HJ605-2011 土壤和沉积物挥发性有机物的测定——吹扫捕集/气质联用法

简介

挥发性有机物为沸点在50℃ -250℃，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。挥发性有机物的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。挥发性有机物对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道，使皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力，其中还包含了很多致癌物质。因此对挥发性有机化合物进行检测和含量控制是必须的。

ZG环境保护标准HJ 605-2011 规定了测定土壤和沉积物中挥发性有机物的吹扫捕集/ 气质联用法。该标准适用于土壤和沉积物中65 种挥发性有机物的测定。该标准的执行不仅需要实验室具有样品制备和处理能力，也需要仪器设备具有足够的稳定性和灵敏度。本文使用Tekmar-Atomx 联用PerkinElmer Clarus SQ8GC/MS 测定土壤中挥发性有机物。该配备符合HJ 605-2011 方法设定的性能标准。文中所示挥发性化合物的线性，结果重现性，回收率和检出限，表明该仪器配置具有优异的检测性能，完全可以满足方法需要。

材料与方法

方法原理

样品中的挥发性有机物经过高纯氦气（氮气）吹扫富集于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气吹，被热脱附出来的组分进入气相色谱分离后，用质谱仪检测。通过与标准物质保留时间和质谱图相比较进行定性，内标法定量。

仪器

本文使用PerkinElmer Clarus SQ8 GC/MS 与Tekmar-Atomx 吹扫捕集联用分析。

试剂

实验用水：纯水机设备制备用水，经空白实验确认无干扰。

甲醇：色谱纯级别，使用前经空白实验确认无干扰。

标准使用液：直接购买浓度为1000μg/ml 的混标，使用前用甲醇稀释至100μg/ml。

易挥发的目标物如二氯二氟甲烷、氯甲烷、三氯氟甲烷、氯乙烷、溴甲烷和氯乙烯等标准使用液需要单独配置，保存期通常为一周，其他目标物的标准使用液保存期为一个月。内标为直接购买的氟苯、氯苯-d5 和1,4- 二氯苯-d4 混合标液（浓度为2000μg/mL），用甲醇稀释至浓度为25 μg/mL。替代物为二溴氟甲烷、甲苯-d8，和4-溴氟苯（BFB），浓度为100μg/ml，甲苯-d8 为纯品，需用甲醇稀释至浓度为25μg/mL。溴氟苯（BFB）的浓度为25μg/mL。

校准曲线的配制

用微量注射器分别移取一定量的标准使用液和替代物标准溶液至空白试剂水中，配置目标物和替代物质量浓度分别为5.00 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100μg/L 和200 μg/L 的标准系列。移取5.00 ml 上述标准系列至40 ml 样品瓶中，分别加入10 μl 内标标准溶液，使每个点的内标质量浓度为50.0 μg/L。

实验条件

吹扫捕集、气相色谱仪及质谱仪的操作条件见表1所示。

样品检测

低含量样品的测定：若初步判定样品挥发性有机物含量小于200 μg/kg 时，用5 g 样品直接测定；初步判定浓度在200 μg/kg ~ 1000 μg/kg 之间时，用1 g 样品直接测定。

精密称量样品瓶重量（精确至0.01 g）。用气密性注射器量取5.0 mL 空白试剂水，用微量注射器分别量取10.0 μL 内标和10.0 μL 替代物加入样品瓶中，按照仪器条件（表1）进行测定。

表1. 吹扫捕集、气相色谱仪及质谱仪的操作条件

结果

根据表1 的仪器运行条件，得到65 种挥发性化合物色谱图，如图1 所示。

图1. 浓度为200 μg/L 的65 种挥发性化合物色谱图

使用校准样品依次进样，得到各组分的的出峰顺序，标准曲线和线性回归系数如下表2 所示。

表2. 各组分的保留时间和标准曲线

各组分的回归系数大于0.996，显示了方法优异的线性。

表3 所列结果包括重现性（RSD）、检出限（MDL）、定量限及回收率。检出限及测定下限的测定参照HJ 168-2010《环境监测分析方法标准制修订技术导则》。检出限时采用空白加标，加标浓度为1μg/L，测定下限为4 倍检出限。重现性和回收率为使用浓度为5.00 和100 μg/L 标准溶液得到的加标样品，连续测定六次得到相对标准偏差。

表3. 各组分的回收率，检出限，定量限和重现性结果

如上表所示，5.00 和100 μg/L 浓度的加标样品RSD%范围分别为1.71-14.73% 和0.33-15.32%， 在标准（HJ605-2011） 涵盖的范围1.0-38.6% 和1.0-15.6%之内。加标回收范围为97.75-104.40% 和84.92-112.23%，涵盖在标准（HJ605-2011）所述的回收率范围。根据本文实验条件得到的检出限为0.04μg/kg~0.79μg/kg， 测定下限为0.18μg/kg~3.16μg/kg。优于标准（HJ605-2011）给出的方法检出限为0.21-3.2μg/kg，测定下限为0.8-12.8μg/kg。

结论

实验结果表明使用PerkinElmer Clarus SQ8 GC/MS 与Tekmar-Atomx 吹扫捕集仪联用测定土壤中挥发性有机物很容易实现HJ605-2011 方法所设定的性能标准。本文建立的方法具有很好的准确度，精密度和检出限，该仪器配置具有优异的检测性能，完全可以满足方法需要。