HJ 639水质挥发性有机物的测定 吹扫捕集气相色谱质谱法.docx
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HJ639水质挥发性有机物的测定吹扫捕集气相色谱质谱法
水质挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱-质谱法
HJ639-2012的方法验证报告
1.目的
通过用吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水和废水中挥发性有机物的精密度、准确度、方法的检出限和测定下限，来判断本实验室检测方法是否合格。
2.方法标准依据及适用范围
方法依据：
HJ639-2012。
本标准适用于海水、地下水、地表水、生活污水和工业废水中57种挥发性有机物的测定。
若通过验证，本标准也可适用于其他挥发性有机物的测定。
当样品量为5ml时，用全扫描方式测定，目标化合物的方法检出限为0.6～5.0µg/L，测定下限为2.4～20.0µg/L；用选择离子方式测定，目标化合物的方法检出限为0.2～2.3µg/L，测定下限为0.8～8.2µg/L。
详见HJ639-2012附录A。
。
3.方法原理
样品中的挥发性有机物经高纯氦气（或氮气）吹扫后吸附于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气反吹，被热脱附出来的组分经气相色谱分离后，用质谱仪进行检测。
通过与待测目标化合物保留时间和标准质谱图或特征离子相比较进行定性，内标法定量。
4.仪器
4.1气相色谱/质谱仪：
色谱部分具分流/不分流进样口，可程序升温。
质谱部分具70eV的电子轰击（EI）电离源，每个色谱峰至少有6次扫描，推荐为7-10次扫描；产生的4-溴氟苯的质谱图必须满足表1的要求。
具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。
4.2吹扫捕集装置
吹扫装置能直接连接到色谱部分，并能自动启动色谱，应带有5ml的吹扫管。
捕集管使用1/3Tenax、1/3硅胶、1/3活性炭混合吸附剂或其他等效吸附剂，但必须满足相关的质量控制要求。
4.3毛细管柱：
30m×0.25mm，1.4µm膜厚（6%腈丙苯基/94%二甲基聚硅氧烷固定液），或使用其他等效毛细管柱。
4.4气密性注射器：
5ml。
4.5微量注射器：
5、10、25、50、250和500µl。
4.6样品瓶：
40ml棕色玻璃瓶，具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖。
4.7棕色玻璃瓶：
2ml，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫和实芯螺旋盖。
4.8容量瓶：
A级，25ml。
4.9一般实验室常用仪器和设备。
5.试剂与材料
除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的优级纯化学试剂。
5.1空白试剂水：
二次蒸馏水或通过纯水设备制备的水。
使用前需经过空白检验，确认在目标化合物的保留时间区间内无干扰峰出现或目标化合物浓度低于方法检出限。
5.2甲醇（CH3OH）：
使用前需通过检验，确认无目标化合物或目标化合物浓度低于方法检出限。
5.3盐酸溶液，1+1。
5.4抗坏血酸（C6H8O6）。
5.5标准贮备液：
ρ=200～2000µg/ml。
可直接购买市售有证标准溶液，或用高浓度标准溶液配制。
5.6标准中间液：
ρ=5～25µg/ml。
用甲醇（5.2）稀释标准贮备液（5.5），保存时间为一个月。
5.7内标标准溶液：
ρ=25µg/ml。
选用氟苯和1,4-二氯苯-d4作为内标。
可直接购买有证标准溶液，或用高浓度标准溶液配制。
5.8替代物标准溶液：
ρ=25μg/mL
选用二溴氟甲烷、甲苯-d8和4-溴氟苯作为替代物。
可直接购买有证标准溶液，或用高浓度标准溶液配制。
5.94-溴氟苯（BFB）溶液：
ρ=25μg/mL
可直接购买有证标准溶液，也可用高浓度标准溶液配制。
5.10氦气：
纯度为≥99.999%以上。
5.11氮气：
纯度为≥99.999%以上。
注：
以上所有标准溶液均以甲醇（5.2）为溶剂，在4℃以下避光保存或参照制造商的产品说明书保存方法，使用前应恢复至室温、混匀
6.样品
6.1样品的采集
海水、地下水、地表水和污水的样品采集分别参照GB17378.3、HJ/T164和HJ/T91的相关规定执行。
所有样品均采集平行双样，每批样品应带一个全程序空白和一个运输空白。
采集样品时，应使水样在样品瓶中溢流而不留空间。
取样时应尽量避免或减少样品在空气中暴露。
注2：
样品瓶应在采样前用甲醇（5.2）清洗，采样时不需用样品进行荡洗。
6.2样品的保存
采样前，需要向每个样品瓶中加入抗坏血酸，每40ml样品需加入25mg的抗坏血酸（5.4）。
如果水样中总余氯的量超过5mg/L，应先按HJ586附录A的方法测定总余氯后，再确定抗坏血酸的加入量。
在40ml样品瓶中，总余氯每超过5mg/L，需多加25mg的抗坏血酸（5.4）。
采样时，水样呈中性时向每个样品瓶中加入0.5ml盐酸溶液（5.3），拧紧瓶盖；水样呈碱性时应加入适量盐酸溶液（5.3）使样品pH≤2。
采集完水样后，应在样品瓶上立即贴上标签。
当水样加盐酸溶液后产生大量气泡时，应弃去该样品，重新采集样品。
重新采集的样品不应加盐酸溶液，样品标签上应注明未酸化，该样品应在24h内分析。
样品采集后冷藏运输。
运回实验室后应立即放入冰箱中，在4℃以下保存，14d内分析完毕。
样品存放区域应无有机物干扰。
7.分析步骤
7.1仪器参考条件
7.1.1吹扫捕集装置参考条件
吹扫温度：
室温或恒温；吹扫流速：
40ml/min；吹扫时间：
11min；干吹扫时间：
1min；预脱附温度：
180℃；脱附温度：
190℃；脱附时间：
2min；烘烤温度：
200℃；烘烤时间：
6min。
其余参数参照仪器使用说明书进行设定。
7.1.2气相色谱参考条件
进样口温度：
220℃；进样方式：
分流进样（分流比30：
1）；程序升温：
35℃（2min）→5℃/min→120℃→10℃/min→220℃（2min）；载气：
氦气（5.10），流量：
1.0ml/min。
7.1.3质谱参考条件
离子源：
EI源；离子源温度：
230℃；离子化能量：
70eV；扫描方式：
全扫描或选择离子扫描（SIM）。
扫描范围：
m/z35～270amu；溶剂延迟：
2.0min；电子倍增电压：
与调谐电压一致；接口温度：
280℃。
其余参数参照仪器使用说明书进行设定。
7.1.3.1对于使用全扫描方式，质谱应采集每个目标化合物m/z≥35以上的所有离子，但有水或二氧化碳峰存在时，扫描的质量范围可以从m/z45开始。
7.1.3.2对于使用SIM方式，每个目标化合物应选择一个定量离子和至少一个辅助离子，如果可能，还要选择一个确认离子（如卤素的同位素），确保定量离子没有受到重叠峰中相同离子的干扰。
7.1.4分析BFB溶液参考条件
7.1.4.1通过GC进样口直接进样
进样方式：
手动或自动；进样量：
2µl；程序升温：
100℃（0.1min）→12℃/min→160℃；其余条件参见7.1.2～7.1.3。
7.1.4.2通过吹扫捕集装置进样
分析条件见7.1.1～7.1.3。
7.2校准
7.2.1仪器性能检查
在每天分析之前，GC/MS系统必须进行仪器性能检查。
吸取2µl的BFB溶液（5.9）通过GC进样口直接进样或加入到5ml空白试剂水（5.1）中，然后通过吹扫捕集装置进样，用GC/MS进行分析。
GC/MS系统得到的BFB关键离子丰度应满足表1中规定的标准，否则需对质谱仪的一些参数进行调整或清洗离子源。
表14-溴氟苯离子丰度标准
质荷比
离子丰度标准
质荷比
离子丰度标准
95
基峰，100％相对丰度
175
质量174的5％～9％
96
质量95的5％～9％
176
质量174的95％～105％
173
小于质量174的2％
177
质量176的5％～10％
174
大于质量95的50%
7.2.2校准曲线的绘制
7.2.2.1使用全扫描方式：
分别移取一定量的标准中间液（5.6）和替代物标准溶液（5.8）快速加到装有空白试剂水（5.1）的容量瓶（4.8）中，并定容至刻度，将容量瓶垂直振摇三次，混合均匀，配制目标化合物和替代物的浓度分别为5.00、20.0、50.0、100、200µg/L的标准系列。
然后用5ml的气密性注射器吸取标准溶液5.0ml，加入10.0µl的内标标准溶液（5.7），按照仪器参考条件（7.1），从低浓度到高浓度依次测定，记录标准系列目标化合物和相对应内标的保留时间、定量离子的响应值。
7.2.2.2使用SIM方式：
分别移取一定量的标准中间液（5.6）和替代物标准溶液（5.8）快速加到装有空白试剂水（5.1）的容量瓶（4.8）中，并定容至刻度，将容量瓶垂直振摇三次，混合均匀，配制目标化合物和替代物的浓度分别为1.0、4.0、10.0、20.0、40.0µg/L标准系列。
然后用5ml的气密性注射器吸取标准溶液5.0ml，加入2.0µl的内标标准溶液（5.7），按照仪器参考条件（7.1），从低浓度到高浓度依次测定，记录标准系列目标化合物和相对应内标的保留时间、定量离子的响应值。
注3：
若使用带自动进样器的吹扫捕集仪，则上述过程可按仪器说明进行操作。
注4：
用空白试剂水配制的标准溶液不稳定，因此需现用现配。
注5：
对于极易挥发的目标化合物（如氯乙烯等）应使用气密性注射器进行溶液配制。
分别移取一定量的标准中间液（5.6）和替代物标准溶液（5.8）直接加入装有5ml空白试剂水（5.1）的气密性注射器（4.4）中，再加入2.0µl的内标标准溶液（5.7）配成所需的浓度。
注6：
吹扫装置在每次开机后和关机前应进行烘烤，确保系统无污染。
在本标准规定的色谱条件下，目标化合物的总离子流色谱图见HJ639-2012附录B。
7.2.3平均相对响应因子的计算方法
标准系列第i点中目标化合物的相对响应因子（RRFi），按照公式
（1）进行计算。
（1）
式中：
RRFi—标准系列中第i点目标化合物的相对响应因子；
Ai—标准系列中第i点目标化合物定量离子的响应值；
AISi—标准系列中第i点与目标物化合物相对应内标定量离子的响应值；
ρISi—标准系列中内标物的浓度，µg/L；
ρi—标准系列中第i点目标化合物的质量浓度，µg/L。
目标化合物的平均相对响应因子
，按照公式
（2）进行计算。
（2）
式中：
——目标化合物的平均相对响应因子；
RRFi——标准系列中第i点目标化合物的相对响应因子；
n——标准系列点数，。
RRF的标准偏差，按照公式（3）进行计算:
（3）
RRF的相对标准偏差（RSD），按照公式（4）进行计算。
（4）
用相对响应因子计算时，标准系列目标化合物相对响应因子（RRF）的相对标准偏差（RSD）应小于等于20%。
7.2.4用最小二乘法建立校准曲线
以目标化合物和相对应内标的响应值比为纵坐标，浓度比为横坐标，用最小二乘法建立校准曲线。
若建立的线性校准曲线的相关系数小于0.990时，也可以采用非线性拟合曲线进行校准，曲线相关系数需大于等于0.990。
采用非线性校准曲线时，应至少采用6个浓度点进行校准。
7.3测定
7.3.1使用全扫描方式进行测定：
将样品瓶恢复至室温后，用气密性注射器吸取5.0ml样品，向样品中分别加入10.0µl的内标标准溶液（5.7）和替代物标准溶液（5.8），使样品中内标和替代物浓度均为50µg/L，将样品快速注入吹扫管中，按照仪器参考条件（7.1），使用7.2.2.1的校准曲线进行测定。
有自动进样器的吹扫捕集仪可参照仪器说明进行操作。
7.3.2使用SIM方式进行测定：
将样品瓶恢复至室温后，用气密性注射器吸取5.0ml样品，向样品中分别加入2.0µl的内标标准溶液（5.7）和替代物标准溶液（5.8），使样品中内标和替代物浓度均为10µg/L，将样品快速注入吹扫管中，按照仪器参考条件（7.1），使用7.2.2.2的校准曲线进行测定。
有自动进样器的吹扫捕集仪可参照仪器说明进行操作。
注7：
SIM方式只适用于含量较低的清洁水或使用全扫描方式灵敏度达不到相应标准要求的样品。
注8：
若样品中的待测物浓度超过曲线最高点时，则需取适量样品在容量瓶中稀释后立即测定。
注9：
当分析一个高浓度样品后，应分析一个或多个空白样品检查交叉污染。
海水样品分析后应用空白水冲洗吹扫系统，避免盐份在吹扫管路中的残留和堵塞管路。
7.4空白试验
用气密性注射器吸取5.0ml空白试剂水，向空白试剂水中分别加入10.0µl的内标标准溶液（5.7）和替代物标准溶液（5.8），使空白试剂水中内标和替代物浓度均为50µg/L（使用SIM方式时，内标和替代物浓度应为10µg/L），将空白试剂水快速注入吹扫管中，按照仪器参考条件（7.1）进行测定。
有自动进样器的吹扫捕集仪可参照仪器说明进行操作。
8.结果计算与表示
8.1目标化合物的定性分析
8.1.1对于每一个目标化合物，应使用标准溶液或通过校准曲线经过多次进样建立保留时间窗口，保留时间窗口为±3倍的保留时间标准偏差，样品中目标化合物的保留时间应在保留时间的窗口内。
8.1.2对于全扫描方式，目标化合物在标准质谱图中的丰度高于30%的所有离子应在样品质谱图中存在，而且样品质谱图中的相对丰度与标准质谱图中的相对丰度的绝对值偏差应小于20%。
例如，当一个离子在标准质谱图中的相对丰度为30%，则该离子在样品质谱图中的丰度应在10%～50%之间。
对于某些化合物，一些特殊的离子如分子离子峰，如果其相对丰度低于30%，也应该作为判别化合物的依据。
如果实际样品存在明显的背景干扰，则在比较时应扣除背景影响。
8.1.3对于SIM方式，目标化合物的确认离子应在样品中存在。
对于落在保留时间窗口中的每一个化合物，样品中确认离子相对于定量离子的相对丰度与通过最近校准标准获得的相对丰度的绝对值偏差应小于20%。
8.2目标化合物的定量分析
目标化合物经定性鉴别后，根据定量离子的峰面积或峰高，用内标法计算。
当样品中目标化合物的定量离子有干扰时，允许使用辅助离子定量。
具体内标及定量离子见HJ639-2012附录A。
8.2.1用平均相对响应因子定量
当目标化合物采用平均相对响应因子进行计算时，样品中目标化合物的质量浓度ρx按公式（5）进行计算。
（5）
式中：
ρx——样品中目标化合物的质量浓度，µg/L；
Ax——目标化合物定量离子的响应值；
AIS——与目标化合物相对应内标定量离子的响应值；
ρIS——内标物的质量浓度，µg/L；
——目标化合物的平均相对响应因子；
f——稀释倍数。
8.2.2用校准曲线定量
目标化合物采用线性或非线性校准曲线进行校准时，目标化合物质量浓度ρx通过相应的校准曲线方程进行计算。
8.3结果表示
8.3.1当测定结果小于100µg/L时，保留小数点后1位；当测定结果大于等于100µg/L时，保留3位有效数字。
8.3.2使用本标准中规定的毛细管柱时，间二甲苯和对二甲苯的测定结果为两者之和。
9.质量保证和质量控制
9.1仪器性能检查
每批样品分析之前或24h之内，需进行仪器性能检查，得到的BFB质谱图离子丰度必须全部符合表1中的标准。
9.2初始校准
校准曲线至少需5个浓度系列，目标物相对响应因子的RSD应小于等于20%，或者校准曲线相关系数大于等于0.990。
否则应查找原因或重新建立校准曲线。
校准曲线中，以下四种化合物的最小相对响应因子应满足：
1,1-二氯乙烷≥0.10、溴仿≥0.10、氯苯≥0.30、1,1,2,2,-四氯乙烷≥0.30。
9.3连续校准
每24h分析一次校准曲线中间浓度点，其测定结果与实际浓度相对偏差应小于等于20%，否则应查找原因或重新建立校准曲线。
9.4内标
连续校准时，内标与校准曲线中间点内标的保留时间变化不超过10s，定量离子峰面积变化在50%~200%。
9.5替代物回收率
所有样品和空白中都需加入替代物，按与样品相同的步骤分析，每种替代物的回收率应在70%~130%以内。
如果一个或多个替代物回收率超过允许标准，同批样品应重新分析。
如果重新分析样品的替代物回收率合格，则报告重新分析的样品结果。
如果重新分析样品的回收率和第一个样品一样，则两个结果都需报出，说明是基体效应。
9.6标准样品
采用有证标准样品对分析结果准确性进行质量控制。
9.7样品
9.7.1每批样品应至少采集一个运输空白和一个全程序空白样品。
空白中目标化合物浓度应小于下列条件的最大值：
（1）方法检出限；
（2）相关环保标准限值的5%；
（3）样品分析结果的5%。
若空白试验未满足以上要求，则应采取措施排除污染并重新分析同批样品。
每批样品应进行一次试剂空白和试剂空白加标分析，样品数量多于20个时，每20个样品应分析一个试验空白。
空白加标回收率应在80%~120%之间。
9.7.2每批样品应进行一个样品进行平行分析或基体加标分析，样品数量多于20个时，每20个样品应进行一个平行样分析或基体加标分析。
平行样分析时目标化合物的相对偏差应小于30%，基体加标回收率应在60.0%~130%之间。
若加标回收率不合格，应再分析一个基体加标重复样品；若基体加标重复样品回收率不合格，但替代物回收率测定结果满足控制指标，说明存在基体效应。
10.方法验证试验
10.1标准曲线绘制
10.2精密度的测定
取一支环境保护部标准样品研究所编号为挥发性有机物标准样品，准确稀释10倍，浓度为25.0ug/mL，准确吸取10.uL该标准样品于顶空瓶中，称取2g石英砂置于顶空瓶中，迅速向顶空瓶中加入10mL基体改性剂、1.0uL替代物和2.0uL内标，立即密封，在振荡器上以150次/min的频率振荡10min，置于顶空装置上测定，结果如下表1：
表1（以100ug/kg土壤计）
序号
项目
结果
平均值
标准偏差（ug/kg）
重复性限（ug/kg）
评价
1
2
3
1
氯乙烯
符合
2
1，1-二氯乙烯
符合
3
二氯甲烷
符合
4
反式-1,2-二氯乙烯
符合
5
1,1-二氯乙烷
符合
6
氯丁二烯
符合
7
顺式-1,2-二氯乙烯
符合
8
2，2-二氯丙烷
符合
9
溴氯甲烷
符合
10
氯仿
符合
11
1,1,1-三氯乙烷
符合
12
1,1-二氯丙烯
符合
13
四氯化碳
符合
14
苯
符合
15
1,2-二氯乙烷
符合
16
三氯乙烯
符合
17
环氧氯丙烷
符合
18
1,2-二氯丙烷
符合
19
二溴甲烷
符合
20
一溴二氯甲烷
符合
21
顺-1,3-二氯丙烯
符合
22
甲苯
符合
23
反-1,3-二氯丙烯
符合
24
1,1,2-三氯乙烷
符合
25
四氯乙烯
符合
26
1,3-二氯丙烷
符合
27
二溴一氯甲烷
符合
28
1,2-二溴乙烷
符合
29
氯苯
符合
30
1,1,1,2-四氯乙烷
符合
31
乙苯
符合
32/33
间，对-二甲苯
符合
34
邻-二甲苯
符合
35
苯乙烯
符合
36
溴仿
符合
37
异丙基苯
符合
38
1,1,2,2-四氯乙烷
符合
39
溴苯
符合
40
1,2,3-三氯丙烷
符合
41
正丙苯
符合
42
2-氯甲苯
符合
43
1,3,5-三甲基苯
符合
44
4-氯甲苯
符合
45
叔丁基苯
符合
46
1,2,4-三甲苯
符合
47
仲丁基苯
符合
48
1,3-二氯苯
符合
49
对-异丙基甲苯
符合
50
1,4-二氯苯
符合
51
正丁基苯
符合
52
1,2-二氯苯
符合
53
1,2-二溴-3-氯丙烷
符合
54
1,2,4-三氯苯
符合
55
六氯丁二烯
符合
56
萘
符合
57
1,2,3-三氯苯
符合
对同一标样进行重复三次分析，本实验室的各项目精密度均小于标准重复性限要求，符合要求。
10.3准确度的测定
准确测量基体土壤的各项目含量，然后称取等量的基体土壤，准确加入10.0uL用上述标准样品稀释液（浓度为25.0ug/mL），准确测量结果并计算加标回收率。
表2（以250ug/kg土壤计）
序号
项目
原样结果（ug/kg）
原样+加标
（ug/kg）
加标量
（ug/kg）
实测加标回收率（%）
土壤加标回收率
P±2SP（%）
评价
1
氯乙烯
符合
2
1，1-二氯乙烯
符合
3
二氯甲烷
符合
4
反式-1,2-二氯乙烯
符合
5
1,1-二氯乙烷
符合
6
氯丁二烯
符合
7
顺式-1,2-二氯乙烯
符合
8
2，2-二氯丙烷
9
溴氯甲烷
符合
10
氯仿
符合
11
1,1,1-三氯乙烷
符合
12
1,1-二氯丙烯
符合
13
四氯化碳
14
苯
符合
15
1,2-二氯乙烷
符合
16
三氯乙烯
符合
17
环氧氯丙烷
18
1,2-二氯丙烷
符合
19
二溴甲烷
符合
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