HJ 743土壤和沉积物 多氯联苯的测定 气相色谱质谱法.docx
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HJ743土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱质谱法
土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱-质谱法
（HJ743-2015）的方法验证报告
1.目的
通过用气相色谱-质谱法测定土壤和沉积物中多氯联苯的精密度、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：
HJ743-2015。
本标准适用于土壤和沉积物中7种指示性多氯联苯和12种共平面多氯联苯的测定。
其他多氯联苯如果通过验证也可用本方法测定。
当取样量为10.0g、采用选择的离子扫描模式时，多氯联苯的方法检出限为0.4～0.6μg/kg，测定下限为1.6～2.4μg/kg。
3.方法原理
采用合适的萃取方法（微波萃取、超声波萃取等）提取土壤或沉积物中的多氯联苯，根据样品基体干扰情况选择合适的净化方法（浓硫酸磺化、铜粉脱硫、弗罗里硅土柱、硅胶柱等凝胶渗透净化小柱），对提取液净化、浓缩、定容后，用气相色谱-质谱仪分离、检测，内标法定量。
4.仪器
4.1气相色谱-质谱仪:
具毛细管分流/不分流进样口，具有恒流或恒压功能；柱温箱可程序升温:
具EI源。
4.2色谱柱:
石英毛细管柱，长30m，内径0.25mm，膜厚0.25μm，固定相为5%-苯基-甲基聚硅氧烷，或等效的色谱柱。
4.3提取装置:
微波萃取装置、索氏提取装置、探头式超声提取装置或具有相当功能的设备。
需在临用前及使用中进行空白试验，所有接口处严禁使用油脂润滑剂。
.
4.4浓缩装置:
氮吹浓缩仪、旋转蒸发仪、K-D浓缩仪或具有相当功能的设备。
4.5采样瓶:
广口棕色玻璃瓶或聚四氟乙烯衬垫螺口玻璃瓶。
4.6天平：
精度为0.01g的天平。
4.7一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分析纯试剂和实验用水。
5.1甲苯（C7H8）：
色谱纯。
5.2正己烷（C6H14）：
色谱纯。
5.3丙酮（CH3COCH3）：
色谱纯。
5.4无水硫酸钠（Na2SO4）:
优级纯。
在马弗炉中450℃烘烤4h后冷却，置于干燥器内玻璃瓶中备用。
5.5碳酸钾（K2CO3）：
优级纯。
5.6硝酸：
ρ（HNO3）=1.42g/ml。
5.7硝酸溶液：
1+9
5.8硫酸：
ρ（H2SO4）=1.84g/ml。
5.9正己烷-丙酮混合溶剂：
1+1.
用正己烷（5.2）和丙酮（5.3）按1：
1的体积比混合。
5.10正己烷-丙酮混合溶剂：
9+1.
用正己烷（5.2）和丙酮（5.3）按9：
1的体积比混合
5.11碳酸钾溶液：
ρ=0.1g/ml。
称取1.0g碳酸钾（5.5）溶于水中，定容至10.0ml。
5.12铜粉（Cu）：
99.5%。
使用前用硝酸溶液（5.7）去除铜粉表面的氧化物，用蒸馏水洗去残留酸，再用丙酮清洗，并在氮气流干燥铜粉，使铜粉具光亮的表面。
临用前处理。
5.13多氯联苯标准贮备液:
ρ=10～100mg/L.
用正己烷稀释纯标准物质制备，该标准溶液在4℃下避光密闭冷藏，可保存半年。
也可直接购买有证标准溶液（多氯联苯混合标准溶液或单个组分多氯联苯标准溶液），保存时间参见标准溶液证书的相关说明。
5.14多氯联苯标准使用液:
ρ=1.0mg/L（参考质量浓度）。
用正已烷（5.2）稀释多氯联苯标准贮备液（5.13）。
5.15内标贮备液:
ρ=l000～5000mg/L.
选择2,2',4,4',5,5'-六溴联苯或邻硝基溴苯作为内标；当十氯联苯为非待测化合物时，也可选用十氯联苯作为内标。
也可直接购买有证标准溶液。
5.16内标使用液:
ρ=10mg/L（参考质量浓度）。
用正已烷（5.2）稀释内标贮备液（5.15）。
5.17替代物贮备液:
ρ=1000～5000mg/L.
选择2,2',4,4',5,5'-六溴联苯或四氯间二甲苯作为替代物，当十氯联苯为非待测化合物时，也可选用十氯联苯作为替代物。
也可直接购买有证标准溶液。
5.18替代物使用液:
ρ=5.0mg/L（参考质量浓度）。
用丙酮（5.3）稀释替代物贮备液（5.17）。
5.19十氟三苯基磷（DFTPP）溶液:
ρ=1000mg/L，溶剂为甲醇。
5.20十氟三苯基磷使用液ρ=50.0mg/L。
移取500μl十氟三苯基磷（DFTPP）溶液（5.9）至10ml容量瓶中，用正己烷（5.2）定容至标线，混匀。
5.21弗罗里硅土柱：
1000mg，6ml。
5.22硅胶柱：
1000mg，6ml。
5.23石墨碳柱：
1000mg，6ml。
5.24石英砂：
20～50目。
在马弗炉中450℃烘烤4h后冷却，置于干燥器内玻璃瓶中备用。
5.25硅藻土：
（100～400目）。
在马弗炉中450℃烘烤4h后冷却，置于干燥器内玻璃瓶中备用。
6.样品
6.1样品的采集与保存
土壤样品按照HJ/T166的相关要求采集和保存，沉积物样品按照GB17378.3的相关要求采集和保存。
样品保存在事先清洗洁净的广口棕色玻璃瓶或聚四氟乙烯衬垫螺口玻璃瓶中，运输过程中应密封避光，尽快运回实验室分析。
如暂不能分析，应在4C以下冷藏保存，保存时间为14d，样品提取溶液4℃以下避光冷藏保存时间为40d。
6.2试样的制备
去除样品中的异物（石子、叶片等），称取约10g（精确到0.01g）样品双份，土壤样品一份按照HJ613测定干物质含量，另一份加入适量无水硫酸钠（5.4），研磨均化成流沙状，如使用加压流体萃取，则用硅藻土（5.25）脱水。
沉积物样品一份按照GB17378.5测定含水率，另一份参照土壤样品脱水。
制备风干土壤及沉积物样品，可分别参照HJ166和GB17378.3相关部分进行操作。
采集样品风干及筛分时应避免日光直接照射及样品间的交叉污染。
6.3水分的测定
土壤样品干物质含量的测定按照HJ613执行，沉积物样品含水率的测定按照GB17378.5执行。
6.4试样的预处理
6.4.1提取
采用微波萃取或超声萃取，也可采用索氏提取、加压流体萃取。
如需用替代物指示试样全程回收效率，则可在称取好待萃取的试样中加入一定量的替代物使用液（5.18），使替代物浓度在标准曲线中间浓度点附近。
6.4.1.1微波萃取
称取试样10.0g（可根据试样中待测化合物浓度适当增加或减少取样量）于萃取罐中，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（5.9）。
萃取温度为110℃，微波萃取时间10min。
收集提取溶液。
6.4.1.2超声波萃取
称取5.0～15.0g试样（可根据试样中待测化合物浓度适当增加或减少取样量），置于玻璃烧杯中，加入30ml正己烷-丙酮混合溶剂（5.9），用探头式超声波萃取仪，连续超声萃取5min，收集萃取溶液。
上述萃取过程重复三次，合并提取溶液。
6.4.1.3索氏提取
用纸质套简称取制备好的试样约10.0g（可根据试样中待测化合物浓度适当增加或减少取样量），加入100ml正已烷-丙酮混合溶剂（5.9），提取16～18h，回流速度约10次/h.收集提取溶液。
6.4.1.4加压流体萃取
称取5.0～15.0g试样（可根据试样中待测化合物浓度适当增加或减少取样量），根据试样量选择体积合适的萃取池，装入试样，以正己烷-丙酮混合溶剂（5.9）为提取溶液，按以下参考条件进行萃取：
萃取温度100℃，萃取压力1500psi（10342kPa），静态萃取时间5min，淋洗为60%池体积，氮气吹扫时间60s，萃取循环次数2次。
收集提取溶液。
6.4.2过滤和脱水
如萃取液未能完全和固体样品分离，可采取离心后倾出上清液或过滤等方式分离。
如萃取液存在明显水分，需进行脱水。
在玻璃漏斗上垫一层玻璃棉或玻璃纤维滤膜，铺加约5g无水硫酸钠（5.4），将萃取液经上述漏斗直接过滤到浓缩器皿中，用5～10ml正己烷-丙酮混合溶剂（5.9）充分洗涤萃取容器，将洗涤液也经漏斗过滤到浓缩器皿中。
最后再用少许上述混合溶剂冲洗无水硫酸钠。
6.4.3浓缩和更换溶剂
采用氮吹浓缩法，也可采用旋转蒸发浓缩、K-D浓缩等其他浓缩方法。
氮吹浓缩仪设置温度30℃，小流量氮气将提取液浓缩到所需体积。
如需更换溶剂体系，则将提取液浓缩至1.5～2.0ml，用5～10ml溶剂洗涤浓缩器管壁，再用小流量氮气浓缩至所需体积。
6.4.4净化
如提取液颜色较深，可首先采用浓硫酸净化，可去除大部分有机化合物包括部分有机氯农药。
样品提取液中存在杀虫剂及多氯碳氢化合物干扰时，可采用弗罗里硅土柱或硅胶柱净化；存在明显色素干扰时，可用石墨碳柱净化。
沉积物样品含有大量元素硫的干扰时，可采用活化铜粉去除。
6.4.4.1浓硫酸净化
浓硫酸净化前，须将萃取液的溶剂更换为正己烷。
按6.4.3步骤，将萃取液的溶剂更换为正己烷，并浓缩至10～50ml。
将上述溶液置于150ml分液漏斗中，加入约十分之一萃取液体积的硫酸（5.8），振摇1min，静置分层，弃去硫酸层。
按上述步骤重复数次，至两相层界面清晰并均呈无色透明为止。
在上述正己烷萃取液中加入相当于其一半体积的碳酸钾溶液（5.11），振摇后，静置分层，弃去水相。
可重复上述步骤2～4次直至水相呈中性，再按6.4.2步骤对正已烷萃取液进行脱水。
注1：
在浓硫酸净化过程中，须防止发热爆炸，加浓硫酸后先慢慢振摇，不断放气，再稍剧烈振摇。
6.4.4.2脱硫
将萃取液体积预浓缩至10～50ml。
若浓缩时产生硫结晶，可用离心方式使晶体沉降在玻璃容器底部，再用滴管小心转移出全部溶液。
在上述萃取浓缩液中加入大约2g活化后的铜粉（5.12），振荡混合至少1～2min，将溶液吸出使其与铜粉分离，转移至干净的玻璃容器内，待进一步净化或浓缩。
6.4.4.3弗罗里硅土柱净化
弗罗里硅土柱用约8ml正己烷洗涤，保持柱吸附剂表面浸润。
萃取液按照6.4.3步骤预浓缩至1.5～2ml，.用吸管将其转移到弗罗里硅土柱上停留1min后，让溶液流出小柱并弃去，保持柱吸附剂表面浸润。
加入约2ml正己烷-丙酮混合溶剂（5.10）并停留1min，用10ml小型浓缩管接收洗脱液，继续用正己烷-丙酮溶液（5.10）洗涤小柱，至接收的洗脱液体积到10ml为止。
.
7.4.4.4硅胶柱净化
用约10ml正己烷洗涤硅胶柱。
萃取液浓缩并替换至正己烷，用硅胶柱对其进行净化，具体步骤参见6.4.4.3。
6.4.4.5石墨碳柱净化
用约10ml正己烷洗涤石墨碳柱。
萃取液浓缩并替换至正己烷，分析多氯联苯时，用甲苯溶剂为洗脱溶液，具体洗脱步骤参见6.4.4.3，收集甲苯洗脱液体积为12ml；分析除PCB81、PCB77、PCB126和PCB169以外的多氯联苯时，也可采用正己烷-丙酮混合溶液（5.10）为洗脱溶液，具体步骤参见6.4.4.3，收集的洗脱液体积为12ml。
注2：
每批次新购买的弗罗里硅土柱、硅胶柱、石墨碳柱等净化柱，均需做空白检验确定其不含影响测定的杂质千扰时，方可使用。
.
6.4.5浓缩定容和加内标
净化后的洗脱液6.4.3的步骤浓缩并定容至1.0ml。
取20μl内标使用液，加入浓缩定容后的试样中，混匀后转移至2ml样品瓶中，待分析。
6.5空白试样制备
用石英砂（5.24）代替实际样品，按与试样的预处理（6.4）相同步骤制备空白试样。
7.分析步骤
7.1仪器参考条件
7.1.1气相色谱条件
进样口温度:
270℃，不分流进样；柱流量:
1.0ml/min；柱箱温度:
40℃，以20℃/min升温至280℃，保持5min进样量:
1.0μl。
7.1.2质谱分析条件
四极杆温度:
150℃；离子源温度:
230℃；传输线温度:
280℃；扫描模式:
选择离子扫描（SIM），多氯联苯的主要选择离子参见HJ743-2015附录B，溶剂延迟时间:
5min。
8.2校准
8.2.1仪器性能检查
样品分析前，用1μl十氟三苯基膦（DFTPP）溶液（5.10）对气相色谱-质谱系统进行仪器性能检查，所得质量离子的丰度应满足表1的要求。
表1DFTPP关键离子及离子丰度评价表
质荷比m/z
丰度评价
质荷比m/z
丰度评价
51
强度为198碎片的30%～60%
199
强度为198碎片的5%～9%
68
强度小于69碎片的2%
275
强度为198碎片的10%～30%
70
强度小于69碎片的2%
365
强度大于198碎片的1%
127
强度为198碎片的40%～60%
441
存在但不超过443碎片强度
197
强度小于198碎片的1%
442
强度大于198碎片的40%
198
基峰，相对强度100%
443
强度为442碎片的17%～23%
7.2.2标准曲线的绘制
用多氯联苯使用液（5.14）配制标准系列，如样品分析时采用了替代物指示全程回收效率则同步加入替代物标准使用液（5.18），多氯联苯目标化合物及替代物标准系列浓度为：
10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L、200μg/L、500μg/L；分别加入内标使用液（5.16），使其浓度均为200μg/L。
7.2.3标准曲线的绘制
按照仪器参照条件（7.1）进行分析，得到不同浓度各目标化合物的质谱图，记录各目标化合物的保留时间和定量离子质谱峰的峰面积（或峰高）。
7.3测定
取待测样（6.4），按照与绘制标准曲线相同是分析步骤进行测定。
7.4空白实验
取空白试样（6.5）。
按照与绘制标准曲线相同是分析步骤进行测定。
8.结果计算与表示
8.1定性分析
以样品中目标物的保留时间（RRT）、辅助定性离子和目标离子峰面积比（Q）与标准样品比较来定性。
多氯联苯化合物的特征离子，见HJ743-2015附录B.
样品中目标化合物的保留时间与期望保留时间（即标准样品中的平均相对保留时间）的相对标准偏差应控制在土3%以内；样品中目标化合物的辅助定性离子和目标离子峰面积比与期望Q值（即标准曲线中间点辅助定性离子和目标离子的峰面积比）的相对偏差应控制在土30%。
8.2定量分析
以选择离子扫描方式采集数据，内标法定量。
8.3计算结果
8.3.1平均相对响应因子结果计算
平均相对响应因子RF，按照式
（1）进行计算。
（1）
式中：
Ax——目标化合物定量离子峰面积
AIS——内标化合物特征离子峰面积
ρIS——内标化合物的质量浓度，mg/L
ρx——目标化合物的质量浓度，mg/L
8.3.2土壤样品的结果计算
土壤中的目标化合物含量w1（μg/kg），按照
（2）进行计算
（2）
式中：
w1——样品中的目标物物含量，μg/kg；
Ax——测试试样中目标化合物的定量离子峰面积；
AIS——测试试样中内标化合物的定量离子峰面积；
ρIS——测试试样中内标化合物的质量浓度，mg/L
RF——校准曲线的平均相对响应因子；
Vx——样品提取液的定容体积；ml
wdm——样品的干物质含量，%；
m——称取样品的质量，g。
8.3.3沉积物样品的结果计算
沉积物中目标化合物含量w2（μg/kg），按照（3）进行计算。
（3）
式中：
w2——样品中的目标物物含量，μg/kg；
Ax——测试试样中目标化合物的定量离子峰面积；
AIS——测试试样中内标化合物的定量离子峰面积；
ρIS——测试试样中内标化合物的质量浓度，mg/L
RF——校准曲线的平均相对响应因子；
Vx——样品提取液的定容体积；ml
w——样品的含水率，%；
m——称取样品的质量，g。
8.4结果表示
测定结果小于100μg/kg时，结果保留小数点后一位；测定结果大于等于100μg/kg时，结果保留三位有效数字。
9.质量保证和质量控制
9.1空白实验
每批次样品（不超过20个样品）至少做一个实验室空白，空白中目标化合物浓度均应低于方法检出限，否则应查找原因，至实验室空白检验合格后，才能继续进行样品分析。
9.2校准曲线
每批样品应绘制校准曲线。
内标法定量时，内标峰面积应不低于标准曲线内标峰面积的±50%。
各目标化合物平均响应因子的相对标准偏差≤15%，否则应重新绘制校准曲线。
每20个样品或每批次（少于20个样品/批）应分析一个曲线中间浓度点标准溶液，其测定结果与初始曲线在该点测定浓度的相对偏差应≤20%，否则应查找原因，重新绘制校准曲线。
9.3平行样品的测定
每20个样品或每批次（少于20个样品/批）分析一个平行样，单次平行样品测定结果相对偏差一般不超过30%。
9.4空白加标样品的测定
每20个样品或每批次（少于20个样品/批）分析一个空白加标样品，回收率应在60%~130%之间，否则应查明原因，直至回收率满足质控要求后，才能继续进行样品分析。
9.5样品加标的测定
每20个样品或每批次（少于20个样品/批）分析一个加标样品，土壤样品加标回收率应在60%~130%之间，沉积物加标样品的回收率应在55%~135%。
9.6替代物的回收率
如需采取加入替代物指示全程样品回收效率，可抽取同批次25~30个样品的替代物加标回收率，计算其平均加标回收率p及相对标准偏差s，则替代物的回收率须控制在p±3s内。
10.方法验证试验
10.1标准曲线绘制
10.2精密度的测定
取六份空白的石英砂按照（6.4）步骤进行测定，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20.0uL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：
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
2，4，4'-三氯联苯*
23.0
符合
2
2，2'，5，5'-四氯联苯*
18.6
符合
3
2，2'，4，5，5'-五氯联苯*
31.5
符合
4
3，4，4'5'-四氯联苯
21.6
符合
5
3，3'，4，4'-四氯联苯
29.7
符合
6
2'，3，4，4'5，-五氯联苯
22.0
符合
7
2，3'，4，4'5，-五氯联苯*8
15.8
符合
8
2，3，4，4'5，-五氯联苯
18.4
符合
9
2，2'，4，4'5，5'-六氯联苯*
14.7
符合
10
2，3，3'，4，4'-五氯联苯
18.2
符合
11
2，2'，3，4，4'5'-六氯联苯*
12.0
符合
12
3'，3，4，4'5-五氯联苯
20.4
符合
13
2，3'，4，4'5，5'-六氯联苯
10.6
符合
14
2，3，3'，4，4'5'--六氯联苯
17.3
符合
15
2，3，3'，4，4'5'--六氯联苯
13.0
符合
16
2，2'，3，4，4'5，5'-七氯联苯*
16.4
符合
17
3，3'，4，4'5，5'-六氯联苯
9.31
符合
18
2，3，3'，4，4'5，5'-七氯联苯
10.5
符合
注：
*为指示性多氯联苯；未标识为共平面多氯联苯；**既为指示性多氯联苯，又为共平面多氯联苯。
表1（以100ug/kg土壤计）
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
PCB28
符合
2
PCB52
符合
3
PCB101
符合
4
PCB81
符合
5
PCB77
符合
6
PCB123
符合
7
PCB118
符合
8
PCB114
符合
9
PCB153
符合
10
PCB105
符合
11
PCB138
符合
12
PCB126
符合
13
PCB167
符合
14
PCB156
符合
15
PCB157
符合
16
PCB180
符合
17
PCB169
符合
18
PCB189
符合
对土壤样品加入10.0uL浓度为25.0ug/mL的标准样品进行回收率分析，本实验室各目标物加标回收率均在标准加标回收率范围内，符合要求。
10.3方法检出限和测定下限的测定
测定10个全程序空白试验，其结果如下表3：
表3
序号
项目
结果（ug/kg）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
PCB28
2
PCB52
3
PCB101
4
PCB81
5
PCB77
6
PCB123
7
PCB118
8
PCB114
9
PCB153
10
PCB105
11
PCB138
12
PCB126
13
PCB167
14
PCB156
15
PCB157
16
PCB180
17
PCB169
18
PCB189
续表3
序号
项目
平均值（ug/kg）
标准
偏差S
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