HJ 741-2015 土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空气相色谱法.pdf
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1、中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 7412015 土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱法 Soil and sedimentDetermination of volatile organic compounds Headspace gas chromatography 2015-05-04发布 2015-07-01实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7412015 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2015年 第28号 为贯彻中华人民共和国环境保护法,保护环境,保障人体健康,规范环境监测工作,现批准土 壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱法等四项标准为国家环境
2、保护标准,并予发布。 标准名称、编号如下: 一、土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱法(HJ 7412015); 二、土壤和沉积物 挥发性芳香烃的测定 顶空/气相色谱法(HJ 7422015); 三、土壤和沉积物 多氯联苯的测定 气相色谱-质谱法(HJ 7432015); 四、水质 酚类化合物的测定 气相色谱-质谱法(HJ 7442015)。 以上标准自 2015 年 7 月 1 日起实施,由中国环境出版社出版,标准内容可在环境保护部网站 ()查询。 特此公告。 环境保护部 2015年5月4日 HJ 7412015 ii HJ 7412015 iii 目 次 前 言.iv 1 适用
3、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.2 6 样品.2 7 分析步骤.4 8 结果计算与表示.4 9 精密度和准确度.6 10 质量保证和质量控制.6 11 废物处理.7 12 注意事项.7 附录A(规范性附录) 方法的检出限和测定下限.8 附录B(资料性附录) 方法的精密度和准确度.9 附录C(资料性附录) 聚乙二醇-20M色谱柱分析目标物的色谱图.13 HJ 7412015 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法,保护环境,保障人体健康,规范土壤和沉积物中挥发性有 机物的测定方法,制定本标准。 本标准规定了土壤和沉积物中挥发性有机物的
4、顶空/气相色谱法。 本标准为首次发布。 本标准附录A为规范性附录,附录B和附录C为资料性附录。 本标准由环境保护部科技标准司组织制订。 本标准主要起草单位:鞍山市环境监测中心站。 本标准验证单位:辽宁省环境监测实验中心、沈阳市环境监测中心站、大连市环境监测中心、哈尔 滨市环境监测中心、抚顺市环境监测中心站和辽阳市环境监测中心站。 本标准环境保护部2015年5月4日批准。 本标准自2015年7月1日起实施。 本标准由环境保护部解释。 HJ 7412015 1 土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱法 警告:试验中所使用的有机试剂和标准溶液为易挥发的有毒化合物,操作过程应在通风橱中 进行
5、操作,应按规定要求佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣服。 1 适用范围 本标准规定了测定土壤和沉积物中37种挥发性有机物的顶空/气相色谱法。 本标准适用于土壤和沉积物中37种挥发性有机物的测定。其他挥发性有机物若通过验证也可适用 于本标准。 当土壤和沉积物样品量为 2 g 时,37 种挥发性有机物的方法检出限为 0.0050.03 mg/kg,测定下 限为0.020.12 mg/kg,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。凡是未注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 17378.3 海洋监测规范 第3部分:样品采集储存与运输 GB 17378.5 海洋监测
6、规范 第5部分:沉积物分析 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 3 方法原理 在一定的温度下,顶空瓶内样品中挥发性有机物向液上空间挥发,在气液固三相达到热力学动态 平衡后。气相中的挥发性有机物经气相色谱分离,用火焰离子化检测器检测。以保留时间定性,外标 法定量。 4 试剂和材料 4.1 实验用水:二次蒸馏水或通过纯水设备制备的水。 使用前需经过空白试验,确认在目标化合物的保留时间区间内无干扰色谱峰出现或者其中的目标化 合物浓度低于方法检出限。 4.2 甲醇(CH3OH):色谱纯。 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
7、出限。 4.3 氯化钠(NaCl):优级纯。 在马弗炉中400下烘烤4 h,置于干燥器中冷却至室温,转移至磨口玻璃瓶中保存。 4.4 磷酸(H3PO4):优级纯。 4.5 饱和氯化钠溶液。 HJ 7412015 2 量取500 ml实验用水(4.1),滴加几滴磷酸(4.4)调节pH2,加入180 g氯化钠(4.3),溶解并 混匀。于4下保存,可保存6个月。 4.6 标准贮备液:r =1 0005 000 mg/L。 可直接购买有证标准溶液,也可用标准物质配制。 4.7 标准使用液:r =10100 mg/L。 目标化合物的标准使用液保存于密实瓶中保存期为30 d,或参照制造商说明配制。 4.8
8、 石英砂(SiO2):分析纯,2050目。 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。 4.9 载气:高纯氮气(99.999%), 经 脱氧剂脱氧、分子筛脱水。 4.10 燃气:高纯氢气(99.999%),经分子筛脱水。 4.11 助燃气:空气,经硅胶脱水、活性炭脱有机物。 注 1:以上所有标准溶液均以甲醇为溶剂,配制或开封后的标准溶液应置于密实瓶中,4以下避光保存,保存期 一般为30 d。使用前应恢复至室温、混匀。 5 仪器和设备 5.1 气相色谱仪:具有毛细管分流/不分流进样口,可程序升温,具氢火焰离子化检测器(FID)。 5.2 色谱柱:石英毛细管柱。柱1:60
9、m0.25 mm,膜厚1.4 mm(6%腈丙苯基、94%二甲基聚硅氧烷 固定液),也可使用其他等效毛细柱。柱2:30 m0.32 mm,膜厚0.25 mm(聚乙二醇-20M),也 可使 用 其他等效毛细柱。 5.3 自动顶空进样器:顶空瓶(22 ml)、密封垫(聚四氟乙烯/硅氧烷材料)、瓶盖(螺旋盖或一次使用 的压盖)。 5.4 往复式振荡器:振荡频率150次/min,可固定顶空瓶。 5.5 天平:精度为0.01 g。 5.6 微量注射器:5 ml、10 ml、25 ml、100 ml、500 ml。 5.7 采样器材:铁铲或不锈钢药勺。 5.8 便携式冷藏箱:容积20 L,温度4以下。 5.
10、9 棕色密实瓶:2 ml,具聚四氟乙烯衬垫和实芯螺旋盖。 5.10 采样瓶:具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的60 ml或200 ml的螺纹棕色广口玻璃瓶。 5.11 一次性巴斯德玻璃吸液管。 5.12 马弗炉。 5.13 一般实验室常用仪器和设备。 6 样品 6.1 样品的采集和保存 根据HJ/T 166、GB 17378.3的相关要求进行土壤和沉积物样品的采集和保存。采集样品的工具应 用金属制品,用前应经过进行清洗。所有样品均应至少采集3份代表性样品。 6.1.1 样品采集时加饱和氯化钠溶液 22 ml顶空瓶中加入10.0 ml饱和氯化钠溶液(4.5),称重(精确至0.01 g)后,带到现场。
11、用采样 器采集约2 g的土壤或沉积物样品于顶空瓶中,立即密封,置于冷藏箱内,带回实验室。 6.1.2 样品采集时未加饱和氯化钠溶液 HJ 7412015 3 用铁铲或药勺将样品尽快采集到采样瓶(5.10)中,并尽量填满。快速清除掉采样瓶螺纹及外表面 上黏附的样品,密封采样瓶。置于便携式冷藏箱内,带回实验室。采样瓶中的样品用于土壤中干物质含 量、沉积物含水率和高含量样品的测定。 注2:可在采样现场使用用于挥发性有机物测定的便携式仪器对样品进行浓度高低的初筛。当样品中挥发性有机物 浓度大于1 000 mg/kg时,视该样品为高含量样品。 注3:样品采集时切勿搅动土壤及沉积物,以免造成土壤及沉积物中
12、有机物的挥发。 样品运回实验室后应尽快分析。若不能立即分析,应在 4以下密封保存,保存期限不超过 7 d。 样品存放区域应无挥发性有机物干扰。 6.2 试样的制备 6.2.1 低含量试样 6.1.1步骤采集到样品的制备:在实验室内取出装有样品的顶空瓶(6.1.1),待 恢复至室温后,称重, 精确至0.01 g。在振荡器上以150次/min的频率振荡10 min,待测。 6.1.2步骤采集到样品的制备:在实验室内取出装有样品的样品瓶(6.1.2),待恢复至室温后,称取 2 g(精确至 0.01 g)样品置于顶空瓶中,迅速加入 10.0 ml 饱和氯化钠溶液(4.5),立即密封,在振荡 器上以15
13、0次/min的频率振荡10 min,待测。 6.2.2 高含量试样 如果现场初步筛选挥发性有机物为高含量或低含量样品测定结果大于 1 000 mg/kg 时应视为高含量 试样。 取出装有高含量样品的样品瓶(6.1.2),待其恢复至室温。称取2 g(精确至0.01 g)样品置于顶空 瓶中,迅速加入10.0 ml甲醇(4.2),密封,在振荡器上以150次/min的频率振荡10 min。静置沉降后, 用一次性巴斯德玻璃吸管移取约1 ml甲醇提取液至2 ml棕色密实瓶(5.9)中。该提取液可冷冻密封避 光保存,保存期为14 d。若甲醇提取液中目标化合物浓度较高,可通过加入甲醇进行适当稀释。 然后,向空
14、的顶空瓶中依次加入2 g(精确至0.01 g)石英砂(4.8)、 10.0 ml饱和氯化钠溶液(4.5) 和10100 ml(5.6)上述甲醇提取液,立即密封,在振荡器上以150次/min的频率振荡10 min,待测。 注4:若用高含量方法分析浓度值过低或未检出,应采用低含量方法重新分析样品。 6.3 空白试样的制备 6.3.1 运输空白 采样前在实验室将10.0 ml饱和氯化钠溶液和2 g(精确至0.01 g)石英砂放入顶空瓶中密封,将其 带到采样现场。采样时不开封,之后随样品运回实验室。在振荡器上以150次/min的频率振荡10 min, 待测。用于检查样品运输过程中是否受到污染。 6.3
15、.2 低含量空白试样 称取 2 g(精确至 0.01 g)石英砂(4.8)代替样品,置于顶空瓶内,加入 10.0 ml 饱和氯化钠溶液 (4.5),立即密封,在振荡器上以150次/min的频率振荡10 min,待测。 6.3.3 高含量空白试样 以2 g(精确至0.01 g)石英砂(4.8)代替高含量样品,按照6.2.2步骤进行制备。 6.4 土壤干物质含量及沉积物含水率的测定 按照HJ 613测定土壤中干物质含量;按照GB 17378.5测定沉积物样品的含水率。 HJ 7412015 4 7 分析步骤 7.1 仪器参考条件 不同型号顶空进样器和气相色谱仪的最佳工作条件不同,应按照仪器使用说明
16、书进行操作。本标准 给出的仪器参考条件如下。 7.1.1 顶空自动进样器参考条件 加热平衡温度85;加热平衡时间50 min;取样针温度100;传输线温度110;传输线为经过 惰性处理,内径0.32 mm的石英毛细管柱;压力化平衡时间1 min;进样时间0.2 min;拨针时间0.4 min。 注5:也可以采用其他进样方式。 7.1.2 气相色谱仪参考条件 升温程序:40(保持 5 min) 8/min 100(保持 5 min) 6/min 200(保持 10 min)。进 样口温度: 220。检测器温度:240。载气:氮气;载气流量:1 ml/min;氢气流量:45 ml/min;空 气流
17、量:450 ml/min。进样方式:分流进样;分流比:101。 7.2 校准曲线绘制 向5支顶空瓶中依次加入2.00 g石英砂(4.8)、 10.0 ml 饱和氯化钠溶液(4.5)和一定量的标准使 用液(4.7),立即密封,配置目标化合物分别为 0.10 mg、0.20 mg、0.50 mg、1.00 mg 和 2.00 mg 的 5 点 不同浓度系列的校准曲线系列。将配置好的标准系列样品在振荡器(5.4)上以150次/min 的频率振荡 10 min,按照仪器参考条件(7.1)依次进样分析,以峰面积或峰高为纵坐标,质量(g)为横坐标, 绘制校准曲线。 7.3 测定 将制备好的试样(6.2)置
18、于顶空进样器上,按照仪器参考条件(7.1)进行测定。如果挥发性有机 物有检出,应用色谱柱2辅助定性予以确认。 7.4 空白试验 将制备好的空白试样(6.3)置于自动顶空进样器(5.3)上,按照仪器参考条件(7.1)进行测定。 8 结果计算与表示 8.1 定性分析 配制挥发性有机物浓度为 0.200 mg/L 的标准溶液,使用色谱柱 1 进行分离,按照顶空自动进样器 和气相色谱仪参考条件进行测定,以保留时间定性。当使用本方法无法定性时,用色谱柱2或GC-MS 等其他方式辅助定性。色谱柱1分析挥发性有机物的标准色谱图见图1。色谱柱2分析挥发性有机物的 标准色谱图见附录C。 8.2 土壤样品结果计算
19、 8.2.1 低含量样品中挥发性有机物的含量,按照式(1)进行计算。 0 1dm mw mw= (1) HJ 7412015 5 4 保留时间 峰高 1 2 3 5 10 6 7 8 12 9 13 11 14 16 15 18 17 19 20 21 22 23 24 25 27 26 28 30 29 31 34 32 33 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 min 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 mV(10 000) 1氯乙烯;21,1-二氯乙烯;3二氯甲烷;4反-1,2-二氯乙烯;51,1-二氯乙烷;6顺-1,2-二氯乙烯;7
20、氯 仿;81,1,1-三氯乙烷;9四氯化碳;101,2-二氯乙烷+苯;11三氯乙烯;121,2-二氯丙烷;13溴二氯甲烷;14 甲苯;151,1,2-三氯乙烷;16四氯乙烯;17二溴一氯甲烷;181,2-二溴乙烷;19氯苯;201,1,1,2-四氯乙烷; 21乙苯;22间-二甲苯+对-二甲苯;23邻-二甲苯+苯乙烯;24溴仿;251,1,2,2-四氯乙烷;261,2,3-三氯丙烷; 271,3,5-三甲基苯;281,2,4-三甲基苯;291,3-二氯苯;301,4-二氯苯;311,2-二氯苯;321,2,4-三氯苯;33 六氯丁二烯;34萘 图1 柱1分析37种挥发性有机物标准色谱图 式中:w
21、 样品中挥发性有机物的含量,mg/kg; m0 校准曲线计算目标物的质量,mg; m1 样品量(湿重), g ; w dm 样品的干物质含量,%。 8.2.2 高含量样品中挥发性有机物的含量,按照式(2)进行计算。 0 1dmS 10mfw mwV = (2) 式中:w 样品中挥发性有机物的含量,mg/kg; m0 校准曲线计算目标物的质量,g; 10 提取样品加入的甲醇量,ml; m1 样品量(湿重), g ; V S 用于顶空测定的甲醇提取液体积,ml; wdm 样品的干物质含量,%; f 提取液的稀释倍数。 8.3 沉积物样品结果计算 8.3.1 低含量样品中挥发性有机物的含量,按照式(
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