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| 标准编号 | HJ 890-2017 (HJ890-2017) | | 中文名称 | 土壤和沉积物 多氯联苯混合物的测定 气相色谱法 | | 英文名称 | Soil and sediment. Determination of polychlorinated biphenyl mixtures. Gas chromatography | | 行业 | 环保行业标准 | | 中标分类 | Z18 | | 国际标准分类 | 13.080 | | 字数估计 | 18,181 | | 发布日期 | 2017-12-17 | | 实施日期 | 2018-02-01 | | 引用标准 | GB 17378.3; GB 17378.5; HJ 494; HJ 613; HJ 783; HJ/T 166 | | 标准依据 | 环境保护部公告2017年第73号 | | 发布机构 | 生态环境部 | | 范围 | 本标准规定了测定土壤和沉积物中多氯联苯混合物的气相色谱法。本标准适用于土壤和沉积物中PCB1221、PCB1242、PCB1248、PCB1254和PCB1260共5种多氯联苯工业品的测定,其他多氯联苯工业品若通过验证也可用本方法测定。当取样量为5g,定容体积为1.0 ml时,本方法测定5种多氯联苯工业品的检出限为5μg/kg,测定下限为20μg/kg。 |
HJ 890-2017: 土壤和沉积物 多氯联苯混合物的测定 气相色谱法
HJ 890-2017 英文名称: Soil and sediment. Determination of polychlorinated biphenyl mixtures. Gas chromatography
中华人民共和国国家环境保护标准
土壤和沉积物 多氯联苯混合物的测定
气相色谱法
1 适用范围
本标准规定了测定土壤和沉积物中多氯联苯混合物的气相色谱法。
本标准适用于土壤和沉积物中 PCB1221、PCB1242、PCB1248、PCB1254和 PCB1260
共 5种多氯联苯工业品的测定,其它多氯联苯工业品若通过验证也可用本方法测定。
当取样量为 5 g,定容体积为 1.0 ml时,本方法测定 5种多氯联苯工业品的检出限为
5 μg/kg,测定下限为 20 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。凡是不注日期的引用文件,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
HJ 494 水质采样技术指导
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
HJ/T 166 土壤环境监测技术规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
多氯联苯同系物
多氯联苯(PCBs)又称氯化联苯,是联苯苯环上的氢原子被氯原子取代而形成的一类
人工合成有机物,从一氯联苯到十氯联苯,共有 209种化合物,这些化合物分子式虽然不同,
但有类似的化学结构,称为同系物。
3.2
特征识别峰
每种多氯联苯工业品在 GC/ECD谱图中都有 70~80个可辨认的色谱峰。其中一些色谱
峰丰度较大,分离较好,与周边色谱峰的相对位置和强弱具有明显特征,
易于辨认,称为特征识别峰。
24 方法原理
土壤和沉积物样品中的多氯联苯用有机溶剂提取,提取液经浓硫酸、硅胶柱净化,浓缩
定容后用气相色谱分离,电子捕获检测器检测。通过样品色谱峰的保留时间和峰形与标准样
品进行比对定性,选择 5~10个特征识别峰,用外标法定量。
5 干扰和消除
土壤和沉积物中可能存在的六六六、有机磷农药、含氧化合物等不会干扰 PCBs的测定。
浓度大于 5 μg/kg的 DDE、DDD和 DDE会干扰定量,在选择特征识别峰时需避开这些化合
物的出峰时间。
6 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。
6.1 实验用水
在 1 L分液漏斗中加入 500 ml去离子水或蒸馏水和 100 ml正己烷,振摇 10 min静置分
层后,将水相放出,保存在棕色玻璃瓶中备用。正己烷可重复使用 3次。
6.2 正己烷(C6H14):农残级,或浓缩 100倍后未检出 PCBs。
6.3 二氯甲烷(C2H2Cl2):农残级,或浓缩 50倍后未检出 PCBs。
6.4 丙酮(C3H6O):农残级,或未检出 PCBs。
6.5 无水乙醇(C2H5OH):HPLC级,或浓缩 100倍后未检出 PCBs。
6.6 硝酸:ρ(HNO3)=1.42 g/ml。
6.7 硫酸:ρ(H2SO4)=1.84 g/ml。
6.8 氢氧化钾(KOH):纯度 85%。
6.9 碳酸氢钠(NaHCO3)。
6.10 无水硫酸钠(Na2SO4)。
马弗炉中 450℃灼烧 4 h,取出置于洁净干燥器中备用。
6.11 二氯甲烷-正己烷混合溶液:1+1。
用二氯甲烷(6.3)和正己烷(6.2)按 1∶1的体积比混合。
6.12 硝酸溶液:ρ(HNO3)=1 mol/L。
取 6.9 ml硝酸(6.6),加入 100 ml水中,混匀。
6.13 硫酸溶液:1+9。
取 10 ml硫酸(6.7),加入 90 ml水中,混匀。
6.14 氢氧化钾溶液:ρ(KOH)=0.05 g/ml。
取 59 g氢氧化钾(6.8)溶于少量水中,稀释至 1 L。
6.15 氢氧化钾-乙醇溶液:1 mol/L。
称取 33 g氢氧化钾(6.8)加入 500 ml无水乙醇(6.5),溶解后混匀。
6.16 碳酸氢钠溶液:ρ(NaHCO3)=0.02 g/ml。
3称取 2 g碳酸氢钠(6.9),溶解于 100 ml水中,混匀。
6.17 多氯联苯标准样品
PCB1221、PCB1242、PCB1248、PCB1254、PCB1260等市售多氯联苯标准样品。
注:部分市售 PCB系列标准样品是甲醇溶剂,甲醇和正己烷、石油醚等非极性溶剂不能以任何比互
溶,稀释比应大于 15∶1。
6.18 多氯联苯标准贮备液:ρ=5.00 mg/L。
用正己烷(6.2)稀释多氯联苯标准样品(6.17)。在高密封标样瓶中避光冷藏,至少可
保存 6个月。
6.19 铜丝(珠或粉)。
使用前浸泡于硝酸溶液(6.12)中去除表面氧化层后,用水洗涤至中性后再依次用丙酮
(6.4)和正己烷(6.2)洗涤 3次。
6.20 硅胶:75 μm~150 μm(200目~100目)。
130℃活化 16 h,置于洁净干燥器中备用。
6.21 碱性硅胶。
取硅胶(6.20)98 g,加入氢氧化钾溶液(6.14)40 ml,充分振荡,成粉末状,装瓶后
保存于干燥器中。
6.22 酸性硅胶。
取硅胶(6.20)56 g,加入硫酸(6.7)44 g,充分振荡,成粉末状,装瓶后保存于干燥器中。
6.23 复合硅胶柱:可采用以下方法装填,也可购买市售产品。
在层析柱(7.6)底部垫一小团玻璃棉(6.27),加入 40 ml正己烷(6.2),依次装填无水
硫酸钠(6.10)1 g、硅胶(6.20)1 g、碱性硅胶(6.21)3 g、硅胶(6.20)1 g、酸性硅胶(6.22)
8 g、硅胶(6.20)1 g、无水硫酸钠(6.10)1 g。放出正己烷,使其液面刚好与硅胶柱上层
无水硫酸钠齐平,待用。
6.24 硅胶净化柱:商品化柱,1 000 mg/6 ml,聚乙烯或聚丙烯柱体。
6.25 硅藻土:75 μm ~150 μm(200目~100目)。
马弗炉中 450℃灼烧 4 h,取出置于洁净干燥器中备用。
6.26 石英砂:150 μm~830 μm(100目~20目)。
马弗炉中 450℃灼烧 4 h,取出置于洁净干燥器中备用。
6.27 洁净玻璃棉。
6.28 高纯氮气:纯度≥99.999%。
7 仪器和设备
7.1 气相色谱仪:具有分流/不分流进样口、程序升温功能和电子捕获检测器。
7.2 色谱柱:石英毛细管色谱柱。
分析柱:非极性,30 m0.25 mm0.25 μm,100%聚甲基硅氧烷固定液,或其他等效色谱柱;
确认柱:中极性,30 m0.25 mm0.25 μm,14%氰丙基苯基-86%二甲基聚
硅氧烷固定液,或其他等效色谱柱。
7.3 提取装置:索氏提取装置、自动索氏提取仪、加速溶剂萃取仪或其他性能相当的提取装置。
7.4 浓缩装置:氮吹浓缩仪、旋转蒸发仪、K-D浓缩仪、平行离心蒸发仪或其他性能相当的设备。
7.5 玻璃回流装置。
7.6 层析柱:长 300 mm,内径 10 mm~15 mm,底部具有聚四氟乙烯活塞的玻璃柱。
7.7 分析天平:感量 0.01 g。
7.8 一般实验室常用仪器和设备。
8 样品
8.1 样品采集和保存
按照 HJ/T 166的相关要求采集和保存土壤样品,按照 HJ 494的相关要求采集水体沉积
物样品,按照 GB 17378.3的相关要求采集海洋沉积物样品。样品采集后,在 4℃下避光保
存,30 d内完成萃取,40 d内完成萃取液的分析。
8.2 样品的制备
去除样品中的异物,称取样品 5 g(精确至 0.01 g),加入圆底烧瓶中。使用索氏提取时,
样品中加入适量无水硫酸钠(6.10),研磨成流砂状,装入提取管中。对于含硫较高的沉积
物样品加入适量铜粉(6.19)。使用加压流体萃取时,样品中加入适量硅藻土(6.25),研磨
至无块状,装入萃取池中。对于含硫较高的沉积物样品加入适量铜粉(6.19)。
制备风干土壤及沉积物样品,可分别按照 HJ/T 166和 GB 17378.3相关部分进行操作。
8.3 水分的测定
称取样品的同时,按照 HJ 613测定土壤样品干物质含量,按照 GB 17378.5测定沉积物样品含水率。
8.4 试样的制备
8.4.1 提取
8.4.1.1 碱液回流
在装有样品的圆底烧瓶中,加入氢氧化钾-乙醇溶液(6.15)50 ml,沸水浴回流 1 h,将
上清液转入预先加有 100 ml正己烷(6.2)和 500 ml水的分液漏斗中,并将碱解残渣用 20 ml
乙醇(6.5)洗涤三次,合并至分液漏斗中。用硫酸溶液(6.13)调节溶液至中性后,萃取 5 min
~10 min,静置分层,弃去水样。
8.4.1.2 加压流体萃取
将萃取池和接收瓶对应放好,萃取剂为二氯甲烷-正己烷混合溶液(6.11),萃取温度
5100℃,加热时间 5 min,萃取时间 5 min,循环萃取 2次,萃取后氮气吹扫 60 s。或按照 HJ 783
进行萃取条件的设置和优化。
8.4.1.3 索氏抽提和自动索氏抽提
将滤筒放入索氏提取管中,连接好萃取设备,打开加热器,控制速度,二氯甲烷-正己
烷混合溶液(6.11)回流 16 h。或按照自动索氏抽提优化的条件萃取 4 h~6 h。
8.4.2 净化
8.4.2.1 硫酸净化
提取液转换溶剂为正己烷后,加入约 5 ml~10 ml硫酸(6.7),摇动片刻静置分层后,弃
去硫酸相,再重复硫酸洗涤至硫酸相无色。加入 100 ml碳酸氢钠溶液(6.16),振摇 2 min,
静置分层,弃去水相,再重复洗涤至水样 pH值为中性。在玻璃三角漏斗中,先装入少量玻
璃棉(6.27),然后装入约 10 g的无水硫酸钠(6.10),并以 15 ml正己烷(6.2)洗涤,弃去
洗涤液。加入提取液,以梨形烧瓶收集。用适当的浓缩设备浓缩至 2 ml左右,转入刻度试管中。
8.4.2.2 硅胶柱净化
于层析柱(7.6)中,先装入少量玻璃棉(6.27)。在预先加有 20 ml正己烷(6.2)的烧
杯中加入 3.0 g硅胶(6.20),适当搅拌,倒入层析柱中,并用少量正己烷(6.2)洗涤烧杯转
入层析柱中,放出多余正己烷至硅胶层上方 0.5 cm处,加入少量无水硫酸钠(6.10)。将浓
缩后的试样加入层析柱中,并用 2 ml正己烷(6.2)洗涤刻度试管,加入层析柱。将 40 ml
正己烷(6.2)加入滴液漏斗中,并将滴液漏斗与层析柱连接,
调节流速至大约每秒 1滴,用梨形瓶收集。
对于基体较干净的样品,也可采用商品化的硅胶净化柱(6.24)净化。使用前用 10 ml
正己烷(6.2)洗涤硅胶净化柱(6.24),当液面至填料层上方 1 mm~2 mm处,将浓缩后的
样品定量转入净化柱中,用 12 ml正己烷(6.2)淋洗,控制适当的流速,用刻度试管接收。
8.4.2.3 脱硫
对于含有单质硫的沉积物样品,将铜丝(珠)(6.19)放入洗脱液中脱硫,铜表面变黑
后用硝酸溶液(6.12)处理至铜表面有金属光泽,依次用水、丙酮(6.4)和正己烷(6.2)
洗涤后,再次放入样品中,反复若干次,直至铜表面不变黑。
8.4.3 浓缩定容
将洗脱液用浓缩装置(7.4)浓缩至 2 ml左右,转移至刻度试管中进一步浓缩定容到 1.0ml,待测。
注:对于 PCBs浓度较高或干扰不明显的土壤样品,可直接将提取液转溶剂至正己烷,浓缩至 2 ml左
右,全部转移至复合硅胶柱(6.23)上用 100 ml正己烷(6.2)洗脱,收集洗脱液,
浓缩定容至 1.0 ml后待测。
68.5 空白试样的制备
用石英砂(6.26)替代实际样品,按与试样制备(8.4)相同的步骤制备空白试样。
9 分析步骤
9.1 仪器参考条件
进样口温度:225℃;不分流进样,1.0 min后分流,分流比 50∶1;柱压:110 kPa;柱
温:100℃保持 2 min,以 15℃/min升温至 160℃,再以 5℃/min升温至 300℃,保持 10 min;
进样量:1.0 μl;补充气(尾吹气):50 ml/min;电子捕获检测器(ECD)温度:300℃。
确认柱程序升温:60℃保持 2 min,以 30℃/min升温至 160℃,
再以 3℃/min升温至 260℃,保持 7 min。
9.2 校准曲线的建立
将多氯联苯标准贮备液(6.18)用正己烷稀释配制成浓度为 0.05 μg/ml、0.10 μg/ml、
0.25 μg/ml、0.50 μg/ml、1.00 μg/ml的标准系列溶液。按照仪器参考条件(9.1)进行分析,
得到不同浓度的色谱图,以各标准系列溶液的浓度为横坐标,以其对应的特征识别峰面积之
和为纵坐标,绘制校准曲线。
当样品中 PCBs浓度较高或干扰不明显时,可以以各标准系列溶液的浓度为横坐标,以
PCBs总峰面积之和为纵坐标,建立校准曲线。
9.3 试样测定
将制备好的试样(8.4)按照与校准曲线的建立(9.2)相同的仪器分析条件进行测定。
9.4 空白试验
将制备好的空白试样(8.......
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