HJ 1290-2023 土壤和沉积物 毒杀芬的测定 气相色谱-三重四极杆质谱法.docx

HJ 12902023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 准确度. 810 质量保证和质量控制.911废物处置. 10附录 A（资料性附录） 3 种指示性毒杀芬.11附录 B（资料性附录） 方法准确度.12iHJ 12902023土壤和沉积物毒杀芬的测定气相色谱-三重四极杆质谱法警告：实验中使用的有机溶剂和标准溶液为有毒有害物质，试剂配制和样品前处理过程应在通风橱内进行；操作时应按要求佩戴防护器具，避免吸入呼吸道或接触皮肤和衣物。1 适用范围本标准规定了测定土壤和沉积物中毒杀芬的气相色谱-三重四极杆质谱法。本标准适用于土壤和沉积物中 3 种指示性毒杀芬同类物 P26、P50 和 P62（参见附录 A）的测定。当取样量为 10.0 g，定容体积为 20 µl 时，3 种指示性毒杀芬方法检出限均为 0.003 µg/kg，测定下限均为 0.012 µg/kg。2 规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）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HJ/T 91地表水和污水监测技术规范HJ/T 166土壤环境监测技术规范HJ 494水质 采样技术指导HJ 495水质 采样方案设计技术规定HJ 613土壤 干物质和水分的测定 重量法HJ 783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毒杀芬目标化合物经有机溶剂提取、净化、浓缩、定容后，用气相色谱分离，三重四极杆质谱仪检测。根据保留时间和特征离子定性，同位素稀释内标法定量。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，实验用水为不含目标化合物的纯水。4.1 正己烷（C6H14）：农残级。4.2 二氯甲烷（CH2Cl2）：农残级。4.3 丙酮（C3H6O）：农残级。4.4 正己烷-丙酮混合溶剂。用正己烷（4.1）和丙酮（4.3）按 11 体积比混合。4.5甲苯（C7H8）：农残级。1HJ 129020234.6甲苯-正己烷混合溶剂。用甲苯（4.5）和正己烷（4.1）按 3565 体积比混合。4.7盐酸（HCl）：=1.19 g/ml，优级纯。4.8硫酸（H2SO4）：=1.84 g/ml，优级纯。4.9壬烷（C9H20）：农残级。4.10 盐酸溶液。用盐酸（4.7）和纯水按体积比 15 混合。4.11 毒杀芬标准贮备液：=2000 g/L。市售有证标准溶液，包括 P26、P50 和 P62，溶剂为壬烷，4 以下冷藏避光保存，保存期限参照标准溶液证书。4.12 毒杀芬标准使用溶液：=100 g/L。用甲苯（4.5）或壬烷（4.9）稀释毒杀芬标准贮备液（4.11），4 以下冷藏避光保存，保存时间为 6 个月。4.13 提取同位素内标贮备液：=2000 g/L。市售有证标准溶液，包括 13C10-P26、13C10-P50、13C10-P62，保存期限参照标准溶液证书；或用13C10-P26、13C10-P50、13C10-P62 标准溶液，以壬烷（4.9）为溶剂配制，4 以下冷藏避光保存，保存时间为 6 个月。4.14 提取同位素内标使用溶液：=200 g/L。用甲苯（4.5）或壬烷（4.9）稀释提取同位素内标贮备液（4.13），4 以下冷藏避光保存，保存时间为 6 个月。4.15 进样内标贮备液：=100000 g/L。市售有证标准溶液，包含 13C10-反式氯丹，溶剂为壬烷，4 以下冷藏避光保存，保存期限参照标准溶液证书。4.16 进样内标使用溶液：=400 g/L。用甲苯（4.5）或壬烷（4.9）稀释进样内标贮备液（4.15），4 以下冷藏避光保存，保存时间为6 个月。4.17 校准调谐标准溶液：全氟三丁胺。市售有证标准溶液，4 以下冷藏避光保存，保存期限参照标准溶液证书。4.18 硫酸钠（Na2SO4）：优级纯。在马弗炉中 450 下灼烧 6 h，待冷却至室温后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。4.19 铜粉（珠）：纯度99.5%。使用前用盐酸溶液（4.10）、甲苯（4.5）分别淋洗，置于干燥器中保存。4.20 活化硅胶：75 µm150 µm（200 目100 目）。将硅胶用二氯甲烷（4.2）淋洗，弃去二氯甲烷。硅胶在蒸发皿中摊开，厚度小于 10 mm，待二氯甲烷完全挥发后，将硅胶置于干燥箱中 130 的条件下活化 18 h，待冷却至室温后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。4.21 硫酸硅胶。取活化硅胶（4.20）78 g，加入 22 g 硫酸（4.8）充分搅拌并使之成流体粉末状。制备完成后装入试剂瓶中密封，置于干燥器中保存。4.22 硫酸硅胶。取活化硅胶（4.20）56 g，加入 44 g 硫酸（4.8）充分搅拌并使之成流体粉末状。制备完成后装入试剂瓶中密封，置于干燥器中保存。4.23 石英砂：270 µm830 µm（50 目20 目）。2HJ 12902023在马弗炉中 450 下灼烧 4 h，冷却至室温后密封保存。4.24 石英棉。在马弗炉中 450 下灼烧 4 h，冷却至室温后密封保存。4.25 硅藻土：550 µm830 µm（30 目20 目）。在马弗炉中 450 600 下灼烧 4 h，待冷却至室温后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。4.26 高纯氦气：纯度99.999%。4.27 索氏提取套筒：玻璃或纤维素滤纸筒。5 仪器和设备5.1气相色谱-三重四极杆质谱仪：进样口具备分流/不分流和脉冲/高压进样功能；柱温箱可在50 350 温度区间内程序升温；配有电子轰击离子源，具备多重反应监测功能。5.2毛细管色谱柱：低流失石英毛细管柱。30 m（长）×0.25 mm（内径）×0.25 m（膜厚），固定相为 5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，最高使用温度不低于 350 ，或选用其它等效毛细管色谱柱。5.3提取装置：索氏提取器或加压流体萃取仪等性能相当的设备。5.4浓缩装置：旋转蒸发仪、氮吹仪或其它功能相当的浓缩装置。5.5真空冷冻干燥仪：空载真空度达 13 Pa 以下。5.6玻璃层析柱：内径 10 mm12 mm，长 200 mm400 mm 的玻璃填充柱管。5.7样品瓶：棕色，广口玻璃瓶或聚四氟乙烯衬垫螺口玻璃瓶，50 ml500 ml。5.8一般实验室常用仪器和设备。6 样品6.1样品采集和保存土壤样品按照 HJ/T 166 的相关规定采集和保存，水体沉积物样品按照 HJ 494、HJ 495 和 HJ/T 91的相关要求采集，海洋沉积物样品按照 GB 17378.3 的相关要求采集。样品应于洁净的样品瓶（5.7）中保存，尽快运回实验室分析，运输过程中应密封避光。如不能及时分析，应在 4 以下避光冷藏，保存时间为 14 d。6.2样品的制备除去样品中的异物（植物、石子等），风干或用真空冷冻干燥仪（5.5）干燥，研磨。称取两份样品，每份重量约 10 g（精确至 0.01 g）。6.3干物质和水分的测定土壤样品（6.2）干物质含量的测定按照 HJ 613 执行，沉积物样品（6.2）含水率的测定按照 GB 17378.5执行。6.4试样的制备6.4.1 提取6.4.1.1索氏提取法3HJ 12902023称取约 10 g 样品（6.2），加入适量硫酸钠（4.18），研磨均化成流砂状，全部转移至索氏提取套筒（4.27），装入提取装置（5.3）中，加入 10.0 l 的提取同位素内标使用溶液（4.14）。在圆底溶剂瓶中加入 250 ml 正己烷-丙酮混合溶剂（4.4），提取 16 h 以上，回流速度控制在 4 次/h6 次/h。提取完毕，取出圆底溶剂瓶，利用浓缩装置（5.4）将提取液浓缩至 1 ml2 ml，待净化。6.4.1.2加压流体萃取法称取约 10 g（精确至 0.01 g）的样品（6.2），加入适量硅藻土（4.25）混匀，研磨均化成流砂状，放入加压流体萃取装置的萃取池中，加入 10.0 l 的提取同位素内标使用溶液（4.14）。设定萃取条件，压力 10.3 MPa，温度 150 ，提取溶剂为正己烷-丙酮混合溶剂（4.4），100%充满萃取池模式，静态萃取时间 7 min，循环三次，收集提取液。利用浓缩装置（5.4）将提取液浓缩至 1 ml2 ml，待净化。或按照 HJ 783 进行萃取条件的设置和优化。注 1：若经过验证也可使用其他等效提取方法。注 2：样品浓缩液如不能尽快分析，应在 4 以下避光冷藏保存，30 d 内完成分析。6.4.2 净化6.4.2.1硫的净化样品含硫时，应首先进行硫的去除。在浓缩后的提取液（6.4.1）中添加 50 ml 的正己烷（4.1），再加入 15 g 铜粉（珠）（4.19），充分振荡，直至铜粉（珠）不变色，静置 30 min，用装有硫酸钠（4.18）的三角漏斗过滤，收集滤液，利用浓缩装置（5.4）浓缩至 1 ml2 ml。6.4.2.2酸性硅胶柱净化在玻璃层析柱（5.6）底部垫一些石英棉（4.24），由下而上依次装填 1.0 g 活化硅胶（4.20），12.5 g 硫酸硅胶（4.22）、10.0 g 硫酸硅胶（4.21）、2.5 g 活化硅胶（4.20）、5.0 g 硫酸钠（4.18）。填充后用 50 ml 正己烷（4.1）淋洗，保持液面在硫酸钠层。转移浓缩后的提取液（6.4.1），或脱硫净化后的浓缩液（6.4.2.1）至酸性硅胶柱中，用 1 ml2 ml的正己烷（4.1）冲洗盛装提取液/浓缩液的容器壁，反复进行 23 次，洗涤液加到酸性硅胶柱中。继续用 100 ml 正己烷（4.1）以 3 ml/min（每秒 1 滴）的流速洗脱，收集洗脱液，利用浓缩装置（5.4）浓缩至 1 ml2 ml。6.4.2.3活化硅胶柱净化在玻璃层析柱（5.6）底部垫一些石英棉（4.24），由下而上依次装填 9.0 g 活化硅胶（4.20）、5.0 g硫酸钠（4.18）。填充后用 50 ml 正己烷（4.1）淋洗，保持液面在硫酸钠层。转移酸性硅胶柱净化后的浓缩液（6.4.2.2）至活化硅胶柱中，用 1 ml2 ml 的正己烷（4.1）冲洗浓缩液的容器壁，反复进行 2 次3 次，洗涤液加到活化硅胶柱中。继续用 45 ml 正己烷（4.1）以 3 ml/min（每秒 1 滴）的流速洗脱，洗脱液弃去。再用 50 ml 甲苯-正己烷混合溶剂（4.6），以 3 ml/min（每秒 1滴）的流速洗脱，收集洗脱液，使用浓缩装置（5.4）将洗脱液浓缩至 1 ml2 ml。将样品转移至进样瓶中，再使用浓缩装置（5.4）将洗脱液浓缩至近干，添加 5.0 l 进样内标使用溶液（4.16），加入 15 l壬烷（4.9），密封，4 以下避光保存，待测。注：在满足本方法质量控制要求的前提下，经验证后可使用其它自动或者手动的净化方法。6.5空白试样的制备4化合物定量离子对（m/z）碰撞电压（eV）定性离子对（m/z）碰撞电压（eV）P26327-21920329-22120P50339-23030341-23230P62339-23225341-2342513C10-P26238-20225240-2042513C10-P50238-20220240-2042013C10-P62238-20220240-2042013C10-反式氯丹385-27630387-27830HJ 12902023用石英砂（4.23）代替实际样品，按与试样的制备（6.4）相同的步骤制备空白试样。7 分析步骤7.1仪器参考条件7.1.1 气相色谱仪条件进样方式：脉冲不分流进样；进样量：1.0 l；进样口温度：250 ；传输线温度：290 ；程序升温：100 保持 1 min，以 15 /min 的速度升至 160 保持 2 min，以 5 /min 的速度升至 275 保持 7 min，再以 10 /min 的速度升至 300 ；载气：高纯氦气（4.26）；载气流速：恒流模式 1.0 ml/min。7.1.2 三重四极杆质谱仪条件离子源温度：230 ；离子源电子能量：70 eV；数据采集方式：多反应监测（MRM）；分辨率 R1000。各目标化合物定量离子和定性离子的选择及碰撞电压的选择参数见表 1。表 1 毒杀芬目标物及内标多反应监测模式的监测离子质荷比及碰撞电压7.2校准7.2.1 质谱性能校正样品分析前对质谱仪系统进行调谐，导入全氟三丁胺（4.17）得到稳定的响应后，手动或自动优化质谱仪参数使表 1 中各质量范围内全氟三丁胺（4.17）峰离子的分辨率 R1000 且峰形良好，调谐完成后保存调谐文件。7.2.2 标准系列的制备用毒杀芬标准贮备液（4.11）、毒杀芬标准使用溶液（4.12）、提取同位素内标使用溶液（4.14）和进样内标使用溶液（4.16）以甲苯（4.5）或壬烷（4.9）为溶剂配制 3 种指示性毒杀芬 P26、P50、P62和反式氯丹的标准溶液，标准系列溶液浓度可参考表 2。5指示性毒杀芬浓度 1浓度 2浓度 3浓度 4浓度 5P265201005002000P505201005002000P62520100500200013C10-P2610010010010010013C10-P5010010010010010013C10-P6210010010010010013C10-反式氯丹100100100100100HJ 12902023表2 标准系列溶液参考浓度（µg/L）7.2.3 校准曲线的建立按照仪器参考条件（7.1），由低浓度到高浓度依次进行测定。以目标化合物浓度为横坐标，以目标化合物与提取同位素内标定量离子响应值的比值与提取同位素内标浓度的乘积为纵坐标，建立校准曲线。7.2.4 总离子色谱图在本标准规定条件下，目标化合物总离子色谱图见图 1。113C10-反式氯丹；2P26/13C10-P26；3P50/13C10-P50；4P62/13C10-P62图1 指示性毒杀芬和进样内标（100 µg/L）的色谱图7.2.5 相对响应因子的计算各质量浓度点目标化合物相对于提取同位素内标的相对响应因子（RRFes）由公式（1）计算。RRFes =ess´AsAes（1）6HJ 12902023式中：RRFes 目标化合物相对于提取同位素内标的相对响应因子；s 标准溶液中目标化合物的浓度，g/L；es 标准溶液中提取同位素内标的浓度，g/L；As 标准溶液中待测化合物的监测离子峰面积之和；Aes 标准溶液中提取同位素内标的监测离子峰面积之和。提取同位素内标相对于进样内标的相对响应因子（RRFrs）按公式（2）计算。RRFrs =rses´AesArs（2）式中：RRFrs 提取同位素内标相对于进样内标的相对响应因子；es 标准溶液中提取同位素内标的浓度，g/L；rs 标准溶液中进样内标的浓度，g/L；Aes 标准溶液中提取同位素内标的监测离子峰面积之和；Ars 标准溶液中进样内标的监测离子峰面积之和。7.3试样测定按照与校准曲线的建立（7.2.3）相同的条件进行试样（6.4）的测定。当样品中 P26、P50 和 P62 含量高于 4 µg/kg 时，可适当减少取样量，重新进行试样的制备。7.4空白试验按照与试样测定（7.3）相同的条件进行空白试样（6.5）的测定。8 结果计算与表示8.1定性分析根据指示性毒杀芬同类物与其碳标记同类物的保留时间、碎片离子质荷比定性。试样中目标物的保留时间应该与提取同位素内标的保留时间一致，如果保留时间在一天内变化超过 5%，或者与提取同位素内标的相对保留时间变化在 2%以上，应查找原因，重新测定。8.2定量分析8.2.1 目标化合物的量对于本标准规定的毒杀芬目标化合物的量（mj），按照公式（3）进行计算：mj =AjAes , j´m es , jRRF es（3）式中：mj 分析样品中目标化合物 j 的量，µg；Aj 目标化合物 j 的监测离子峰面积之和；Aes,j 提取同位素内标的监测离子峰面积之和；mes,j 提取同位素内标的添加量，µg；esRRF 目标化合物相对提取同位素内标的平均相对响应因子。7HJ 129020238.2.2 结果计算土壤样品中目标化合物的质量浓度（µg/kg），按照公式（4）进行计算：w1, j =mjm1 ´ wdm´1000（4）式中：wl,j 土壤样品中目标化合物 j 浓度，µg/kg；mj 试样中目标化合物 j 的量，µg；m1 土壤样品质量，g；wdm 土壤干物质含量，%。沉积物样品中目标化合物的质量浓度（µg/kg），按照公式（5）进行计算：2× 1-wH2O    ×1000             （5）w2,j= mmj式中：w2,j 沉积物样品中目标化合物 j 浓度，µg/kg；mj 试样中目标化合物 j 的量，µg；m2 沉积物样品质量，g；wH2O 沉积物水分含量，%。8.3结果表示测定结果小数点后位数的保留与方法检出限一致，最多保留 3 位有效数字。9 准确度9.1精密度6 家实验室分别对加标浓度为 0.500 µg/kg 和 9.00 µg/kg 的石英砂样品进行了 6 次重复测定：实验室内相对标准偏差分别为 1.1%10%和 0.9%15%；实验室间相对标准偏差分别为 10%13%和 11%15%；重复性限分别为：0.058 µg/kg0.074 µg/kg 和 1.1 µg/kg1.7 µg/kg；再现性限分别为：0.15 µg/kg0.19 µg/kg 和 3.1 µg/kg4.0 µg/kg。6 家实验室对加标浓度为 0.010 µg/kg 和 0.100 µg/kg 土壤样品进行了 6 次重复测定：实验室内相对标准偏差分别为 1.5%19%和 1.0%16%；实验室间相对标准偏差分别为 19%26%和 10%15%；重复性限分别为：0.003 µg/kg 和 0.016 µg/kg0.021 µg/kg；再现性限分别为：0.006 µg/kg0.008 µg/kg和 0.033 µg/kg0.046 µg/kg。6 家实验室对加标浓度为 0.010 µg/kg 和 0.100 µg/kg 沉积物样品进行了 6 次重复测定：实验室内相对标准偏差分别为：1.0%22%和 2.4%14%；实验室间相对标准偏差分别为：24%28%和 4.1%9.1%；重复性限分别为：0.002 µg/kg0.003 µg/kg 和 0.008 µg/kg0.018 µg/kg；再现性限分别为：0.007 µg/kg0.009 µg/kg 和 0.018 µg/kg0.030 µg/kg。9.2正确度6 家实验室分别对采集的土壤（毒杀芬含量低于测定下限的土壤）样品进行了加标实验：加标浓度为 0.010 µg/kg、0.100 µg/kg；加标回收率范围分别为 75%116%、80%115%；加标回收率最终值分别为 91%±32%99%±30%、89%±24%95%±20%。8HJ 129020236 家实验室分别对采集的沉积物（毒杀芬含量低于测定下限的沉积物）样品进行了加标实验：加标浓度为 0.010 µg/kg、0.100 µg/kg；加标回收率范围分别为 75%111%、76%111%；加标回收率最终值分别为 93%±22%96%±28%、94%±18%97%±18%。6 家实验室对含毒杀芬的土壤样品进行了加标实验：加标浓度为 5.00 µg/kg；加标回收率范围为54%114%；加标回收率最终值为 79%±24%107%±10%。6 家实验室对含毒杀芬的沉积物样品进行了加标实验：加标浓度为 5.00 µg/kg；加标回收率范围分别为 53%116%；加标回收率最终值为 76%±28%101%±34%。精密度和正确度数据参见附录 B。10 质量保证和质量控制10.1 空白试验10.1.1 试剂空白每 20 个样品或每批次（20 个）应至少分析 1 个待测样品溶液所使用的溶剂作为试剂空白。所有试剂空白测试结果应低于方法检出限。10.1.2 实验室空白每 20 个样品或每批次（20 个）应至少分析 1 个实验室空白试样，测试结果中的目标化合物浓度不应超过方法的检出限。否则，应检查试剂空白、仪器系统以及前处理过程。10.2 初始校准采用目标化合物相对提取同位素内标的平均相对响应因子进行校准时，标准系列各点相对响应因子的相对标准偏差应20%。10.3 连续校准选择中间质量浓度的标准溶液，每 12 h 或每批次（20 个）样品至少测定 1 次。目标化合物的测定结果与标准值间的相对误差应在±35%以内。10.4 平行样每 20 个样品或每批次（20 个）应至少分析一个平行样，平行样测定结果的相对偏差绝对值小于30%。10.5 基体加标每 20 个样品或每批次（20 个）应至少分析一个基体加标样，毒杀芬同类物的回收率应在 50%120%之间。10.6 提取同位素内标回收率毒杀芬同类物提取同位素内标回收率应在 30%130%，否则须重新取样进行处理。毒杀芬同类物提取同位素内标的回收率按照公式（6）计算。9HJ 12902023R =AesArs´mrsRRFrs´100%mes（6）式中：R 提取同位素内标的回收率，%；Aes 提取同位素内标的监测离子峰面积之和；Ars 进样内标的监测离子峰面积之和；mrs 进样内标的添加量，µg；RRFrs 提取同位素内标相对进样内标的平均相对响应因子；mes 提取同位素内标的添加量，µg。11 废物处置实验中产生的废液和废物应集中收集，分类保管，并做好相应标识，依法委托有资质的单位进行处理。10序号毒杀芬同类物英文名称CAS 号1P262-endo,3-exo,5-endo,6-exo,8,8,10,10-octachlorobornane142534-71-22P502-endo,3-exo,5-endo,6-exo,8,8,9,10,10-nonachlorobornane66860-80-83P622,2,5,5,8,9,9,10,10-nonachlorobornane154159-06-5HJ 12902023附 录 A（资料性附录）3 种指示性毒杀芬表 A.1 3 种指示性毒杀芬11样品类型序号化合物平均值(µg/kg)实验室内相对标准偏差(%)实验室间相对标准偏差(%)重现性限(µg/kg)再现性限(µg/kg)空白0.500 µg/kg1P260.492.010130.0740.192P500.501.36.2130.0660.193P620.491.17.1100.0580.159.00 µg/kg4P269.81.115111.73.15P509.22.16.7151.14.06P629.10.99.5111.53.2土壤0.010 µg/kg1P260.0101.916260.0030.0082P500.0101.519190.0030.0063P620.0101.718230.0030.0070.100 µg/kg4P260.0943.312150.0160.0425P500.0991.012100.0210.0336P620.0923.416150.0190.046沉积物0.010 µg/kg1P260.0101.015280.0020.0092P500.0112.119210.0030.0073P620.0111.022240.0030.0080.100 µg/kg4P260.0912.5139.10.0080.0305P500.0932.7144.50.0180.0206P620.0922.4104.10.0160.018HJ 12902023附 录 B（资料性附录）方法准确度当取样量为 10.0 g，采用索氏提取或加压流体萃取，萃取液经脱硫、酸性硅胶柱和活化硅胶柱净化处理，定容体积为 20 l 时，方法的精密度见表 B.1，方法的正确度见表 B.2。表 B.1 方法的精密度12样品类型序号化合物样品浓度(µg/kg)加标回收率范围P(%)加标回收率平均值P (%)加标回收率最终值P ±2 S P (%)加标浓度0.010 µg/kg土壤4P26<0.012821169191±325P50<0.012831119494±226P62<0.012751159999±30沉积物1P26<0.012751069696±282P50<0.012821119393±223P62<0.012821099595±20加标浓度0.100 µg/kg土壤4P26<0.012831158989±245P50<0.012891119595±206P62<0.012801119292±24沉积物1P26<0.01282968989±102P50<0.012861119797±183P62<0.012761059494±18加标浓度5.00 µg/kg土壤1P269.6410.8541118282±322P509.9410.660987979±243P629.85