GB T 27860-2011 化学品.高效液相色谱法估算土壤和污泥的吸附系数.pdf

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1、ICS 13.300;13.020.40 A 80 GB 中华人民=工.，.、和国国家标准GB/T 27860-2011 化学品高效液相色谱法估算土壤和污泥的吸附系数Chemicals-Estimation of the adsorption coefficient CKoc) on soil and on sewage sludge using high performance liquid chromatography CHPLC) 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2012-08-01实施发布GB/T 27860-20门前言本标

2、准按照GB/T1. 1-2009的规则起草。本标准与经济合作与发展组织(OECD)化学品测试导则NO.121 (2001年)(英文版)技术内容相同。本标准做了下列结构和编辑性修改:一一将适用的化学物质示例由正文移入附录B中;一一计量单位改为我国法定计量单位;一一为与现有标准系列一致，将标准名称改为化学品高效液相色谱法估算土壤和污泥的吸附系数。本标准由全国危险化学品管理标准化技术委员会(SAC/TC251)提出并归口。本标准起草单位:环境保护部化学品登记中心、沈阳化工研究院安全评价中心、上海市检测中心。本标准主要起草人:周红、刘纯新、张鑫、侯松崛、李莹、刘敏、邓芸芸、周林军。I 1 范围化学晶高

3、效液相色谱法估算土壤和污泥的吸附系数GB/T 27860-2011 本标准规定了高效液相色谱法(HPLC)估算化学品在土壤和污泥中吸附系数的术语和定义、受试物信息、方法概述、试验准备、试验、质量控制、数据与报告。本标准适用于试验期间化学性质稳定的物质，尤其适用于难以用其他方法测试的物质，如:挥发性物质、由于水溶性差而无法分析检测其浓度的物质、对吸附试验器皿具有强亲和性的化学物质，也适用于含有不能完全分离洗脱带的温合物体系(测试混合物的19Koc应给出其上下限)。本标准适用的吸附系数ClgKoc)范围为1.55. 0。本标准不适用于可与高效液相色谱固定相或流动相发生反应的物质、可与某些元机物以特

4、殊方式发生作用的物质(如，与粘土矿物质基础形成络合物)和表面活性剂、元机物、中强酸和碱。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 21851化学品批平衡法检测吸附/解吸附试验GB/T 21852 化学品分配系数(正辛醇-水)高效液相色谱法试验3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 分配系数Kdpartition coefficient 平衡状态下，化学物质在吸附剂(土壤或污泥)与水相之间的浓度之比。两相浓度均以质量浓度表示时.Kd元量纲;若水

5、相浓度以质量/体积方式表示，则Kd的单位为毫升每克(mL/g)0 Kd值随吸附剂的性质不同而不同，并与吸附剂的浓度有关。见式(1): 3.2 式中:C+国ClIi)Kd=旦旦啧卫生C水C水Kd 一一一分配系数，元量纲或单位为毫升每克(mL/g); C土壤一一平衡时土壤中受试物浓度，单位为微克每克(g/g);c污泥一一平衡时污泥中受试物浓度，单位为微克每克(g/g);C水平衡时水相中受试物浓度，单位为微克每克(g/g)或微克每毫升(g/mL)。弗罗国德利希眼附系数KrFreundlich adsorption coefficient . ( 1 ) 化学物质在水相中的平衡浓度为1g/mL时，化学

6、物质在吸附剂(土壤或污泥)(x/m)中的浓度。Kf值随吸附剂的性质不同而不同。1 G/T 27860-2011 对于大多数分子型化学物质，在土壤或污泥与水的两相系统中的吸附规律，遵循弗罗因德利希方程。见式(2):19王=lgkf+1.lgC水7n . ( 2 ) 式中:Kf 弗罗因德利希吸附系数;x/m一一平衡时吸附剂m吸附受试物z的量，单位为微克每克(g/g);l/n一一吸附等温线斜率;C水平衡时受试物在水相中的浓度，单位为微克每毫升(g/mL)。当水相中的平衡浓度C水为1g/mL时，见式。): 19Kf = 19王m ( 3 ) 3.3 眼附系数K盹adsorption coefficie

7、nt 通过吸附剂(土壤或污泥)中有机碳含量对化学物质的分配系数(Kd)或弗罗因德利希吸附系数(Kf)进行归一化而得到，使不同的化学物质之间具有可比性，尤其适用于非离子化物质。由于Kd与Kf的单位不同.Koc可以是元量纲常数，也可以具有计量单位毫升每克(mL/g)或微克每克(g/g)0 Koc 与Kd并不总呈线性关系。Koc值随土壤的不同而有差异，但相对Kd和Kf而言，其差异明显减小。见式(4): Koe = d f -一口v-OC foc呐10c. ( 4 ) 式中zKoc 吸附系数，元量纲，或单位为毫升每克(mL/g)或微克每克(g/g);Kd一一分配系数，元量纲，或单位为毫升每克(mL/g

8、); Kf一一弗罗因德利希吸附系数;10c一一有机碳含量。3.4 容量因子kcapacity factor 分配平衡时，组分在固定相中的质量与在流动相中的质量比值。实际测试时，常根据化学物质的保留时间计算而得。见式(5):7 一ZR ( 5 ) 式中zk一一容量因子;tR 保留时间，单位为分(min); to 死时间，单位为分(min)。3.5 正辛醇-水分配系数Pow partition coefficient of n-octanol - water 平衡状态下，化学物质在正辛醇与水相之间的浓度之比，无量纲。见式(6):Pow =乌盟(=Kow)U水( 6 ) 式中zPow.Kow一一一正

9、辛醇-水分配系数;C正辛障一一平衡时受试物在正辛醇中的浓度，单位为微克每克(g/g)或微克每毫升(g/mL); 2 GB/T 27860-20门C水一-一平衡时受试物在水相中的浓度，单位为微克每克(g/g)或微克每毫升(g/mL)。4 受试物信息受试物信息包括:a) 分子式和结构式;b) 纯度;c) 电离常数;d) 水、有机溶剂中溶解度;e) 正辛醇-水分配系数;f) 水解性。5 方法概述5. 1 方法说明Koc可通过它与化学物质的水溶性和正辛醇-水分配系数的相关性估算2-5，8-9，13J。本方法用高效液相色谱CHPLC)法估算化学物质在土壤和污泥中的吸附系数K。c10。与定量构效关系方法C

10、QSAR)相比，本方法具有更高的可靠性问。但作为一种估算方法，本方法不能完全代替批平衡试验方法CGB/T 21851)。5.2 方法原理HPLC采用含亲脂和极性基团的商业化氨基硅胶分析柱，该固定相具有中等极性，其硅胶表面键合相如下:O-Si 一CH，一CH，-CH，一CN硅胶非极性区极性区当化学物质随流动相进入色谱柱，在流动相和固定相之间进行分配而被保留。由于氨基硅胶分析柱的固定相同时含有极性和非极性两种基团，可相应地与化学物质的极性和非极性基团发生作用。这与化学物质在土壤和污泥上的吸附具有相似之处。由此，建立化学物质液相色谱保留时间与吸附系数之间的关系。pH值对物质，尤其是极性物质的吸附行为

11、有非常重要的影响。农业土壤和污水处理池的pH值一般在5.57. 5之间。对于pH值为5.57. 5时电离度不小于10%的离子化合物，要求通过适当的缓冲溶液体系，分别测试受试物处于离子状态与非离子状态下的K本标准仅利用化学物质在HPLC柱上的保留时间与吸附系数之间的关系来测定受试物的吸附系数，不涉及定量分析方法，只需测定受试物的保留时间。采用一系列合适的参比物，在标准试验条件下进行测定，因此，可以提供一种快速、有效的估算受试物吸附系数Koc的方法。5.3 参比物通过HPLC保留时间数据来测定受试物的吸附系数Koc，首先应建立19Koc与19k之间的拟合校准曲线。选择参比物时应注意校准曲线至少由6

12、个点拟合而成，其中大于和小于受试物Koc值的各至少一个。同时，应注意试验结果的准确性与参比物的选择有重要关系，因此，尽量选择与受试物结构相似的3 G/T 27860-2011 参比物。若此类信息不足，可选择适当的校准物质。通常选择同系物进行校准。附录A中表A.1和表A.3分别给出了一些物质在土壤和污泥中的Koc可以用来作为校准物质。如有正当理由，也可选择其他校准物质。5.4 方法的准确性和有效性说明一般情况下，用本方法估算的吸附系数与用批平衡法测得的吸附系数差异在土o.51gKoc (参见附录A中的表A.1)。如果选择结构与受试物结构非常相似的参比物，可以获得更高的准确性。对48种物质(大部分

13、是农药)的研究验证，用本方法估算的吸附系数与用批平衡法测得的吸附系数的相关系数R=0.95口.IIJ。11个实验室之间的比对，进一步验证了本方法的有效性(参见附录A中的表A.2)1飞己证实本方法对列入附录A的表A.1中的物质是有效的，本方法也适用于列入附录B的物质。6 试验准备6. 1 仪器设备高效液相色谱仪，应配有元脉冲泵、适当的检测器、带有定量环的进样阀、硅胶键合氨基色谱柱。相同固定相的保护柱置于进样系统与分析柱之间。色谱柱的一般选择原则为采用甲醇=水为55 : 45的流动相。对19Koc=3.0的物质，其在色谱柱上的容量因子l肘0.0;对19Koc二2.0的物质，其在色谱柱上的容量因子1

14、9k一0.4。6.2 流动相推荐使用以下两种流动相:一一甲醇/水(55: 45，体积比)甲醇/0.01M拧攘酸盐缓冲榕液pH6.0(55 : 45，体积比)用HPLC级甲醋、二次蒸锢水(或超纯水)或拧棕酸盐缓冲溶液配制洗脱液，使用之前需脱气处理。采用等度洗脱方法。如果甲醇/水混合体系流动相不合适，可尝试其他有机溶剂/水混合体系，如:乙障/水，乙腊/水混合体系。对于离子型物质，建议使用缓冲盐溶液获得稳定的pH。但使用有机溶剂/缓冲盐溶液混合体系时，应避免盐析和色谱柱柱效的降低。离子对试剂会影响固定相的吸附性质，使固定相发生不可逆的改变，因此，禁止使用含该类添加剂的流动相。若确使用添加剂，建议使用

15、单独的色谱柱进行试验。7 试验7. 1 溶质受试物和参比物都应用流动相配制。7.2 温度条件测试过程中记录实验室温度，建议使用恒温箱以确保校准、估算和测试过程中温度恒定。7.3 确定死时间to有两种方法可以确定HPLC死时间to。4 GB/T 27860-20门一种是通过同系物测定。见化学品分配系数(正辛酶-水)高效液相色谱法试验(GB/T21852)7J。另一种是通过不被色谱柱保留的惰性物质(如甲酷胶、硫腮或硝酸铀)测定。测定时至少重复进样两次。7.4 确定保留时间tR只要确认每种参比物的保留时间不受其他参比物的影响，可直接混合物进样，测定各参比物的保留时间。各参比物的保留时间每天至少应在一

16、定的时间间隔内校准两次，确保色谱柱性能稳定，未发生改变。如，在受试物进样前后分别进参比物，确保前后的保留时间没有发生飘移。受试物应单独进样，记录保留时间;进样尽可能少，避免色谱柱过载。8 质量控制至少平行测定2次，两次平行测定之间的差异不大于0.25IgKoc。9 数据与报告9. 1 数据处理根据式(5)，由死时间to和保留时间tR分别计算各参比物和受试物的容量因子k。根据参比物的IgKoc(用批平衡法测得)与19k(参见附录A中的表A.l)，建立校准曲线。校准曲线至少由6个点拟合而成，其中大于和小于受试物Koc值的各至少一个。通过该校准曲线，由受试物的19k值计算受试物的IgKoc值。方法的

17、准确性与参比物的选择有重要的关系，因此，尽量选择与受试物结构相似的参比物。如果此类数据信息不足，也可选择结构不同的物质进行校准s9.2 试验报告报告应包括以下内容:受试物和参比物的名称、纯度，如果相关，应给出pK.值;一一描述实验仪器和操作条件，如:分析柱和保护柱类型和规格、检测方式、流动相(包括组成比例和pH值)、测试过程的温度范圄;死时间及其测定方法;受试物和参比物的进样量;一一用于校准的参比物的保留时间;一一l肘与IgKoc的拟合回归线和曲线图;受试物的平均保留时间和IgKoc的估算;一一色谱图。5 GB/T 27860-2011 附录A(资料性附录)不同方法获得的相关化学物质的K帽值A

18、.1 不同方法获得的土壤和污泥Koc值的比较见表A.10 表A.1不同方法获得的土壤和污泥K配值的比较门.2)污泥土壤物质CAS 19Koc IgKoc 19Koc 19Koc A A (批平衡法)(HPLC法)(批平衡法)HPLC法阿特拉津1912-24-9 1. 66 2.14 0.48 1. 81 2. 20 0.39 利谷隆330-55-2 2.43 2.96 0.53 2.59 2.89 0.30 倍硫磷55-38-9 3. 75 3.58 0.17 3.31 3.40 0.09 灭草隆150-68-5 1. 46 2.21 O. 75 1. 99 2.26 0.27 菲85-01-

19、8 4.35 3.72 0.63 4.09 3.52 0.57 苯甲酸苯醋93-99-2 3.26 3.03 0.23 2.87 2.94 0.07 苯甲眈胶55-21-0 1. 60 1. 00 0.60 1. 26 1. 25 0.01 4-硝基苯甲首先胶619-80-7 1. 52 1. 49 0.03 1. 93 1. 66 0.27 乙酿苯胶103-84-4 1. 52 1. 53 0.01 1. 26 1. 69 0.08 苯胶62-53-3 1. 74 1. 47 0.27 2.07 1. 64 0.43 2，5-二氯苯胶95-82-9 2.45 2.59 0.14 2.55 2

20、.58 0.03 A.2 HPLC方法11家实验室间的比对结果见表A.20表A.211家实验室采用HPLC方法的比对结果3)19Koc Koc 19Koc 物质CAS (批平衡法)(HPLC法)阿特拉津1912-24-9 1. 81 78士161. 89 灭草隆150-68-5 1. 99 100士82.00 抑芽噬77608-88-3 2.37 292土582.47 利谷隆330-55-2 2.59 465士622.67 倍硫磷55-38-9 3.31 2062土6483.31 1) W. Krdel,D. Hennecke,M. Herrmann (1997). Application o

21、f the HPLC-screening method for the determina tion of the adsorption coefficient on sewage sludges. Chemosphere, 35 0/2) ,121-1280 6 2) W. Krdel,D. Hennecke,C. Franke (1997). Determination of the adsorption-coefficients of organic substances on sewage sludges. Chemosphere, 35 0/2) ,107-1190 3) W. Kr

22、del, G. Kotthoff,J, Mller (995). HPLC-screening method for the determination of the adsorption coef ficient on soil-Results of a ring test. Chemosphere, 30 (7) ，1373-1384。GB/T 27860-2011 .3 基于土壤吸附数据推荐HPLC方法使用的参比物见表A.3。表.3基于土壤眼附数据推荐HPLC方法使用的参比物参比物CAS 19Koc平均值(批平衡法)Koc 19S.D. 来源的个数乙酷苯胶103-84-4 1. 25 4

23、 0.48 a的苯盼108-95-2 1. 32 4 0.70 a 2硝基苯甲酷胶610-15-1 1. 45 3 0.90 b5) N，N二甲基苯甲酷胶611-74-5 1. 52 2 0.45 a 4-甲基苯甲酿胶61 9-55-6 1. 78 3 1. 76 a 苯甲酸甲醋93-58-3 1. 80 4 1. 08 a 秀去津1912-24-9 1. 81 3 1. 08 c6) 异丙隆34123-59-6 1. 86 5 1. 53 c 3硝基苯甲酿胶645-09-0 1. 95 3 1. 31 b 苯胶62-53-3 2.07 4 1. 73 a 3，5二硝基苯甲酿胶121-81-3

24、 2.31 3 1. 27 b 多菌灵10605-21-7 2.35 3 1. 37 c 三略醇55219-65-3 2.40 3 1. 85 c 咪瞠嚓72459-58-6 2.44 3 1. 66 c 三略磷24017-47-8 2.55 3 1. 78 c 利谷隆330-55-2 2. 59 3 1. 97 c 茶91-20-3 2.75 4 2.20 a 硫丹醇2157-19-9 3.02 5 2.29 c 灭虫威2032-65-7 3. 10 4 2.39 c 酸性黄21963405-85-6 3.16 4 2.83 a 1，2，3三刽苯87-61-6 3.16 4 1. 40 a

25、-六六六58-89-9 3.23 5 2.94 a 倍硫磷55-38-9 3.31 3 2.49 c 直接红812610-11-9 3.43 4 2.68 a 口比略磷13457-18-6 3.65 3 2. 70 c 硫丹959-98-8 4.09 5 3.74 c 禾草灵51338-27-3 4.20 3 3. 77 c 菲85-01-8 4.09 4 3.83 a 26850-47-5 a 碱性蓝41(混合物)4.89 4 4.46 12270-13-2 DDT 50-29-3 5.63 1 b 的a数据来自w.Krdel ,. Mller (1994). Bestimmung des

26、Adsorptionskoeffizienten organischer Chemikalien mit der HPLC. UBA R & D Report No. 106 01 044 (1994)。5) b数据来自B.V. Oepen, W. Krdel , W. Klein. (199 1). Chemosphere,22 :285-304. 6) c数据来自工业界。7 GB/T 27860-2011 附录B(资料性附录)本标准适用的化学物质B.1 下列物质适用于本文件:8 a) 芳胶(如z氟乐灵、4-氯苯腊、3，5-二硝基苯腊、4-甲基苯胶、N-甲基苯胶、1-荼胶); b) 芳香竣酸

27、醋(如z苯甲酸甲醋、3，5-二硝基苯甲酸乙醋); c) 芳炬(如:甲苯、二甲苯、乙苯、硝基苯、1，2，3-三氯苯); d) 苯氧基丙酸醋(如:二氯苯氧基苯氧基丙酸甲醋、恶哇禾草灵、精恶瞠禾草灵he) 苯并咪瞠和咪瞠杀真菌剂(如:多菌灵、吱喃基苯并咪略、咪嗖嗦); f) 碳酸酷胶(如:2-氯苯甲酷胶、N，N-二甲基苯甲酷腊、3，5-二硝基苯甲酷胶、N-甲基苯甲酷胶、2-硝基苯甲酷腊、3-硝基苯甲酷胶); g) 氯代怪(如:硫丹、DDT、六氯苯、五氯硝基苯); h) 有机磷杀虫剂(如:谷硫磷、乙拌磷、苯线磷、异柳磷、定菌磷、硫丙磷、三瞠磷); i) 酣(如:苯酣、2-硝基苯酣、4硝基苯酣、5-氯苯

28、酣、2，4，6-三硝基苯酷、1-荼酣); j) 苯腮衍生物(如:异丙隆、绿谷隆、戊菌隆); k) 色素染料(如:酸性黄219、碱性蓝41、直接红81);1) 多环芳:怪(如:菇、荼); m) 1，3，5-三嗦除草剂(如:扑草净、扑灭津、西玛津、去草净); n) 三唾衍生物(如z戊哇醇、三唾响、抑芽瞠)。GB/T 27860-2011 参考文献lJ B. von Oepen, W. Krdel , W. Klein (1991). Sorption of nonpolar and polar compounds to soils: Processes, measurements and expe

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30、n equilibria of nonionic organic compounds between soil organic matter and water. Environ. Sci. Technol. ,17: 227-231 4J G. G. Briggs (198 1). Theoretical and experimental relationships between soil adsorption,oc tanol-water partition coefficients, water solubilities , bioconcentration factors , and

31、 the parachor. J. Agric. Food Chem. ,29 :1 050-1059 5J . Hodson, N. A. Williams (1988). The estimation of the adsorption coefficient CKoc) for soils by HPLC. Chemosphere, 17 : 1 67 6J M. Mueller, W. Krdel (1996). Comparison of screening methods for the estimation of ad sorption coefficients on soil.

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34、of the adsorption coefficient on sewage sludges. Chemosphere, 35 (1/2) : 121-128 口1JW. Krdel ,J. Stutte,G. Kotthoff (1993). HPLC-screening method for the determination of theadsorption coefficient in soil-comparison of different stationary phases, Chemosphere, 27 C 12) : 2341-2352 12J W. Krdel, G. K

35、otthoff,. Mller (995). HPLC-screening method for the determination of the adsorption coefficient on soil-results of a ring test. Chemosphere,30(7) :1373-1384 13J Z. Gerstl, U. Mingelgrin (1984). Sorption of organic substances by soils and sediment. J. Environm. Sci. Health, B19: 297-312 9 FFON|OhNH白

36、。华人民共和国家标准高效施相色谱法估算土壤和污泥的眼附系数GB/T 27860-2011 国中化学晶唔中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销祷开本880X 1230 1/16 印张1字数19千字2012年5月第一版2012年5月第一次印刷 书号:155066. 1-44602 18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 27860-2011 打印日期:2012年6月18E F002