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| 标准编号 | HJ 909-2017 (HJ909-2017) | | 中文名称 | 水质 多溴二苯醚的测定 气相色谱-质谱法 | | 英文名称 | Water quality--Determination of polybrominated diphenyl ethers--Gas chromatography mass spectrometry | | 行业 | 环保行业标准 | | 中标分类 | Z16 | | 字数估计 | 16,151 | | 发布日期 | 2017-12-29 | | 实施日期 | 2018-04-01 | | 标准依据 | 环境保护部公告2017年第86号 | | 发布机构 | 生态环境部 |
HJ 909-2017
中华人民共和国国家环境保护标准
Water quality-Determination of polybrominated diphenyl ethers
-Gas chromatography mass spectrometry
2017-12-29 发布
2018-04-01 实施
目次
前言.ii
1 适用范围..1
2 规范性引用文件..1
3 方法原理..1
4 试剂和材料.1
5 仪器和设备.3
6 样品.3
7 分析步骤..4
8 结果计算与表示..5
9 精密度和准确度..6
10 质量保证和质量控制.7
11 废物处理7
12 注意事项7
附录A(规范性附录)方法检出限和测定下限..9
附录B(资料性附录)质谱参考条件.10
附录C(资料性附录)方法的精密度和准确度11
前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》,保护环境,
保障人体健康,规范水中多溴二苯醚的测定方法,制定本标准。
本标准规定了测定地表水、地下水、工业废水和生活污水中多溴二苯醚的气相色谱-质
谱法。
本标准的附录A为规范性附录,附录B~附录C为资料性附录。
本标准为首次发布。
本标准由环境保护部环境监测司和科技标准司组织制订。
本标准起草单位:国家环境分析测试中心、环境保护部环境保护对外合作中心。
本标准验证单位:湖北省环境监测中心站、广东省环境监测中心、浙江省环境监测中心、
宁波国科监测技术有限公司、中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室和岛
津企业管理(中国)有限公司北京分析中心。
本标准环境保护部2017年12月29日批准。
本标准自2018年4月1日起实施。
本标准由环境保护部解释。
水质多溴二苯醚的测定气相色谱-质谱法
警告:实验中所使用的内标及标准样品均为有毒有害化合物,其溶液配制应在通风柜中
进行,操作时应按规定要求佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣物。
1 适用范围
本标准规定了测定水中多溴二苯醚的气相色谱-质谱法。
本标准适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中8 种多溴二苯醚同类物的测定。
当取样量为1 L,最终定容体积为1 ml 时,本标准测定的三至七溴代二苯醚的方法检出
限出限为0.5 ng/L~1.6 ng/L,十溴二苯醚的方法检出限为0.02 μg/L,三至七溴代二苯醚的测
定下限为2.0 ng/L~6.4 ng/L,十溴二苯醚的测定下限为0.08 μg/L。详见附录A。
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。
HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范
HJ/T 164 地下水环境监测技术规范
3 方法原理
用二氯甲烷萃取水样中的多溴二苯醚,萃取液经脱水、浓缩、净化、定容后,用气相色
谱分离,质谱检测。根据保留时间、碎片离子质荷比及其丰度比定性,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,实验用水为不含目标物的纯
水。
4.1 二氯甲烷(CH2Cl2):农残级。
4.2 正己烷(C6H14):农残级。
4.3 甲醇(CH3OH):农残级。
4.4 硫酸(H2SO4):ρ(H2SO4)= 1.84 g/ml。
4.5 盐酸(HCl):ρ(HCl)= 1.19 g/ml。
4.6 硫代硫酸钠(Na2S2O3):优级纯。
4.7 多溴二苯醚混合标准溶液:ρ = 20.0 mg/L,包括BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、
BDE-153、BDE-154 和BDE-183(BDE-209 的浓度为200 mg/L)。以正己烷为溶剂,用标准
物质配制,4℃以下密封避光保存半年。也可直接购买有证标准溶液,保存时间参见标准溶
液证书的相关说明。
4.8 净化内标溶液:ρ =2.00 mg/L,包括13C-BDE-28、13C-BDE-47、13C-BDE-99、13C-BDE-100、
13C-BDE-153、13C-BDE-154 和13C-BDE-183(13C-BDE-209 浓度为20 mg/L)。市售有证标准
溶液,溶剂为壬烷。
4.9 进样内标贮备液:ρ =50.0 mg/L,13C-PCB-209,市售有证标准溶液,溶剂为壬烷。
4.10 多溴二苯醚混合标准使用液I:ρ =2.00 mg/L(ρBDE-209 = 20 mg/L)。
移取1.00 ml 多溴二苯醚混合标准溶液(4.7)至10 ml 棕色容量瓶中,用正己烷(4.2)
定容至标线,混匀。4℃以下密封保存3 个月。
4.11 多溴二苯醚混合标准使用液II:ρ =200 μg/L(ρBDE-209 =2000 μg/L)。
分别移取100 μl 多溴二苯醚混合标准使用液I(4.10)和900 μl 正己烷(4.2)至1.5 ml
棕色样品瓶中,混匀。临用现配。
4.12 进样内标使用液:ρ =5.00 mg/L。
移取1.00 ml 进样内标贮备液(4.9)至10 ml 棕色容量瓶中,用正己烷(4.2)定容至标
线,混匀。4℃以下密封保存3 个月。
4.13 无水硫酸钠(Na2SO4):优级纯。
在400℃下灼烧4 h,冷却后装入磨口玻璃瓶中,置于干燥器中保存。
4.14 石英棉:使用前在350℃下灼烧2 h,密封保存。
4.15 氢氧化钠溶液:ρ(NaOH)=0.05 g/ml。
取50 g 氢氧化钠(优级纯)溶于少量水中,稀释至1 L。
4.16 硅胶:75 μm~180 μm 左右(80 目~200 目)层析填充柱用硅胶。
在烧杯中依次用甲醇(4.3)和二氯甲烷(4.1)洗净,挥发完全后,在蒸发皿中摊开,
厚度小于10 mm。130℃下干燥16 h,然后放入干燥器冷却30 min,装入锥形瓶,保存于干燥器中。
4.17 层析硅酸镁:75 μm~180 μm 左右(80 目~200 目)。
在烧杯中依次用甲醇(4.3)和二氯甲烷(4.1)洗净,挥发完全后,在蒸发皿中摊开,
厚度小于10 mm。130℃下干燥16 h,然后放入干燥器冷却30 min,装入锥形瓶,保存于干燥器中。
4.18 碱性硅胶。
称取98 g 硅胶(4.16),加入40 ml 氢氧化钠溶液(4.15),充分振荡后变成粉末状。所
制成的硅胶含有2%(w/w)的氢氧化钠,将其装入锥形瓶,保存于干燥器中。
4.19 酸性硅胶。
称取56 g 硅胶(4.16),加入44 g 硫酸(4.4),充分震荡后变成粉末状。所制成的硅胶
含有44%的硫酸,将其装入锥形瓶,保存于干燥器中。
4.20 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(5.4)底部垫一小团石英棉(4.14),加入40 ml 正己烷(4.2)。依次装填1 g
无水硫酸钠(4.13)、1 g 硅胶(4.16)、2 g 层析硅酸镁(4.17)、1 g 硅胶(4.16)、3 g 碱性硅
胶(4.18)、1 g 硅胶(4.16)、8 g 酸性硅胶(4.19)、1 g 硅胶(4.16)、1 g 无水硫酸钠(4.13)。
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。
4.21 二氯甲烷-正己烷混合溶剂:1+4。
量取1 份体积的二氯甲烷(4.1)和4 份体积的正己烷(4.2)配制。
4.22 盐酸溶液:1+1。
4.23 载气:氦气,纯度≥99.999%。
5 仪器和设备
5.1 采样瓶:1~4 L,聚四氟乙烯内衬旋盖棕色细口玻璃瓶。
5.2 气相色谱质谱仪(GC-MS):具毛细管柱和脉冲高压的分流/不分流进样口,可程序升
温,质谱带EI 源。
5.3 色谱柱:固定相为5%苯基-甲基聚硅氧烷,15 m × 0.25 mm × 0.1 μm,或选用其他同等
效果的色谱柱。
5.4 层析柱:内径8 mm,长200 mm 的玻璃管柱。
5.5 浓缩装置:旋转蒸发装置、K-D 浓缩器或氮吹浓缩仪等浓缩装置。
5.6 分液漏斗:2 L,具聚四氟乙烯旋塞。
5.7 一般实验室常用仪器和设备。
6 样品
6.1 样品采集和保存
按照HJ/T 91 和HJ/T 164 的相关规定进行水样的采集和保存。用采样瓶(5.1)采集样
品,每升水加入80 mg 硫代硫酸钠(4.6)于4℃保存,14 d 内完成萃取。
6.2 试样的制备
6.2.1 萃取
准确量取1000 ml 水样于2 L 分液漏斗,加入10.0 μl 净化内标溶液(4.8),用氢氧化钠
溶液(4.15)或盐酸溶液(4.22)调节pH 值至中性。加入50 ml 二氯甲烷(4.1),摇动萃取
5 min(注意放气),静置5 min,待两相分层,收集下层有机相。重复上述操作一次。合并
萃取液,将萃取液通过无水硫酸钠(4.13)脱水。
注:用二氯甲烷萃取时注意放气;若萃取时出现乳化现象,可采用盐析、搅动、离心、冷冻或用玻璃
棉过滤等方法破乳。
6.2.2 净化
用约100 ml 二氯甲烷-正己烷混合溶剂(4.21)淋洗复合硅胶柱(4.20),弃去淋洗液。
将萃取液浓缩至1~2 ml 后完全转移到复合硅胶柱(4.20)上,用120 ml 二氯甲烷-正己烷混
合溶剂(4.21)洗脱,调节洗脱速度约为2.5 ml/min (大约1 滴/s),用茄形瓶收集洗脱液。
注:地下水及背景干扰低的地表水等样品的萃取液一般不需净化。
6.2.3 浓缩
用浓缩装置(5.5)浓缩萃取液(6.2.1)或净化后的洗脱液(6.2.2),浓缩过程中转换溶
剂为正己烷,浓缩至约1 ml,加入20.0 μl 进样内标使用液(4.12),待测。
注:如果浓缩液不能及时进行测定,应在4℃下避光保存,28 d 内完成分析。
6.3 空白试样的制备
用实验用水按照与试样的制备(6.2)相同的步骤进行实验室空白试样的制备。
7 分析步骤
7.1 测量条件
7.1.1 气相色谱参考条件
进样口温度:270℃,脉冲或高压(120 kPa,1 min)不分流进样;载气流速:2.0 ml/min;
进样体积:1.0 μl;柱箱温度:60℃(保持1 min),以30℃/min 升至200℃(保持1 min),
再以10℃/min 升至260℃,再以20℃/min 升至320℃(保持3 min)。
7.1.2 质谱参考条件
离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;传输线温度:270℃;离子化能量:70 eV。
数据采集方式:选择离子监测。多溴二苯醚的定量和定性离子基于全扫描获取的目标物质谱
图确定,参见附录B。
7.2 仪器性能检查
7.2.1 质谱系统调谐
仪器使用前用全氟三丁胺对质谱仪系统进行调谐。样品分析前且每运行12 h,需注入
1.0 μl 十氟三苯基膦(DFTPP,50 μg/ml),对仪器整个系统进行检查。DFTPP 的关键离子丰
度应符合表1 要求。
表1 DFTPP 关键离子及离子丰度标准
质量离子/m/z 丰度标准质量离子/m/z 丰度标准
51 基峰的10%~80% 199 198 峰的5%~9%
68 小于69 峰的2% 275 基峰的10%~60%
70 小于69 峰的2% 365 大于198 峰的1%
127 基峰的10%~80% 441 存在且小于442 峰24%
197 小于198 峰的2% 442 基峰,或大于198 峰的50%
198 基峰,或大于442 峰的50% 443 442 峰的15%~24%
7.2.2 气相色谱系统检查
样品分析前且每运行12 h,应对气相色谱质谱系统进行检查,注入1.0 μl p,p'-DDT(5.0
μg/ml),使用全扫描方式测定,按公式(1)计算其降解率。
若滴滴涕的降解率≥ 15%,则应对进样口和色谱柱进行维护,系统检查合格后方可进行测定。
7.3 校准曲线的建立
7.3.1 标准系列(CS)的配制
取5 个1.5 ml 棕色气相色谱进样小瓶,分别使用正己烷(4.2)、多溴二苯醚混合标准使
用液I(4.10)、多溴二苯醚混合标准使用液II(4.11)、净化内标溶液(4.8)和进样内标使
用液(4.12),按表2 配制成五个不同浓度的标准系列。
表2 多溴二苯醚标准系列溶液的配制
标准系列CS-1 CS-2 CS-3 CS-4 CS-5
多溴二苯醚标准系列溶液浓度/ng/ml 2.00 10.0 50.0 200 500
BDE-209 浓度/ng/ml 20.0 100 500 2000 5000
正己烷体积/μl 960 920 945 870 720
多溴二苯醚混合标准使用液I 体积/μl - - 25.0 100 250
多溴二苯醚混合标准使用液II 体积/μl 10.0 50.0 - - -
净化内标溶液体积/μl 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
进样内标使用液体积/μl 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
7.3.2 标准曲线
按照仪器参考分析条件(7.1),由低浓度到高浓度依次进行GC-MS 测定。以标准系列
溶液中目标物的质量浓度与内标物浓度比值为横坐标,以目标物对应的色谱峰峰面积与内标
物峰面积的比值为纵坐标,建立校准曲线。
7.4 试样测定
按照与校准曲线的建立(7.3)相同的仪器条件进行试样(6.2)的测定。
7.5 空白试验
按照与试样测定(7.4)相同的步骤进行空白试样(6.3)的测定。
8 结果计算与表示
8.1 定性分析
根据目标物和其同位素物质的保留时间、碎片离子质荷比及其丰度比定性。样品中目标
物的保留时间与标准品的保留时间差值在20 s 以内,且定性离子相对于定量离子的相对丰
度与最近获得的标准样品的相对丰度比较,其相对偏差应< 20%。多溴二苯醚的总离子流色
谱图见图1。
1-13C-BDE-28 和BDE-28;2-13C-BDE-47 和BDE-47;3-13C-BDE-100 和BDE-100;4-13C-BDE-99 和
BDE-99;5-13C-PCB-209;6-13C-BDE-154 和BDE-154;7-13C-BDE-153 和BDE-153;8-13C-BDE-183
和BDE-183;9-13C-BDE-209 和BDE-209。
图1 多溴二苯醚的总离子流色谱图
8.2 结果计算
当样品中多溴二苯醚的定量离子有干扰时,允许使用辅助离子定量。试样中多溴二苯醚
的浓度由仪器工作站按同位素稀释法自动计算,样品中多溴二苯醚的质量浓度按公式(2)
进行计算:
式中:ρ--样品中多溴二苯醚的质量浓度,ng/L;
ρ1--由标准曲线得到的试样中多溴二苯醚的浓度,ng/L;
V1--试样的体积,ml;
V--水样体积,ml;
f--稀释倍数。
8.3 结果表示
当测定结果≥10.0 ng/L 时,数据保留两位有效数字;当结果< 10.0 ng/L 时,数据保留小
数点后一位(当BDE-209 测定结果≥1.0 μg/L 时,数据保留两位有效数字;当结果< 1.0 μg/L
时,数据保留小数点后两位)。
9 精密度和准确度
9.1 精密度
六家实验室对含多溴二苯醚浓度为4.5 ng/L、90 ng/L、350 ng/L(BDE-209 浓度为0.045
μg/L、0.90 μg/L、3.5 μg/L)的实际样品进行了6 次重复测定,实验室内相对标准偏差分别
为:2.5%~31%、3.2%~29%、4.4%~17%;实验室间相对标准偏差分别为:9.4%~19%、
2.8%~15%、3.7%~11%;重复性限为:0.4 ng/L~2.1 ng/L(BDE-209 为0.03 μg/L)、11 ng/L~26
ng/L(BDE-209 为0.38 μg/L)、75 ng/L~140 ng/L(BDE-209 为1.2 μg/L);再现性限为:1.5
ng/L~2.6 ng/L(BDE-209 为0.04 μg/L)、16 ng/L~38 ng/L(BDE-209 为0.41 μg/L)、78 ng/L~160
ng/L(BDE-209 为1.4 μg/L)。
9.2 准确度
六家实验室对含多溴二苯醚浓度为4.5 ng/L、90 ng/L、350 ng/L(BDE-209 浓度为0.045
μg/L、0.90 μg/L、3.5 μg/L)的实际样品进行了加标分析测定,加标量分别为4.5 ng、90 ng、
350 ng(BDE-209 加标量为0.045 μg、0.90 μg、3.5 μg),加标回收率分别为69%~115%(BDE-209
为111%~179%)、79%~125%、75%~125%;加标回收率最终值:88%±24%~95%±18%
(BDE-209 为145%±46%),94%±12%~107%±18%,96%±20%~113%±18%。
精密度和准确度结果参见附录C。
10 质量保证和质量控制
10.1 每批样品(以20 个样品为一批次)应至少做一个实验室空白实验,所有空白测试结
果中的目标化合物浓度应小于方法检出限。否则应及时查明原因,直至实验室空白检验合格
后才能进行样品分析。
10.2 标准曲线的相关系数应≥0.997。每测定20 个样品测定一个校准曲线中间点浓度的标
准溶液,测定值与该点初始浓度的相对误差应≤30%。
10.3 每批样品(最多20 个样品)应分析平行样,平行样测定结果相对偏差应≤40%......
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