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1、高效液相色谱在废水处理中的应用摘 要：高效液相色谱HPLC分析法检出限低,灵敏度高。文中介绍了该技术的组成、基本原理、特点,及其在测定废水产品中的氯酚类、氯代硝基苯类和芳香烃类等化合物含量的应用。关键词：高效液相色谱HPLC；废水；测定；应用Application of High Performance Liquid Chromatography in Wastewater TreatmentAbstract：High performance liquid chromatographyHPLChas potential application prospect in wastewater in
2、dustry with high sensitivity and low detection limits.This paper introduces the composition,basic principle and characteristic.They are widely used in determination of chlorophenols, chloronitrobenzene and aromatic hydrocarbons in wastewater.Key Words：High performance liquid chromatography；wastewate
3、r；determination； application6 / 61. 引言 液相色谱法是指流动相为液体的色谱分析技术。早期的液相色谱法即为经典液相色谱法,通常利用大直径的玻璃管柱在室温和常压下,因液面位置不同而产生的压差输送流动相。该方法分离效能低,所需时间长。20世纪60年代后期,在该法的基础上,引入了气相色谱理论。它通过采用高压泵输送流动相,减小、均匀固定相填料颗粒,提高柱效,加快分析速度,从而提高分离效率。人们称此种分析技术为高效液相色谱法、高压液相色谱法或现代液相色谱法。高效液相色谱法除具有高压、高效、高速、高灵敏度和高分辨率等特点外,还特别适用于分离或分析沸点高、热稳定性差、相对分
4、子质量大的有机物,而且样品经过色谱柱后不会被破坏,可收集单一组分,这些都是常用气相色谱分析技术无法实现的1。2.高效液相色谱的组成及工作原理高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数,在两相中作相对运动时,经过反复多次的吸附-解吸的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来2。高效液相色谱是目前应用最多的色谱分析方法,高效液相色
5、谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成,其整体组成类似于气相色谱,但是针对其流动相为液体的特点作出很多调整。HPLC的输液泵要求输液量恒定平稳；进样系统要求进样便利切换严密；由于液体流动相粘度远远高于气体,为了减低柱压高效液相色谱的色谱柱一般比较粗,长度也远小于气相色谱柱。HPLC应用非常广泛,几乎遍及定量定性分析的各个领域。 作为一种有效的分离分析技术,液相色谱法可用于复杂样品的分离分析。其原理是待测混合物中各组分的物理和化学性质存在差异,它们会不同程度地分配在两个互不相溶的相中；当两相发生相对运动时,各组分在两相中反复多次重新分配,使混合物得到分离。两相中固定的
6、一相称为固定相,移动的一相称为流动相3。其中,流动相不仅运载被分离的样品,而且还有选择性分离的作用。液相色谱按分离机理,可分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和空间排阻色谱等；按使用的固定相和流动相的极性大小,又可分为正相色谱和反相色谱1。3. 高效液相色谱在废水处理中的应用环境污染已成为影响人类生存和可持续发展的全球性问题。随着工业的迅猛发展,水环境污染问题也日趋严重,给人类的健康带来严重的危险。废水中的有机物始终是造成水污染最重要的污染物,许多难降解有机污染物毒性大,难生物降解,在自然界中存在的时间长,易在生物体滞留,从而导致人和动物癌变、畸变及雌性化。本文就高效液相色谱分析技术在检测一些
7、被列入监控围的有害物质的应用方面,进行简要的介绍。3.1 氯酚类化合物的检测氯酚类化合物是环境中重要的污染物,其中2,4二氯苯酚、2,4,6一三氯苯酚和五氯苯酚己被我国列为水体中优先控制污染物。氯酚类化合物被广泛用作木材的防腐剂、防锈剂、除草剂、杀菌剂和造纸等工业中,并具有恶臭、异味、高毒性和较强的致癌、致畸、致突变的作用,化学稳定性和热稳定性高,不易被分解或生物降解；容易通过食物链在生物体富集,严重的威胁着自然环境和人类健康。在亚洲、非洲和南美洲还用于血吸虫病的防治,其中2,4-二氯苯酚和2,4,5一三氯苯酚还大量用于农药,2,4D和2,4,5T的生产。氯酚类芳香族化合物是其中的典型代表,由
8、于其本身芳环结构和氯代原子的存在而具有很强的毒性和抗降解能力。采用高效液相色谱技术可以对其组分进行测定。进英3采用直接进样,4CP浓度由高效液相色谱测定,进样量为20L,流动相为甲醇/水,体积比为5:3,流速为0.8mL/min,紫外吸收检测波长为280nm,柱温为30。此检测条件下,4CP的保留时间为 6.78min,见图3.1。采用外标法定量,图3.2为4CP高效液相色谱的标准曲线。图3.1 4CP的高效液相色谱图 图3.2 在280n的液相色谱标准曲线付冬梅4采用加入醋酸的水和乙腈作为流动相,进样量为50L,流速为,1.0mL/min,紫外吸收检测波长为290nm。为了能够最大限度地将各
9、种降解产物分开,HPLC的分析条件选择流动相梯度方式。此检测条件下,对三氯苯酚TCP标准溶液进行分析得,TCP的大概保留时间为37min,TCP 的拟合曲线为 y = 12593x + 7882.2,R2= 0.9995,检出下限0.25mg/L。3.2 氯代硝基苯类化合物的检测氯代硝基苯是一类含氯含硝基的芳香烃类化合物,广泛应用于染料、颜料、医药、农药、等领域。氯代硝基苯是一类典型的具有三致效应和遗传毒性的化合物,美国EPA、欧洲共同体及我国先后将其列为优先控制的持久性有毒难降解有机物。炳志5采用高效液相色HPLC谱法测定CINBs、pCBA等浓度,ZorbaxSB-C18 ,流动相甲醇/水
10、,流速为1.0ml/min,检测波长254nm,进样体积10L,柱温30。外标法定量,对系列浓度水溶液进行加标回收率测定,回收率在94%103%之间。对pCINB的臭氧化产物定量分析,采用固相萃取技术进行样品的浓缩。SPE小柱使用前依次用10ml甲醇MtBE混合液、6ml甲醇和6ml去离子水进行活化；接着臭氧化后的水样 150ml酸化后调节pH至2.0,以10ml/min的流速通过固相萃取小柱；最后SPE小柱在微弱的氮气流中吹干,用两份3ml的甲醇从甲醇MtBE混合液进行洗脱,洗脱的有机相氮吹定容至 0.1ml,然后用HPLC进行分析。为了评价此方法的回收率,取浓度约为50g/l的六种苯酚混合
11、液按照上述步骤进行回收率测试。实验测定的回收率介于80%105%之间,标准偏差2%。3.3 芳香烃类化合物的检测苯酚,苯胺和硝基苯是化工生产中重要的原材料,常用于医药和染料制造业,但对环境有严重危害,对水体和大气可造成污染,并且难于生物降解。付冬梅4采用自动进样,用高效液相色谱仪Waters 2690-996二极管阵列检测器分析苯酚,苯胺和硝基苯的含量,采用 Kromasil C18色谱柱 。流动相为甲醇:水= 40:60 。苯酚,苯胺和硝基苯的检测波长分别为 270 nm,280 nm和 265 nm。得到苯酚,苯胺和硝基苯的HPLC的标准曲线,表1。表1 苯酚,苯胺和硝基苯的回归方程回归方
12、程相关系数R2苯酚 y = 26737x245570.9997苯胺 y = 19049x434990.9997硝基苯 y = 34579x73940.99954.结论综上所述,当前HPLC技术正趋于较为完善阶段,并取得了举世瞩目的进展,在废水处理领域得到了广泛应用,为分析废水多数有机污染物,有毒物质,监测环境质量开辟了广阔的前景。而伴随着各种新型检测器6 陆续研制成功并投放市场, 环境分析中的液相色谱技术也将有一个全新的发展。据了解很多国家都在进一步投注于缩短高效液相色谱的分析时间,提高它的分析效率上,并逐步向自动化、智能化及质谱联用技术上发展。那在不久的将来,伴随液相色谱技术的提高,应用的扩展,对环境的监督力度势必有很大提高。所以人们生活环境的质量也将会有一个全新的状态,并将向更健康的生活状态中发展。参考文献1如,红伟.现代分析测试技术在印染行业的应用液-质联用分析技术J,印染,20074：42452庞叔薇,徐晓白等.大学化学20XX第01期3进英.零价铁/过硫酸钠体系产生硫酸根自由基氧化降解氯酚的研究D.：理工大学,20104炳志.臭氧氧化处理含氯代硝基苯类废水机理及其强化生物降解性的研究D.：大学,20105付冬梅.高级氧化技术处理难降解有机废水的研究D.：中国科学院研究生院,20056邹汉法,玉奎,卢佩章高效液相色谱法M：科学,2001,125：381399
高效液相色谱在废水处理中的应用现代分析测试技术
