因此其定性、定量分析方法的可靠性與人體的健康評價直接相關。目前水中丙烯酰胺的分析方法報道較多,主要有液質聯(lián)用、氣質聯(lián)用等方法,這些方法對儀器的要求較高,不利于在普通實驗室推廣。
筆者經改進EPA8032A方法,在pH1~2條件下,丙烯酰胺與新制溴加成反應,生成2,3一二溴丙酰胺,以甲基丙烯酰胺作內標,經乙酸乙酯萃取,以氣相色譜一微池電子捕獲檢測器測定。該方法對儀器要求不高,適合在普通實驗室推廣,精密度和準確度均符合要求,可用于水和廢水中丙烯酰胺的測定。
氣相色譜儀:Agilent 6890N型,μECD檢測器;
電子天平:AG204型,精確到0.1mg;
水浴氮吹儀:DN一24A型;
丙烯酰胺標準貯備溶液:100mg/L,稱取0.0100g丙烯酰胺溶于100ml水中;
硫酸(1+9):優(yōu)級純;
溴酸鉀溶液:0.1 mol/L,稱取 1.67g 優(yōu)級純溴酸鉀,用純水溶解并稀釋至100ml;
硫代硫酸鈉溶液:l mol/L,稱取 24.8 g級純硫代硫酸鈉,用純水溶解并稀釋100ml;
溴化鉀:優(yōu)級純;
乙酸乙酯:分析純,重蒸餾;
無水硫酸鈉:分析純,400℃灼燒2h;
2,3一二溴丙酰胺(乙酸乙酯中)標準溶液:100g/ml;
甲基丙烯酰胺標準品:99.5%。
色譜柱:HP-5石英毛細管柱 (30mm×0.32mm,0.25m);
進樣口溫度:225℃;
分流進樣,分流比為10:1;
柱箱溫度:初始溫度 130°,保持 3min,以25℃/min的速率升至 170℃,保持5min;
檢測器溫度:210℃;
色譜柱流速:1.0ml/min(恒流模式)。
量取100ml水樣置于250ml碘量瓶中,加入6.0ml硫酸溶液、10ml 10mg/L甲基丙烯酰胺混勻,置于4℃冰箱中保存30min。從冰箱中取出試樣加入15g溴化鉀,溶解后加入10ml溴酸鉀溶液,混勻(試樣呈鮮亮的黃色),于冰箱中靜置30min。從冰箱中取出試樣加入1.0ml硫代硫酸鈉溶液,移人250ml分液漏斗中(試樣由黃色變成無色),分別用20ml乙酸乙酯萃取2次,每次振搖2min,合并萃取液于100ml三角瓶中,加入15g無水硫酸鈉,脫水2h。將上述乙酸乙酯用液氮吹濃縮至5ml左右,轉移濃縮液至10ml容量瓶中,再用少量乙酸乙酯洗滌濃縮瓶2~3次,洗滌液一并轉入容量瓶中,用乙酸乙酯定容至10ml。
由于氣相色譜的檢測器對丙烯酰胺不響應,所以常將丙烯酰胺的烯鍵溴化加成后再進行測定。溴水和溴化氫的高揮發(fā)性和腐蝕性增加了前處理過程的難度和危險性??刂苝H值在1~2之間,用KBrO3和KBr在酸性介質中生成的溴進行溴化加成,反應條件相對溫和。在樣品中加入甲基丙烯酰胺作內標,便于衡量衍生化反應進行的程度,用20ml乙酸乙酯提取兩次,提取效率可達到97%以上。
圖1 丙烯酰胺經溴化衍生的色譜圖
實驗選擇了通用型HP一5石英毛細管柱(30m×0.32mm,0.25m),且在程序升溫條件下,10min內將2,3-二溴丙酰胺和干擾物有效地分離,且峰分離良好,色譜圖如圖1所示。經與2,3-二溴丙酰胺標準物質的色譜圖比對后,可確定丙烯酰胺經衍生化后的保留時間為4.13min,分析時間明顯縮短。
量取100ml純水置于6個250ml碘量瓶中,分別準確量取 0、2、5、10、50、100L 丙烯酰胺標準儲備溶液于6個碘量瓶中,混勻。按1.3實驗步驟進行樣品處理,濃縮后此標準溶液系列的濃度為 0、0.02、0.05、0.1、0.5、1.0mg/L(標準儲備液的體積忽略不計)。在1.2色譜條件下進樣分析,通過線性回歸,得到回歸方程為 A=3 872c 一 30.0,相關系數 r=0.9996。
表1 精密度試驗結果
以測定濃度為0.04mg/L的樣品進行逐級稀釋試驗,水中丙烯酰胺的檢出限(S/N=2)為0.04g/L。
表2 回收試驗結果
將加有丙烯酰胺的樣品平行測定6次,測定結果列于表1,由表1可見,測定結果的相對標準偏差為1.2%。
對100ml不含丙烯酰胺的水樣進行加標回收試驗,丙烯酰胺的加標濃度分別為4O、50、100mg/L,加標體積分別為 200、100、50μL,回收率計算結果如表2所示。
采用溴化衍生化的方法,具有靈敏度高,樣品提取簡單,,節(jié)省時間,色譜分離良好等特點。以甲基丙烯酰胺作內標物,通過測定衍生物2,3一二溴丙酰胺,繪制工作曲線,從而實現對水中丙烯酰胺的定量測定。程序升溫可以有效縮短2,3.二溴丙酰胺的出峰時間,且出峰情況良好。該方法檢出限為O.04g/L,加標回收率為9l%~98%,相對標準偏差為1.2%,符合水和廢水中丙烯酰胺的測定要求,且對儀器的要求不高,是實驗室測定方法的優(yōu)選方案。
[1]李麗萍,氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的方法改進[J].廣東化工,2010.06.25
[2]張宗祥,楊文武,陳軍.氣相色譜法測定水中丙烯酰胺[J].地質學刊,2009.06.28