土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱质谱法(HJ 805).doc
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1、中华人民共和国国家环境保护标准HJ 805-2016土壤和沉积物多环芳烃的测定气相色谱-质谱法Soil and Sediment - Determination of polycyclic aromatichydrocarbon by Gas chromatography-Mass Spectrometry Method(发布稿)本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2016-06-24发布2016-08-01 实施环境 保护部发布目次前言ii1 适用范围12 规范性引用文件13 方法原理14 试剂和材料15 仪器和设备36 样品37 分析步骤58 结果计算与表示79
2、 精密度和准确度910 质量保证和质量控制911 废物处理912注意事项10附录A (规范性附录)方法的检出限和测定下限11附录B (资料性附录)目标化合物的测定参考参数12附录C (资料性附录)方法的精密度和准确度13刖 言为贯彻中华人民共和国环境保护法,保护环境,保障人体健康,规范土壤和沉积物中 多环芳烃的测定方法,制定本标准。本标准规定了测定土壤和沉积物中16种多环芳烃的气相色谱-质谱法。本标准为首次发布。本标准的附录A为规范性附录,附录B和附录C为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位:河南省环境监测中心。本标准验证单位:河南省环境科学研究院、新乡市环境监
3、测站、郑州市环境监测站、开 封市环境监测站、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、河南省环境监测中心。本标准环境保护部2016年6月24日批准。本标准自2016年8月1日起实施。本标准由环境保护部解释。土壤和沉积物多环芳烃的测定气相色谱-质谱法警告:实验中所用有机溶剂和标准物质为有毒有害物质,标准溶液配制及样品前处理过程应在通 风橱中进行;操作时应按规定佩戴防护器具,避免直接接触皮肤和衣物。1适用范围本标准规定了测定土壤和沉积物中多环芳烃的气相色谱-质谱法。本标准适用于土壤和沉积物中16种多环芳烃的测定,目标物包括:萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、 荧蒽、芘、苯并(a)蒽、窟、苯并(b)荧蒽、苯并(
4、k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯 并(g,h,i)苝和茚并(1,2,3,-c,d)芘。当取样量为20.0 g,浓缩后定容体积为1.0 ml时,采用全扫描方式测定,目标物的方法检出限为 0.08 mg/kg0.17 mg/kg,测定下限为 0.32 mg/kg0.68 mg/kg。详见附录 A。2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。GB 17378.3海洋监测规范第3部分:样品采集、贮存与运输GB 17378.5海洋监测规范第5部分:沉积物分析HJ613土壤干物质和水分的测定重量法HJ/T 166土壤环境监测技术规范
5、HJ783土壤和沉积物有机物的提取加压流体萃取法3方法原理土壤或沉积物中的多环芳烃采用适合的萃取方法(索氏提取、加压流体萃取等)提取,根据样品基 体干扰情况选择合适的净化方法(铜粉脱硫、硅胶层析柱、硅酸镁小柱或凝胶渗透色谱)对提取液净化、 浓缩、定容,经气相色谱分离、质谱检测。通过与标准物质质谱图、保留时间、碎片离子质荷比及其丰 度比较进行定性,内标法定量。4 试剂和材料除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。实验用水为新制备的超纯水或蒸馏水。 4.1丙酮(C3H6O):农残级。4.2正己焼(C6Hi4):农残级。4.3二氯甲烷(CH2CI2):农残级。4.4乙酸乙酯(C4H82)
6、:农残级。4.5戊烷(C5H12):农残级。4.6环己烷(C6H12):农残级。4.7丙酮-正己烷混合溶剂:1+1。用正己烷(4.2)和丙酮(4.1)按1:1体积比混合。4.8二氯甲烷-戊烷混合溶剂:2+3用二氯甲烷(4.3)和戊烷(4.5)按2:3体积比混合。4.9二氯甲烷-正己烷混合溶剂:1+9用二氯甲烷(4.3)和正己烷(4.2)按1:9体积比混合。4.10凝胶渗透色谱流动相:乙酸乙酯(4.4)-环己烷(4.6)混合溶剂(1+1),或按仪器说明书配制其 他溶剂体系。4.11 硝酸: (HN3) =1.42g/ml,优级纯。4.12硝酸溶液:1+1 (v/v),用硝酸(4.11)配制。4.
7、13铜粉(Cu):纯度为99.5%使用前用硝酸溶液(4.12)去除铜粉表面的氧化物,用实验用水冲洗除酸,并用丙酮(4.1)清洗 后,用氮气吹干待用,每次临用前处理,保持铜粉表面光亮。4.14多环芳烃标准贮备液:=1000 mg/L5000 mg/L,市售有证标准溶液。4.15多环芳经标准中间液:=200卩g/ml500卩g/ml用丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)稀释多环芳烃标准贮备液(4.14)。4.16 内标贮备液:o=5000mg/L萘-d8、苊-d1Q、菲-d1Q、窟-d12和花-d12,市售有证标准溶液。亦可选用其他性质相近的半挥发性 有机物做内标。4.17内标中间液:=200卩g/ml
8、400卩g/ml用丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)稀释内标贮备液(4.16)。4.18替代物贮备液:=2000mg/L4000mg/L,市售有证标准溶液。2-氟联苯和对三联苯-dl4;亦可选用氘代多环芳烃做替代物。4.19替代物中间液:严500昭/ml用丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)稀释替代物贮备液(4.18)。4.20十氟三苯基膦(DFTPP): 0=50以8几,市售标准溶液。亦可采购较高浓度DFTPP标准溶液,用 二氯甲烷(4.3)稀释成50 mg/L。4.21凝胶渗透色谱校准溶液:含有玉米油(25 mg/ml)邻苯二甲酸二(2-二乙基己基)酯(1mg/ml) 甲氧滴滴涕(200mg/L)苝
9、(20mg/L)和硫(80mg/L)的混合溶液。市售。4.22干燥剂:优级纯无水硫酸钠(Na2S4)或粒状硅藻土。置于马弗炉中400C烘4 h,冷却后装入磨口玻璃瓶中密封,于干燥器中保存。4.23硅胶吸附剂:75 pm (200目)150 pm (100目)置于表面皿中,以铝箔或锡纸轻覆,130C活化至少16h,取出放入干燥器中冷却、待用。临用前 活化。4.24玻璃层析柱:内径20 mm左右,长10 cm20 cm,具聚四氟乙烯活塞。4.25硅酸镁净化小柱:填料为硅酸镁,1000 mg,柱体积为6 ml。4.26 石英砂:150 pm (100 目)830 pm (20 目)置于马弗炉中400
10、C烘4 h,冷却后装入磨口玻璃瓶中密封保存。4.27玻璃棉或玻璃纤维滤膜:使用前用二氯甲烷(4.3)浸洗,待二氯甲烷(4.3)挥发干后,贮于磨口 玻璃瓶中密封保存。4.28载气:高纯氦气,纯度为99.999%以上。5仪器和设备5.1气相色谱/质谱仪:电子轰击(EI)电离源。5.2色谱柱:石英毛细管柱,长30 m,内径0.25 mm,膜厚0.25哗,固定相为5%-苯基-甲基聚硅氧烷,或其他等效的毛细管色谱柱。5.3提取装置:索氏提取或加压流体萃取仪等性能相当的设备。5.4凝胶渗透色谱仪(GPC):具254 nm固定波长紫外检测器,填充凝胶填料的净化柱。5.5浓缩装置:旋转蒸发仪、氮吹仪或其他同等
11、性能的设备。5.6真空冷冻干燥仪:空载真空度达13 Pa以下。5.7固相萃取装置。5.8 般实验室常用仪器和设备。6 样品6.1样品的采集与保存土壤样品按照HJ/T 166的相关要求采集和保存,沉积物样品按照GB 17378.3的相关要求采集和 保存。样品应于洁净的磨口棕色玻璃瓶中保存。运输过程中应密封、避光、4C以下冷藏。若不能及时 分析,应于4C以下冷藏、避光、密封保存,保存时间为10天。6.2水分的测定土壤样品干物质含量测定按照HJ 613执行,沉积物样品含水率测定按照GB 17378.5执行。6.3试样的制备 6.3.1样品准备将所采土壤或沉积物样品置于搪瓷或玻璃托盘中,除去枝棒、叶片
12、、石子等异物,充分混匀。称 取20 g (精确至0.01 g)新鲜样品进行脱水,加入适量无水硫酸钠(4.22),掺拌均匀,研磨成细粒状。 如果使用加压流体萃取,则用粒状硅藻土(4.22)代替无水硫酸钠(4.22)脱水研磨。注1:也可采用真空冷冻干燥仪(5.6)对样品进行脱水,将冷冻后的样品进行充分研磨、均化成1mm左右的细小 颗粒。详细步骤按照HJ 783执行。6.3.2提取6.3.2.1提取方法可选择索氏提取、加压流体萃取等方法。索氏提取:在制备好的土壤或沉积物样品中加入80.0 W替代物中间液(4.19),将全部样品小心 转入纸质套筒中,将纸质套筒置于索氏提取器回流管中,在圆底溶剂瓶中加入
13、100ml丙酮-正己烷混 合溶剂(4.7),提取16 h18 h,回流速度控制在每小时4次6次。收集提取液。加压流体萃取按照HJ 783执行。6.3.2.2如果提取液(6.3.2.1)存在明显水分,需要过滤和脱水。在玻璃漏斗上垫一层玻璃棉或玻璃纤维滤膜(4.27),加入约5 g无水硫酸钠(4.22),将提取液过滤至浓缩器皿中。再用少量丙酮-正己烷 混合溶剂(4.7)洗涤提取容器3次,洗涤液并入漏斗中过滤,最后再用少量丙酮-正己烷混合溶剂(4.7) 冲洗漏斗,全部收集至浓缩器皿中,待浓缩。6.3.3浓缩浓缩方法推荐使用以下两种方式。6.3.3.1 氮吹浓缩开启氮气至溶剂表面有气流波动(避免形成气
14、涡)为宜,用正己烷(4.2)多次洗涤氮吹过程中己 露出的浓缩器管壁。若不需净化,直接浓缩至约0.5 ml,加入适量内标中间液(4.17)使其内标浓度 和校准曲线中内标浓度保持一致,并用丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)定容至1.0ml,待测。若需净化,直接将提取液(6.3.2)浓缩至约2 ml。当选用凝胶渗透色谱法时,继续加入约5 ml 凝胶渗透色谱流动相(4.10)进行溶剂转换,再浓缩至约2 ml,待净化;当选用硅胶层析柱净化时, 继续加入约4 ml环己烷(4.6)进行溶剂转换,再浓缩至约2 ml,待净化;当选用硅酸镁净化小柱净 化时,直接按照不需净化的相同步骤浓缩至约2 ml,待净化。6.3.
15、3.2旋转蒸发浓缩根据仪器说明书设定加热温度条件,若不需净化,将提取液浓缩至约2 ml,用一次性滴管将浓缩 液转移至具刻度浓缩器皿,并用少量丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)将旋转蒸发瓶底部冲洗2次,合并 全部的浓缩液,再用氮吹浓缩至约0.5 ml,加入适量内标中间液(4.17)使其内标浓度和校准曲线中 内标浓度保持一致,并用丙酮-正己烷混合溶剂(4.7)定容至1.0 ml,待测。若需净化,直接将提取液(6.3.2)浓缩至约2 ml,并全量转移至具刻度浓缩器皿。当选用凝胶渗 透色谱法时,继续加入约5 ml凝胶渗透色谱流动相(4.10)进行溶剂转换,再浓缩至约2 ml,待净化; 当选用硅胶层析柱净化
16、时,继续加入约4 ml环己烷(4.6)进行溶剂转换,再浓缩至约2 ml,待净化; 当选用硅酸镁净化小柱净化时,直接按照不需净化的相同步骤浓缩至约2 ml,待净化。6.3.4脱硫浓缩后的提取液(6.3.3)颜色较深时,须进行脱硫。在制备好的硅胶层析柱或活化后的固相萃取 柱上端加入约2g铜粉(4.13),待净化(6.3.5.1或6.3.5.2),使提取液(6.3.3)浸润在柱上端的铜粉中 进行脱硫。若使用凝胶渗透色谱净化(6.3.5.3),可省略脱硫步骤。6.3.5净化本方法推荐使用硅胶层析柱、硅酸镁净化小柱和凝胶渗透色谱3种净化方式。6.3.5.1 硅胶层析柱净化 (1)硅胶层析柱制备在玻璃层析
17、柱(4.24)底部填入玻璃棉(4.27),依次加入约1.5 cm厚的无水硫酸钠(4.22)和10 g硅胶吸附剂(4.23),轻敲层析柱壁,使硅胶吸附剂(4.23)填充均匀。在硅胶吸附剂上端加入约1.5 cm厚的无水硫酸钠(4.22)。加入适量二氯甲烷(4.3)淋洗,轻敲层析柱壁,赶出气泡,使硅胶填实, 保持填料充满二氯甲烷(4.3),关闭活塞,浸泡填料至少10min,放出二氯甲烷(4.3),继续慢慢加 入正己烷(4.2) 30 ml60 ml淋洗,当上端无水硫酸钠层恰好暴露于空气之前,关闭活塞待用。(2)净化用40 ml戊焼(4.5)预淋洗制备好的桂胶层析柱,淋洗速度控制在2 ml/min,在
18、上端无水硫酸钠 (4.22)或脱硫铜粉(4.13)层暴露于空气之前,关闭层析柱活塞,弃去淋洗液。将浓缩后的提取液(6.3.3) 转至硅胶层析柱,用2 ml环己烷(4.6)分3次清洗浓缩器,全部移入层析柱(若须脱硫,应将此溶 液浸没在铜粉中约5分钟),打开活塞,缓缓加入25 ml戊烷(4.5)洗脱,弃去此部分戊烷淋洗液。另用25 ml二氯甲烷-戊烷混合溶剂(4.8)洗脱,并全部收集此洗脱液,待再次浓缩(6.3.6)。 6.3.5.2硅酸镁净化小柱将硅酸镁净化小柱(4.25)固定在固相萃取装置(5.7)上,用4ml二氯甲烷(4.3)淋洗净化小 柱,加入5 ml正己烷(4.2)待柱充满后关闭流速控制
19、阀浸润5 min,缓慢打开控制阀,继续加入5 ml 正己烷(4.2),在填料暴露于空气之前,关闭控制阀,弃去流出液。将浓缩后的提取液(6.3.3)转移 至小柱中,用2 ml正己烷(4.2)分三次洗涤浓缩器皿,洗液全部转入小柱中(若须脱硫,应将此溶 液浸没在铜粉中约5分钟)。缓慢打开控制阀,在填料或铜粉暴露于空气之前关闭控制阀,加入5 ml 二氯甲烷-正己烷混合溶剂(4.9)进行洗脱,缓慢打开控制阀待洗脱液浸满净化柱后关闭控制阀,浸 润2 min,缓缓打开控制阀,继续加入5 ml二氯甲烷-正己烷混合溶剂(4.9),并收集全部洗脱液,待 再次浓缩(6.3.6)。6.3.5.3凝胶渗透色谱净化(1)
20、 凝胶渗透色谱柱的校准按照仪器说明书对凝胶渗透色谱(GPC)柱进行校准,GPC校准液(4.21)得到的色谱峰应满足 以下条件:所有峰形均匀对称;玉米油和邻苯二甲酸二(2-二乙基己基)酯的色谱峰之间分辨率大于 85%;邻苯二甲酸二(2-二乙基己基)酯和甲氧滴滴涕的色谱峰之间分辨率大于85%;甲氧滴滴涕和 苝的色谱峰之间分辨率大于85%;苝和硫的色谱峰不能饱和,基线分离大于90%。多环芳烃的收集时间限定在玉米油出峰后至硫出峰前,苝的色谱峰出现后,立即停止收集。(2) 净化配制一个校准曲线中间点浓度的多环芳烃混合标准溶液,按照校准时确定的收集时间,将混合标 准溶液全部通过净化柱,根据多环芳烃混合标准
21、溶液出峰时间,再次调整收集时间。按照调整后的收 集时间,再次将该中间点浓度的混合标准溶液通过净化柱,测定其回收率,当目标物(除苊烯外)回 收率均大于90%时,即可按此条件净化样品,否则需继续调整。将浓缩后的提取液(6.3.3),用GPC的流动相(4.10)定容至GPC定量环需要的体积,按照确定 后的净化条件自动净化、收集流出液,待再次浓缩(6.3.6)。6.3.6浓缩、加内标净化后的试液(6.3.5)再次按照氮吹浓缩或旋转蒸发浓缩(6.3.3)的步骤进行浓缩、加入适量内 标中间液(4.17),并定谷至1.0 ml,混匀后转移至2 ml样品瓶中,待测。6.4空白试样的制备用石英砂(4.26)代替
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