HJ 1223-2021 环境空气 挥发性有机物的应急测定 便携式气相色谱-质谱法.pdf
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1、中华人民共和国国家生态环境标准 HJ 1223 2021 环境空气 挥发性有 机物的应 急测定 便携式气 相色谱- 质谱法 Ambient air Emergency determination of volatile organic compounds Portable gas chromatography-mass spectrometry 本电子版 为正式 标 准文本, 由生态 环 境部环境 标准研 究 所审校排 版。 2021-12-16 发布 2022-03-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 12232021 i 目 次 前 言 . ii 1 适 用范 围 . 1 2 规
2、 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 监 测前 准备 . 2 7 样品 . 2 8 分 析步 骤 . 2 9 结 果计 算与 表示. 5 10 准 确度 . 6 11 质量 保证 和质 量控 制 . 7 12 废 物处 置 . 7 13 注 意事 项 . 7 附录 A ( 规范 性附 录) 目标化 合物 方法 检出 限及 测定下 限 . 8 附录 B ( 资料 性附 录) 静态稀 释法 配制 标准 气体 . 10 附录 C ( 资料 性附 录) 目标化 合物 的 总 离子 色谱 图 . 11 附录 D ( 资料 性附 录
3、) 目标化 合物 的定 量离 子、 辅助离 子 . 13 附录 E ( 资料 性附 录) 方法准 确度 . 15 HJ 1223 2021 ii 前 言 为贯彻 中 华人 民共 和国 环境保 护法 中华 人民 共 和国大 气污 染防 治法 , 防 治生态 环境 污染 , 改 善生态 环境 质量 ,规 范环 境空气 中挥 发性 有机 物的 应急测 定方 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 便携 式气相 色谱- 质谱 法。 本标准 的附 录 A 为规范 性 附录, 附 录 B 附录 E 为 资料性 附录 。 本标准 为首 次发 布。 本标准 由生 态环
4、 境部 生态 环境监 测司 、法 规与 标准 司组织 制订 。 本标准 主要 起草 单位 :中 国环境 监测 总站 、上 海市 环境监 测中 心、 中国 测试 技术研 究院 。 本标准 验证 单位: 北京 市生 态环境 监测 中心、 山西 省生 态环境 监测 中心、 四川 省 生 态环境 监测 总站 、 四川省 成都 生态 环境 监测 中心站 、上 海市 浦东 新区 环境监 测站 和浙 江省 金华 生态环 境监 测中 心。 本标准 生态 环境 部 2021 年 12 月 16 日批 准。 本标准 自 2022 年 3 月 1 日 起实施 。 本标准 由生 态环 境部 解释 。 HJ 12232
5、021 1 环 境空气 挥发性 有机物 的应急测 定 便 携式气相 色谱- 质谱法 警告 : 本方 法使 用时 要注 意事故 现场 及周 边环 境的 危险, 做好 人员 防护 。 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 便携 式气相 色谱- 质谱 法。 本标准 适用 于 突 发环 境事 件现场 周边 环境 空气 中甲 苯等 52 种 挥发 性有 机物 的 现场应 急测 定, 其 他 挥发性 有机 物也 可采 用本 方法进 行定 性分 析和 浓度 估算。 在 全扫 描模 式下 , 当进 样 量为 600 ml 、 分 流比 为 50:1 , 或 进样 量 为
6、100 ml 、 不 分流时 , 方法 检出 限 为 3 g/m 3 9 g/m 3 ,测定 下限 为 12 g/m 3 36 g/m 3 , 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 注明日 期的引 用文件 ,仅 注日期 的版本 适用于 本标 准 。 凡是未 注日 期的 引用 文件 ,其最 新版 本( 包括 所有 的修改 单) 适用 于本 标准 。 GB/T 32210 便携式 气相 色谱- 质谱 联用 仪技术 要求 及试 验方 法 HJ 589 突发环 境事 件应 急监 测技 术规范 HJ 732 固定污 染源 废气 挥 发性 有机
7、物 的采 样 气袋 法 3 方 法原 理 样品直 接导 入或 经吸 附管 吸附、 热脱 附后 ,进 入气 相色谱 分离 ,用 质谱 检测 器检测 。对 于 52 种目 标化合 物, 通过 与标 准物 质质谱 图和 保留 时间 比较 定性, 内标 法定 量; 对 于 52 种 目标 化合 物以 外的 物 质,通 过与 标准 物质 质谱 图比较 定性 ,根 据其 响应 值与内 标的 响应 值之 比, 估算其 浓度 。 4 试 剂和 材料 4.1 标准 气 : 浓度 不低 于 1 mol/mol , 压力不 低于 1.0 MPa , 贮 存于 钢瓶 中 , 可 保存 1 年, 或参 见标 准 气证书
8、 的相 关说 明。 可根 据实际 工作 需要 , 购 买更 高浓度 的有 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 现场 标准 使用 气: 在 实验室 使用 气体 稀释 仪 (5.7 ) 将 标准 气 (4.1 ) 用氮 气 (4.4 ) 稀 释至 10 nmol/mol 。 现场标 准使 用气 在不 锈钢 罐(5.6 ) 中可 保存 20 d , 在气袋 (5.2 ) 中可 保存 8 h 。 注: 也可采用静态稀释法(参 见附录 B ),使用液体标准物质配制。 4.3 内标 标准 气 : 组分 为 1,3,5- 三( 三氟 甲基 )苯 (100 mol
9、/mol)、 溴五氟 苯 (50 mol/mol )或 4- 溴 氟苯 (20 mol/mol), 贮存 于钢瓶 中 , 可 保存 1 年 , 或参见 标准 气证 书的 相关 说明 。 在 满足 方法 要求 且 不干扰 目标 化合 物的 前提 下,也 可采 用其 它物 质作 为内标 物。 4.4 稀释 气: 氮气 ,纯度99.999% 。 4.5 载气 :氮 气或 氦气 , 纯度 99.999% 。 HJ 1223 2021 2 5 仪 器和 设备 5.1 真 空气 体采样 箱: 由 进气管 、真空 箱、 阀门和 抽气泵 等部分 组成 ,样品 经过的 管路材 质应 不与 被 测组分 发生 反应
10、 。 5.2 气袋 :材 质应 符合 HJ 732 相 关要 求。 5.3 便携 式气 相色 谱- 质谱仪 : 具 有温 度控 制功 能的 气体采 样模 块 、 吸 附热 脱附 模块 、 气 相色 谱模 块 ( 具 程序升 温功 能) ,以 及四 极 杆或离 子阱 质谱 模块 。质 谱模块 具有 70 eV 电子 轰 击(EI )离子源 ,有 全扫 描/ 选择 离子 扫描 、 自 动/ 手 动调谐 、 谱库 检索 及定量 分析等 功能 , 性能 指标应 符合 GB/T 32210 要求 。 所 有样品 经过 的管 路和 接头 均应进 行惰 性化 处理 。 5.4 毛细 管色 谱柱:15 m 0
11、.25 mm 1.0 m 或 10 m 0.1 mm 0.4 m , 固定 相为 100% 二 甲基 聚硅 氧 烷,也 可使 用其 它等 效毛 细管色 谱柱 。 5.5 内置 吸附 管: 装填 Tenax 、Carbopack 、硅 胶等 吸附剂 ,或 者其 他等 效吸 附剂。 5.6 不锈 钢罐 :内 壁惰 性 化处理 ,耐 压值 大 于 241 kPa 。 5.7 气体 稀释 仪: 最大 稀 释倍数 至少 为 1000 倍, 管 路均应 经过 惰性 化处 理。 5.8 一般 常用 仪器 和设 备 。 6 监 测前 准备 检查便 携式 气相 色谱- 质谱 仪工作 状态 , 确 认携 带符 合
12、工作 需求 的现场 标 准使 用气 (4.2 ) 、 内标 标 准 气(4.3 )和 载气(4.5 ) ; 确认携 带蓄电 池、 真空气 体采样 箱(5.1 ) 、 气袋(5.2 ) 、气 体采样 模块 和个 人 防护用 品等 必要 的备 品备 件。 7 样品 7.1 样品 采集 7.1.1 点 位布 设及 现场 监 测要求 参 照 HJ 589 相关 规 定执行 。 7.1.2 根 据现 场情 况选 择 合适的 方法 , 使 用便 携式 气相色 谱- 质谱仪 (5.3 ) 气 体采样 模块 直接 采样 ; 现 场条件 受限 或实 际工 作需 要时, 也可 使用 真空 气体 采样箱 (5.1
13、) 采集 气袋 样 品。 7.1.3 采 样结 束后 ,气 袋 样品应 在避 光、 常温 条件 下运输 和保 存, 宜尽 快分 析。 7.2 空白 样品 的制 备 将氮气 (4.4) 注入 预先 清 洗好的 气袋 (5.2)。 8 分 析步 骤 8.1 仪器 参考 条件 8.1.1 吸 附热 脱附 参考 条 件 条件 1 : 采 样探 头温 度:40 ; 加热 管线温 度: 70 ; 进 样流 量:100 ml/min ; 吸附 管脱 附温 度: 300 ;吸 附管 预脱 附时 间:0.1 min ;吸附 管脱 附 时间:0.5 min ;不 分流 ; 进样量 :5 ml 100 ml 。 H
14、J 12232021 3 条件 2 : 采 样探 头温 度:40 ; 加热 管线温 度: 70 ; 进 样流 量:100 ml/min ; 吸附 管脱 附温 度: 300 ; 吸 附 管 预 脱 附 时 间 : 0.1 min ; 吸 附 管 脱 附 时 间 : 0.5 min ; 分 流 比 为 50:1 ; 进 样 量 : 6 ml 600 ml 。 或按照 仪器 使用 说明 书进 行设定 。 8.1.2 气 相色 谱参 考条 件 条件 1 : 柱 压 : 80 kPa ; 不 分 流 ; 程 序 升 温 : 60 保 持 3 min,以 18 /min 升至 130 , 再 以 30 /
15、min 升温 至 200 ,保 持 1 min 。 条件 2 : 柱 流 量 :0.2 ml/min ; 分 流 比 50:1 ; 程 序 升 温 :60 保持 1 min,以 10 /min 升至 80 , 再 以 40 /min 升至 220 ,保 持 1 min 。 或按照 仪器 使用 说明 书进行 设定 。 8.1.3 质 谱参 考条 件 离子源 :EI ;离子化 能量 :70 eV ; 扫描 方式 :全 扫 描;扫 描范 围:41 u 300 u 。或 按照 仪器 使用 说明书 进行 设定 。 参考条 件下 测定 目标 化合 物标准 物质 得到 的总 离子 色谱图 参见 附 录 C
16、。 注: 当目标化合物检出限不满 足标准限值要求时,可选择离子扫描方式。 8.2 校准 8.2.1 调谐 开机启 动之 后, 首先 根据 仪器说 明书 对便 携式 气相 色谱- 质谱仪 (5.3 ) 进 行仪 器性能 检查 。 为 保 证 检测结 果的 准确 性, 开机 启动后 , 应 进行 质谱 功能 调谐, 调谐 物质 根据 仪器 说明书 选择 , 应 达到 仪 器 使 用要求 。每 隔 12 h ,应 重 新进行 质谱 功能 调谐 。若 调谐物 质 为 1,3,5- 三(三氟 甲基) 苯与 溴五 氟苯 , 则 关键离 子丰 度应 满足 表 1 的要求 ; 若调 谐物 质为 全 氟三丁 胺
17、 , 则 关键 离子 丰 度应满足表 2 的 要求 , 否 则 应对质 谱仪 的参 数进 行调 整;若 采用 其他 物质 进行 调谐, 应符 合仪 器说 明书 的相关 要求 。 表1 1,3,5-三 (三 氟甲 基)苯 与溴 五氟 苯同 时调 谐时 关 键离 子丰 度要 求 质荷比( m/ z ) 离子丰度范围 质荷比 (m/ z ) 离子丰度范围 50 117 峰的0.5% 2.5% 167 117 峰的50% 70% 55 117 峰的2% 5% 213 117 峰的10% 20% 69 117 峰的8% 16% 246 117 峰的15% 40% 93 117 峰的15% 25% 263
18、 117 峰的5% 15% 117 基峰,100% 相对丰度 282 117 峰的5% 15% 表2 全氟 三丁 胺的 关键 离子丰 度要 求 质荷比( m/ z ) 离子丰度范围 质荷比 (m/ z ) 离子丰度范围 69 基峰,100% 相对丰度 100 69 峰的5% 50% 131 69 峰的20% 70% 264 69 峰的5% 50% HJ 1223 2021 4 8.2.2 校 准曲 线的 绘制 8.2.2.1 预 制校 准曲 线 在实验 室中 , 通 过气 体稀 释仪 (5.7 ) 用氮 气 (4.4 ) 稀释标 准气 (4.1 ) , 或 采用 静态稀 释法 (参 见附 录
19、B ) 配 制 标 准 使 用 气 体 , 配 制 成 低 、 高 2 种 浓 度 系 列 。 低 浓 度 系 列 为 2.0 nmol/mol 、5.0 nmol/mol 、 10.0 nmol/mol 、25.0 nmol/mol 、50.0 nmol/mol (进样量为 100 ml ,不分流 ;或 进样量 为 600 ml ,分流 比 为 50:1 ) ; 高浓 度系 列为 50.0 nmol/mol 、100 nmol/mol 、200 nmol/mol 、400 nmol/mol 、600 nmol/mol (进 样量 为 5 ml , 不 分流 ; 或 进样量 为 25 ml ,
20、 分 流比 为 50:1 ) , 可根 据实 际样 品情 况调整 浓度 系列 。 按照 仪 器参考 条件 (8.1 ) 依 次从 低 浓度 到高 浓度 进行 测定 , 绘 制校 准曲 线 , 储 存在 仪器中 。 在应 急监 测现 场 , 若校准 符 合 11.3 中 相关 要 求,则 用预 制校 准曲 线定 量。 8.2.2.2 现 场校 准 在应急 监测 现场 ,若 校准 不符合 11.3 中 相关 要求 , 应使用 现场 标准 使用 气(4.2 )进 行单 点校 准, 此时应 强制 过零 点。 注: 以 1,3,5- 三 (三氟甲基) 苯和溴五氟苯 (4.3 ) 作为内标化 合物时, 内
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