HJ 744-2015 水质 酚类化合物的测定 气相色谱-质谱法.pdf
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1、中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 7442015 水质 酚类化合物的测定 气相色谱-质谱法 Water qualityDetermination of phenols compounds Gas chromatography mass spectrometry 2015-05-04发布 2015-07-01实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7442015 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保护标准,并予发布。
2、 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 7442015 ii HJ 7442015 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性
3、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 结果计算及表示.6 9 精密度和准确度.7 10 质量保证和质量控制.8 11 废物处理.9 12 注意事项.9 附录A(规范性附录) 方法的检出限和测定下限.10 附录B(资料性附录) 方法的精密度和准确度汇总表.11 HJ 7442015 iv 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,规范水中酚类化合物的测定方法,制定本标准。 本标准规定了水中酚类化合物测定的气相色谱-质谱法。 本标准为首次发布。 本标准的附录A为规范性附录,附录
4、B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:江苏省环境监测中心。 本标准验证单位:泰州市环境监测中心站、南京市环境监测中心站、重庆市环境监测中心站、大连 市环境监测中心、环境保护部南京环境科学研究所和河南省环境监测中心。 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 7442015 1 水质 酚类化合物的测定 气相色谱-质谱法 警告:试验中所使用的溶剂和试剂均有一定的毒性,样品前处理过程应在通风橱中进行,操 作时应按规定要求佩戴防护器具,避免溶剂和试剂直接接触皮肤和衣物。 1 适用范围 本标准规定
5、了测定水中酚类化合物的气相色谱-质谱法。 本标准适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中苯酚、2-氯苯酚、4-氯苯酚、五氯酚、2,4- 二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、2,4,5-三氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、4-硝基酚、2-甲酚、3- 甲酚、4-甲酚、2,4-二甲酚等14种酚类化合物的测定。其他酚类化合物经过方法验证,也可采用本方法 测定。 当取样体积为250 ml、采用选择离子扫描模式时,14种酚类化合物的方法检出限为0.10.2 mg/L, 测定下限为0.40.8 mg/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。凡是未注明日期的引用
6、文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 14581 水质湖泊和水库采样技术指导 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 HJ 493 水质采样 样品的保存和管理技术规定 3 方法原理 在酸性条件下(pH1),用液液萃取或固相萃取法提取水样中的酚类化合物,经五氟卞基溴衍生 化后用气相色谱-质谱法(GC-MS)分离检测,以色谱保留时间和质谱特征离子定性,外标法或内标法 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和实验用水。 4.1 乙酸乙酯(CH3COOC2H5):色谱纯。 4.2 正己烷(C6H14):色谱纯。 4.3
7、 丙酮(CH3COCH3):色谱纯。 4.4 甲醇(CH3OH):色谱纯。 4.5 二氯甲烷(CH2Cl2):色谱纯。 4.6 硫酸(H2SO4):r(H2SO4)=1.84 g/ml。 4.7 盐酸(HCl):r(HCl)=1.19 g/ml。 4.8 碳酸钾(K2CO3)。 HJ 7442015 2 4.9 氢氧化钠(NaOH)。 4.10 无水硫酸钠(Na2SO4) 在马弗炉中400烘烤4 h,冷却至室温,置于玻璃瓶中,于干燥器中保存。 4.11 氯化钠(NaCl) 在马弗炉中400烘烤4 h,冷却至室温,置于玻璃瓶中,于干燥器中保存。 4.12 五氟苄基溴(C7H2BrF5)。 4.1
8、3 二氯甲烷-正己烷混合溶液:2+1。 用二氯甲烷(4.5)和正己烷(4.2)按2:1的体积比混合。 4.14 二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶液:4+1。 用二氯甲烷(4.5)和乙酸乙酯(4.1)按4:1的体积比混合。 4.15 二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶液:1+1。 用二氯甲烷(4.5)和乙酸乙酯(4.1)按1:1的体积比混合。 4.16 硫酸溶液:1+1。 量取50 ml浓硫酸(4.6),缓慢加入到50 ml水中。 4.17 盐酸溶液:c(HCl)= 0.05 mol/L。 量取0.44 ml浓盐酸(4.7), 缓慢加入到100 ml水中。 4.18 碳酸钾溶液(K2CO3):r(K2CO3)=0
9、.1 g/ml。 称取1.0 g碳酸钾(4.8)溶于水中,定容至10.0 ml。 4.19 氢氧化钠溶液:r(NaOH)=0.4 g/ml。 称取40 g氢氧化钠(4.9)溶于水中,定容至100 ml。 4.20 五氟苄基溴衍生化试剂 称取0.500 g五氟苄基溴(4.12),溶于 9.5 ml丙酮(4.3)中,4下避光冷藏,可保存2周。 4.21 酚类化合物标准贮备液:r =1002 000 mg/L。 含 14 种目标酚类化合物。可用异丙醇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,保存时间参见标准溶液证书的相关说明。 4.22 酚类化合物标
10、准使用液:r =10.0 mg/L。 用丙酮(4.3)稀释标准储备液(4.21)。 4.23 内标标准贮备液:r =1 000 mg/L。 可选用2,5-二溴甲苯作为测定甲基酚、二甲基酚、一氯代酚及二氯代酚等相对沸点较低的酚类化合 物的内标,2,25,5-四溴联苯作为测定三氯代酚、四氯代酚及硝基酚等沸点较高的酚类化合物的内标。 可直接购买有证标准溶液,或用异丙醇稀释纯标准物质制备。4下冷藏,可保存半年。 4.24 内标标准使用液:r =100 mg/L。 用正己烷(4.2)稀释内标标准储备液(4.23)。 4.25 替代物标准储备液:r =2 000 mg/L。 可选用 2-氟酚、2,4,6-
11、三溴酚作为替代物。可直接购买有证标准溶液,或用异丙醇稀释纯标准物质 制备。4下避光冷藏,可保存半年。 4.26 替代物标准使用液:r =10.0 mg/L。 用丙酮(4.3)稀释替代物标准储备液(4.25)。 4.27 十氟三苯基膦(DFTPP)溶液:r =1 000 mg/L,溶剂为二氯甲烷。 4.28 十氟三苯基膦使用液:r =50.0 mg/L。 移取500 ml十氟三苯基膦(DFTPP)溶液(4.27)至10 ml容量瓶中,用正己烷(4.2)定容至标线, 混匀。 4.29 载气:氦气,纯度99.999%。 HJ 7442015 3 5 仪器和设备 5.1 采样瓶:磨口棕色玻璃瓶。 5.
12、2 气相色谱-质谱仪:EI源。 5.3 毛细管柱:30 m0.25 mm,膜厚0.25 mm(5%-苯基-甲基聚硅氧烷固定液),或其他等效毛细管柱。 5.4 固相萃取装置。 5.5 固相萃取柱:聚苯乙烯-二乙烯基苯-乙烯基吡咯烷酮(6 ml,500 mg)或等效固相萃取柱。 5.6 浓缩装置:氮吹浓缩气仪、旋转蒸发仪、K-D浓缩仪或具有相当功能的设备。 5.7 玻璃分液漏斗:500 ml。 5.8 一般实验室常用仪器和设备。 6 样品 6.1 样品采集与保存 参照GB/T 14581、HJ/T 91、HJ/T 164和HJ/T 493的相关规定进行水样的采集和保存。采集样品时, 不能用水样预洗
13、采样瓶。样品采集后,用硫酸溶液(4.16), 将 水 样 调节至 pH2。水样应充满样品瓶 并加盖密封,4下避光保存。若水样不能及时测定,应在 7 d内萃取。萃取液在 4下避光保存,于 20 d内完成分析。 6.2 试样制备 地表水、地下水等清洁水样可不净化直接萃取分析,基体较复杂的水样应采用碱性水溶液反萃取法 (6.2.1)净化。 6.2.1 试样净化 取水样250 ml于玻璃分液漏斗中,用氢氧化钠溶液(4.19)调节水样至pH12,加入25 ml二氯 甲烷-正己烷混合溶液(4.13),振荡萃取5 min,弃去有机溶剂相,待进一步样品提取。 6.2.2 萃取 量取250 ml水样或净化后水样
14、(6.2.1),如需用替代物指示全程样品回收效率,则可在水样中加入 10.0 ml的替代物标准使用液(4.26), 使 替代物浓度在标准曲线中间浓度点附近。 水样中加入硫酸溶液(4.16),调节水样pH1。选择液液萃取6.2.2.1或者固相萃取6.2.2.2提取目 标物。 6.2.2.1 液液萃取 称取 15 g 氯化钠(4.11)加入到水样中,轻轻振摇使其溶解。量取 25 ml 二氯甲烷-乙酸乙酯混合 溶液(4.14), 振摇萃取10 min。静置至有机相和水相充分分离,收集有机相,并经无水硫酸钠(4.10) 除水。重复3次上述萃取步骤,合并萃取液于浓缩管中。按6.2.4步骤浓缩并更换到丙酮
15、溶剂中,定容 至约8 ml。 6.2.2.2 固相萃取 用9 ml二氯甲烷(4.5)淋洗固相萃取小柱(5.5),将小柱抽干。再分别用9 ml甲醇(4.4)和9 ml 的盐酸溶液(4.17)淋洗小柱,均保持小柱柱头浸润。水样以约 20 ml/min 的流速通过小柱富集后,用 氮气吹扫、干燥萃取小柱。再用810 ml二氯甲烷-乙酸乙酯混合溶液(4.15)以约 3 ml/min洗脱小柱, 洗脱液收集于接收管中,按6.2.4步骤浓缩并更换到丙酮溶剂中,定容至约8 ml。 HJ 7442015 4 6.2.3 衍生化反应 在8ml上述丙酮萃取浓缩液(6.2.2.1或6.2.2.2)中依次加入100 ml
16、五氟苄基溴衍生化试剂(4.20) 和100 ml K2CO3溶液(4.18)。盖好瓶塞,轻轻振摇、混匀。置于60下衍生60 min后,冷却至室温。 按6.2.4步骤将溶剂体系更换至正己烷,浓缩定容至1.0 ml,待测。 如需采用内标法定量,在上述定容后的溶液中准确加入 5.0 ml 内标标准使用液(4.24),使内标物 在溶液中浓度为500 mg/L,待测。 6.2.4 浓缩和更换溶剂 采用氮吹浓缩装置浓缩萃取液并更换溶剂,也可采用其他浓缩装置(5.6)。 氮吹浓缩及更换溶剂参考条件:氮吹浓缩仪设置温度 30,小流量氮气将提取液浓缩至 1.5 2.0 ml,用510 ml需更换的溶剂洗涤浓缩器
17、管壁,再用小流量氮气浓缩至0.5 ml,重复两次上述淋洗 管壁和浓缩操作,最后用需更换的溶剂定容。 6.3 空白试样制备 用实验用水代替实际样品,按与试样制备(6.2)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:1.0 ml/min(恒流);柱箱温度: 50,以 8/min 升 温至250并保持10 min;进样量:1.0 ml。 7.1.2 质谱参考分析条件 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), 酚类化合物衍生物(如苯酚五氟苄基溴衍生物简称为苯酚-PFB
18、)的主要特征离子参见表1;溶剂延迟时 间:5 min。 表1 酚类化合物衍生物的出峰顺序及主要特征离子 序号 保留时间 化合物名称 特征离子(m/z) 1 14.86 2,5-二溴甲苯(内标物) 250*/169/88 2 17.06 2-氟酚-PFB(替代物) 292*/293/181 3 17.40 苯酚-PFB 274*/275/181 4 18.38 3-甲酚-PFB 288*/289/181 5 18.73 2-甲酚-PFB 288*/289/181 6 18.87 4-甲酚-PFB 288*/289/181 7 19.70 2-氯苯酚-PFB 308*/310/181 8 19.7
19、2 2,4-二甲酚-PFB 302*/121/181 9 20.33 4-氯苯酚-PFB 308*/310/181 10 21.20 2,6-二氯苯酚-PFB 342*/133/181 11 21.98 2,4-二氯苯酚-PFB 342*/133/181 12 22.86 2,4,6-三氯苯酚-PFB 376*/378/181 13 23.89 2,4,5-三氯苯酚-PFB 376*/378/181 14 24.30 4-硝基酚-PFB 319*/182/181 15 25.19 2,3,4,6-四氯苯酚-PFB 412*/203/181 HJ 7442015 5 续表 序号 保留时间 化合物
20、名称 特征离子(m/z) 16 26.41 2,4,6-三溴酚-PFB(替代物) 301*/512/181 17 27.27 五氯酚-PFB 446*/444/181 18 28.58 2,2,5,5-四溴联苯(内标物) 470*/150/389 注:加*号的离子为酚类化合物五氟苄基溴衍生物定量离子。 7.2 校准 7.2.1 仪器性能检查 样品分析前,用 1 ml 十氟三苯基膦(DFTPP)溶液(4.27)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2的要求。 表2 DFTPP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
21、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碎片的强度 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 标准系列的配制 分别取酚类化合物标准使用液(4.22)10 ml、20 ml、40 ml、100 ml、240 ml,如样品分析时采用了 替代物指示全程回收效率,则在上述系
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