HJ 759-2015 环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样气相色谱-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 7592015 环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法 Ambient airDetermination of volatile organic compounds Collected by specially-prepared canistersand analyzed by gas chromatography/mass spectrometry 2015-10-22发布 2015-12-01实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7592015 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2015年 第62号 为贯彻中华人民共和国环境保护法
2、,保护环境,保障人体健康,规范环境监测工作,现批准水 质 阿特拉津的测定 气相色谱法等八项标准为国家环境保护标准,并予发布。 标准名称、编号如下: 一、水质 阿特拉津的测定 气相色谱法( HJ 7542015); 二、水质 总大肠菌群和粪大肠菌群的测定 纸片快速法( HJ 7552015); 三、水质 丁基黄原酸的测定 紫外分光光度法( HJ 7562015); 四、水质 铬的测定 火焰原子吸收分光光度法( HJ 7572015); 五、水质 卤代乙酸类化合物的测定 气相色谱法( HJ 7582015); 六、环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法( HJ 7592015);
3、七、固体废物 挥发性有机物的测定 顶空-气相色谱法( HJ 7602015); 八、固体废物 有机质的测定 灼烧减量法( HJ 7612015)。 以上标准自 2015 年 12 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10月22日 HJ 7592015 ii HJ 7592015 iii 目 次 前 言.iv 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.2 6 样品.2 7 分析步骤.3 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.6 1
4、1 注意事项.7 附录A(规范性附录) 方法检出限和测定下限.8 附录B(资料性附录) 方法精密度和准确度.10 附录C(资料性附录) 内标物与目标化合物的对应关系.22 附录D(资料性附录) 挥发性有机物总离子流图.24 HJ 7592015 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大气污染防治法,保护环境,保障人 体健康,规范环境空气中挥发性有机物的监测方法,制定本标准。 本标准规定了测定环境空气中挥发性有机物的罐采样/气相色谱-质谱方法。 本标准为首次发布。 本标准的附录A为规范性附录,附录B附录D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
5、单位:江苏省环境监测中心。 本标准验证单位:苏州市环境监测中心站、常州市环境监测中心站、泰州市环境监测中心站、无锡 市环境监测中心站、镇江市环境监测中心站、呼伦贝尔市环境监测站。 本标准环境保护部2015年10月22日批准。 本标准自2015年12月1日起实施。 本标准由环境保护部解释。 HJ 7592015 1 环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法 警告:实验中所使用标准品为易挥发的有毒化学品,应在通风条件下使用,操作应按规定要 求佩戴防护器具,避免吸入或接触皮肤和衣物。 1 适用范围 本标准规定了测定环境空气中挥发性有机物的罐采样/气相色谱-质谱法。 本标准适用于环境空气
6、中丙烯等67种挥发性有机物的测定。其他挥发性有机物如果通过方法适用 性验证,也可采用本标准测定。 当取样量为400 ml时,全扫描模式下,本方法的检出限为0.22 mg/m3,测定下限为0.88.0 mg/m3。 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。 HJ/T 194 环境空气质量手工监测技术规范 3 方法原理 用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品,经冷阱浓缩、热解析后,进入气相色谱分离,用 质谱检测器进行检测。通过与标准物质质谱图和保留时间比较定性,内标法定量。 4 试剂和材料 4.1 标准气:摩尔分数为
7、1 mmol/mol。高压钢瓶保存,钢瓶压力不低于1.0 MPa,可保存1年(或参见 标气证书的相关说明)。可根据实际工作需要,购买有证标准气体或在有资质单位定制合适的混合标准 气体。 4.2 标准使用气:使用气体稀释装置(5.6),将标准气(4.1), 用 高纯氮气(4.8)稀释至10 nmol/mol 质量浓度,可保存20 d。 4.3 内标标准气(有证标准物质):组分为:一溴一氯甲烷、1,2-二氟苯、氯苯-d5。摩尔分数为1 mmol/mol。 高压钢瓶保存,钢瓶压力不低于1.0 MPa。可保存1年(或参见标气证书的相关说明)。本标准推荐使 用上述13种内标物,也可采用其他物质作为内标物
8、。 4.4 内标标准使用气:使用气体稀释装置(5.6), 将 内标标准气(4.3)用高纯氮气(4.8)稀释至 100 nmol/mol摩尔分数,可保存20 d。 4.5 4-溴氟苯标准气:摩尔分数为 1 mmol/mol,与内标标准气(4.3)混合在一起,高压钢瓶保存,钢 瓶压力不低于1.0 MPa,可保存1年(或参见标气证书的相关说明)。 4.6 4-溴氟苯标准使用气体:使用气体稀释装置(5.6),将 4-溴氟苯标准气体(4.5)用高纯氮气(4.8) 稀释至100 nmol/mol摩尔分数,可保存20 d。 HJ 7592015 2 4.7 氦气:99.999%。 4.8 高纯氮气:99.9
9、99%,带除烃装置。 4.9 高纯空气:99.999%,带除烃装置。 4.10 液氮。 5 仪器和设备 5.1 气相色谱-质谱联用仪:气相部分具有电子流量控制器,柱温箱具有程序升温功能,可配备柱温箱 冷却装置。质谱部分具有70 eV电子轰击(EI)离子源,有全扫描/选择离子(SIM)扫描、自动/手动 调谐、谱库检索等功能。 5.2 毛细管色谱柱,60 m0.25 mm,1.4 mm 膜厚(6%腈丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷固定液),或 其他等效毛细管色谱柱。 5.3 气体冷阱浓缩仪:具有自动定量取样及自动添加标准气体、内标的功能。至少具有二级冷阱: 其中第一级冷阱能冷却到180,第二级冷阱能
10、冷却到50;若具有冷冻聚焦功能的第三级冷阱(能 冷却到180),效 果 更好。气体浓缩仪与气相色谱-质谱联用仪连接管路均使用惰性化材质,并能在 50150范围加热。 5.4 浓缩仪自动进样器:可实现采样罐样品自动进样。 5.5 罐清洗装置:能将采样罐抽至真空(10 Pa),具有加温、加湿、加压清洗功能。 5.6 气体稀释装置:最大稀释倍数可达1 000 倍。 5.7 采样罐:内壁惰性化处理的不锈钢采样罐,容积3.2 L、6 L等规格。耐压值241 kPa。 5.8 液氮罐:不锈钢材质,容积为100200 L。 5.9 流量控制器:与采样罐配套使用,使用前用标准流量计校准。 5.10 校准流量计
11、:在0.510.0 ml/min或10500 ml/min范围精确测定流量。 5.11 真空压力表:精度要求7 kPa(1 psi),压力范围:101202 kPa。 5.12 过滤器:孔径10 mm。 6 样品 6.1 采样前准备 罐清洗:使用罐清洗装置(5.5)对采样罐进行清洗,清洗过程可按罐清洗装置说明书进行操作。 清洗过程中可对采样罐进行加湿,降低罐体活性吸附。必要时可对采样罐在5080进行加温清洗。 清洗完毕后,将采样罐抽至真空(10 Pa),待用。 每清洗20只采样罐应至少取一只罐注入高纯氮气分析,确定清洗过程是否清洁。每个被测高质量 浓度样品的真空罐在清洗后,在下一次使用前均应进
12、行本底污染的分析。 6.2 样品采集 样品采集可采用瞬时采样和恒定流量采样两种方式。采样需加装过滤器(5.12),以去除空气中的 颗粒物。 瞬时采样:将清洗后并抽成真空的采样罐(5.7)带至采样点,安装过滤器(5.12)后,打开采样罐 阀门,开始采样。待罐内压力与采样点大气压力一致后,关闭阀门,用密封帽密封。记录采样时间、地 点、温度、湿度、大气压,具体参见HJ/T 194。 恒定流量采样:将清洗后并抽成真空的采样罐(5.7),带至采样点,安装流量控制器(5.9)和过滤 HJ 7592015 3 器(5.12)后,打开采样罐阀门,开始恒流采样,在设定的恒定流量所对应的采样时间达到后,关闭阀 门
13、,用密封帽密封。记录采样时间、地点、温度、湿度、大气压,具体参见HJ/T 194。采样罐(5.7) 容积为3.2 L和6 L时,不同恒定流量对应的采样时间见表1。 表1 不同恒定流量对应的采样时间 3.2 L 6 L 采样流量/(ml/min) 对应采样时间/h 采样流量/(ml/min) 对应采样时间/h 48 1 90 1 6.2 8 12 8 2.1 24 3.8 24 6.3 样品保存 样品在常温下保存,采样后尽快分析,20 d内分析完毕。 6.4 样品制备 实际样品分析前,须使用真空压力表(5.11)测定罐内压力。若罐压力小于83 kPa,必须用高纯氮 气加压至101 kPa,并按式
14、(1)计算稀释倍数。 a a Yf X= (1) 式中:f 稀释倍数,量纲为1; Xa 稀释前的罐压力,kPa; Ya 稀释后的罐压力,kPa。 6.5 空白制备 6.5.1 实验室空白 将预先清洗好并抽至真空的采样罐(5.7)连在气体稀释装置(5.6)上,打开高纯氮气(4.8)或高 纯空气(4.9)阀门。待采样罐压力达到预设值(一般为101 kPa)后,关闭采样罐阀门以及钢瓶气阀门。 6.5.2 运输空白 将高纯氮气(4.8)或者高纯空气(4.9)注入预先清洗好并抽至真空的采样罐(5.7)带至采样现场, 与同批次采集样品后的采样罐(5.7)一起送回实验室分析。 7 分析步骤 7.1 仪器参考
15、条件 7.1.1 冷阱浓缩仪参考条件 取样体积400 ml(根据样品中目标化合物质量浓度,取样体积可在501 000 ml范围调整)。 一级冷阱:捕集温度:150;捕集流速:100 ml/min;解析温度:10;阀温:100;烘烤温 度:150;烘烤时间:15 min。 二级冷阱:捕集温度:15;捕集流速:10 ml/min;捕集时间:5 min;解析温度:180;解析 时间:3.5 min;烘烤温度:190;烘烤时间:15 min。 三级聚焦:聚焦温度:160;解析时间:2.5 min;烘烤温度:200;烘烤时间:5 min。 传输线温度:120。 HJ 7592015 4 7.1.2 气相
16、色谱参考分析条件 程序升温:初始温度35,保持5 min后以5/min速度升温至150,保持7 min后以10/min 速度升温至200,保持4 min。 进样口温度:140。 溶剂延迟时间:5.6 min。 载气流速:1.0 ml/min。 7.1.3 质谱参考分析条件 接口温度:250。 离子源温度:230。 扫描方式:EI(全扫描)或选择离子扫描(SIM)。 扫描范围:35300 u。 注:不同型号仪器的最佳工作条件不同,应按照仪器使用说明书进行操作。本标准给出了仪器参考条件。 7.2 仪器性能检查 在分析样品前,需要检查 GC/MS 仪器性能。将 4-溴氟苯标准使用气体(4.6)经大气
17、浓缩仪进样 50.0 ml。得到的BFB关键离子丰度必须符合表2中的标准。 表2 4-溴氟苯关键离子丰度标准 质量 离子丰度标准 质量 离子丰度标准 50 质量95的8%40% 174 质量95的50%120% 75 质量95的30%66% 175 质量174的4%9% 95 基峰,100%相对丰度 176 质量174的93%101% 96 质量95的5%9% 177 质量176的5%9% 173 小于质量174的2% 7.3 校准 7.3.1 标准使用气体配制 标准使用气体质量浓度为10 nmol/mol:将标准气(4.1)的钢瓶及高纯氮气(4.8)钢瓶与气体稀释 装置(5.6)连接,设定稀
18、释倍数,打开钢瓶阀门调好两种气体的流速,待流速稳定后取预先清洗好并 抽好真空的采样罐(5.7)连在气体稀释装置(5.6)上,打开采样罐阀门开始配制。待罐压达到预设值 (一般为172 kPa)后,关闭采样罐阀门以及钢瓶气阀门。 7.3.2 内标使用气配制 内标使用气体质量浓度为100 nmol/mol。将内标标准气(4.3)按7.3.1步骤配制而成。 7.3.3 绘制校准曲线 分别抽取50.0 ml、100 ml、200 ml、400 ml、600 ml、800 ml标准使用气(4.2),同时加入 50.0 ml 内标标准使用气(4.4),配制目标物质量浓度分别为1.25 nmol/mol、2.
19、5 nmol/mol、5.0 nmol/mol、10.0 nmol/mol、15.0 nmol/mol、20.0 nmol/mol(可根据实际样品情况调整)的标准系列,内标物质量浓度为 12.5 nmol/mol。按照仪器参考条件,依次从低质量浓度到高质量浓度进行测定。按照式(2)计算目标 物的相对响应因子(RRF),按式( 3 )计算目标物全部标准质量浓度点的平均相对响应因子(RRF)。 is is RRF x x A A j j= (2) 式中:RRF目标化合物的相对响应因子,量纲为1; Ax 目标化合物定量离子峰面积; HJ 7592015 5 Ais内标化合物定量离子峰面积; jis内
20、标化合物的摩尔分数,nmol/mol; jx 目标化合物的摩尔分数,nmol/mol。 RRFRRF n ii n= (3) 式中:RRF目标物的平均相对响应因子,量纲为1; RRFi 标准系列中第i点目标物的相对响应因子,量纲为1; n 标准系列点数。 7.3.4 总离子流图(TIC) 目标化合物总离子流图参见附录D。 7.4 样品测定 将制备好的样品(6.4)连接至气体冷阱浓缩仪(5.3),取 400 ml样品浓缩分析,同时加入50.0 ml 内标标准使用气(4.4),按照仪器参考条件(7.1)进行测定。 7.5 空白样品测定 按照与样品测定相同的操作步骤进行实验室空白(6.5.1)和运输
21、空白(6.5.2)的测定。 8 结果计算与表示 8.1 定性分析 以全扫描方式进行测定,以样品中目标物的相对保留时间、辅助定性离子和定量离子间的丰度比与 标准中目标物对比来定性。样品中目标化合物的相对保留时间与校准系列中该化合物的相对保留时间的 偏差应在3.0%内。样品中目标化合物的辅助定性离子和定量离子峰面积比(Q 样品)与标准系列目标 化合物的辅助定性离子和定量离子峰面积比(Q 标准)的相对偏差控制在30%以内。 按式(4)计算相对保留时间RRT c is RTRRT RT= (4) 式中:RRT 目标化合物相对保留时间,量纲为1; RTc 目标化合物的保留时间,min; RTis 内标物
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