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土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法(征求意见稿)

北极星环境修复网  来源:北极星环保网    2018/6/26 13:53:26  我要投稿  

北极星环境修复网讯:北极星环保网获悉,为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,保护土壤环境,保障人体健康,规范土壤和沉积物中醛、酮的测定方法,生态环境部印发《土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法(征求意见稿)》,详情如下:

前 言

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,规范土壤和沉积物中醛、酮类化合物的测定方法,制定本标准。

本标准规定了测定土壤和沉积物中醛、酮类化合物的高效液相色谱法。本标准附录 A 为规范性附录,附录 B~附录 D 为资料性附录。

本标准为首次发布。

本标准由环境监测司和科技标准司组织制订。本标准起草单位:天津市环境监测中心。

本标准验证单位:国家环境分析测试中心、上海市环境监测中心、沈阳市环境监测中心站、青岛市环境监测中心站、天津市产品质量监督检测技术研究院、天津市滨海新区环境保护监测站。

本标准生态环境部 20□□年□□月□□日批准。本标准自 20□□年□□月□□日起实施。

本标准由生态环境部解释。

土壤和沉积物 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法

警告:实验中所使用的有毒有害化学试剂和标准品,配制时应在通风良好的环境中进行,操作时应按规定佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣服。

1 适用范围

本标准规定了测定土壤和沉积物中醛、酮类化合物的高效液相色谱法。

本标准适用于土壤和沉积物中甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、异戊醛、正戊醛、对-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、邻-甲基苯甲醛、正己醛、2,5-二甲基苯甲醛等 15种醛、酮类化合物的测定。其他醛、酮类化合物通过方法验证,也可采用本方法测定。

当取样量为 10 g,定容体积为 10 ml 时,方法检出限为 0.02 mg/kg~0.06 mg/kg,测定下限为 0.08 mg/kg~0.24 mg/kg。详见附录 A。

2 规范性引用文件

本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。

GB 17378.3 海洋监测规范 第3部分 样品采集、贮存与运输

GB 17378.5 海洋监测规范 第5部分 沉积物分析

HJ 494 水质 采样技术指导

HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法

HJ/T 166 土壤环境监测技术规范

3 方法原理

土壤和沉积物中的醛、酮类化合物被弱酸性缓冲溶液振荡提取。提取液在一定温度和 pH 值下与 2,4-二硝基苯肼(DNPH)发生衍生化反应,生成稳定有色的腙类化合物,经萃取浓缩后,用高效液相色谱仪分离,紫外检测器检测,保留时间定性,外标法定量。

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化学试剂。实验用水为二次蒸馏水或纯水设备制备的水,使用前需经过空白检验,确认目标化合物浓度低于方法检出限。

4.1 氯化钠(NaCl)。

在 400℃烘烤 4 h,置于干燥器中冷却至室温,转移至磨口玻璃瓶中,于干燥器中保存。

4.2 无水硫酸钠(Na2SO4)。

在 400℃烘烤 4 h,置于干燥器中冷却至室温,转移至磨口玻璃瓶中,于干燥器中保存。

4.3 氢氧化钠(NaOH)。

4.4 柠檬酸(C6H8O7)。

4.5 柠檬酸钠(Na3C6H5O7˙2H2O)。

4.6 2,4-二硝基苯肼{[2,4-(O2N)2C6H3]NHNH2DNPH},纯度≥99%。

4.7 冰醋酸(CH3COOH),含量≥98%。

4.8 二氯甲烷(CH2Cl2),液相色谱纯。

4.9 乙腈(CH3CN),液相色谱纯。

4.10 氯化钠溶液:ρ(NaCl)=0.365 g/ml。

称取 36.5 g 氯化钠(4.1),用水溶解定容至 100 ml。 4.11 氢氧化钠溶液:c(NaOH)=1.0 mol/L。

称取 4.0 g 氢氧化钠(4.3),用水溶解,冷却后用水定容至 100 ml。

4.12 提取剂。

量取 65.0 ml 氢氧化钠溶液(4.11)和 6.0 ml 冰醋酸(4.7),缓慢倒入水中,用水稀释定容至 1L。

4.13 缓冲溶液:pH 值≈5。

称取 84.0 g 柠檬酸(4.4)和 29.4 g 柠檬酸钠(4.5),用水溶解定容至 500 ml。

4.14 衍生剂:ρ(DNPH)=3.00 mg/ml。

称取 3.00 g2,4-二硝基苯肼(4.6)于乙腈(4.9)中,用乙腈溶解定容至 1 L。

4.15 醛、酮类-DNPH 标准溶液:ρ=100 μg/ml(以醛、酮类化合物计),包括甲醛-DNPH、乙醛-DNPH、丙烯醛-DNPH、丙酮-DNPH、丙醛-DNPH、丁烯醛-DNPH、丁醛-DNPH、苯甲醛-DNPH、异戊醛-DNPH、正戊醛-DNPH、邻-甲基苯甲醛-DNPH、间-甲基苯甲醛-DNPH、对-甲基苯甲醛-DNPH、正己醛-DNPH、2,5-二甲基苯甲醛-DNPH。可购买市售有证标准溶液。

4.16 醛、酮类标准贮备液:ρ=1 000 μg/ml,包括甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、异戊醛、正戊醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、正己醛、2,5-二甲基苯甲醛。可购买市售有证标准溶液。

4.17 醛、酮类标准使用溶液:ρ=100 μg/ml。

量取 1.00 ml 醛、酮类标准贮备液 (4.16)于 10 ml 容量瓶中,用乙腈(4.9)稀释定容。保存期为 2 个月。

4.18 石英砂:0.297 mm ~0.84 mm(50 目~20 目)。

在 400℃烘烤 4 h,置于干燥器中冷却至室温,转移至磨口玻璃瓶中,于干燥器中保存。

4.19 氮气,纯度≥99.999%。

4.20 玻璃纤维滤膜:孔径 0.45 μm。

5 仪器和设备

5.1 高效液相色谱仪(HPLC):具紫外检测器和梯度洗脱功能。

5.2 色谱柱:填料为 ODS(十八烷基硅烷键合硅胶,C18),250 mm(长)´ 4.6 mm(内径),粒径 5.0 μm,或其他等效色谱柱。

5.3 采样瓶:60 ml 或 200 ml,具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶。

5.4 恒温振荡器:温度精度为±2℃。

萃取设备:固相萃取装置或液液萃取装置。

5.6 浓缩设备:旋转蒸发装置或 K-D 浓缩仪、氮吹浓缩仪等性能相当的设备。

5.7 天平:感量为 0.01 g。

5.8 固相萃取柱:C18 或等效的萃取柱,规格为 6 ml/1000 mg 或更大容量规格。

5.9 分液漏斗:250 ml,玻璃活塞不涂润滑油。

5.10 提取瓶:200 ml,具塞平底棕色玻璃瓶。

5.11 平底烧瓶:200 ml,具塞平底棕色玻璃烧瓶。

5.12 便携式冷藏箱:温度可达 4℃以下。

5.13 一般实验室常用仪器和设备。

6 样品

6.1 样品的采集和保存

按照 HJ/T 166 的相关规定进行土壤样品的采集和保存。按照 HJ 494 的相关规定进行水体沉积物样品的采集。按 GB 17378.3 的相关规定进行海洋沉积物样品的采集。

样品采集后密闭贮存于预先洗净烘干的采样瓶(5.3)中,避光保存。如不能及时分析,于 4℃

以下冷藏,5 d 内完成衍生及萃取,衍生化提取物在 7 d 内分析完毕。

6.2 样品的制备

去除样品中的异物(石子、叶片等),称取 10 g(精确到 0.01 g)样品于提取瓶(5.10)中。

6.3 水分的测定

称取样品的同时,按照 HJ 613 测定土壤样品干物质含量;按照 GB 17378.5 测定沉积物样品含水率。

6.4 试样的制备

6.4.1 提取

在装有样品的提取瓶中,加入 200 ml 提取剂(4.12),密封,在恒温振荡器(5.4)中振荡 18 h,

用玻璃纤维滤膜(4.20)过滤,收集提取液,待测。

注:可使用翻转振荡器代替恒温振荡器,振荡时间为18 h。

6.4.2 衍生

取 100 ml 提取液(6.4.1)于平底烧瓶(5.11)中,加入 4 ml 缓冲溶液(4.13)、6 ml 衍生剂(4.14),置于恒温振荡器(5.4)中,40℃振荡 1 h。

注1:可使用超声清洗器代替恒温振荡器,超声时间不少于30 min。

注2:如果样品含量高,可适当稀释提取液,或减少样品的取样量。

6.4.3 萃取和浓缩

6.4.3.1 固相萃取法

将固相萃取柱(5.8)固定在固相萃取装置(5.5)上,分别用 10 ml 乙腈(4.9)和 10 ml 水活化萃取柱。向衍生后的溶液(6.4.2)中加入 10 ml 氯化钠溶液(4.10),并转移至萃取柱,上样速度为 3 ml/min ~5 ml/min。再用 10 ml 水冲洗容器和管路,完成后继续抽吸 1 min。用 9 ml 乙腈(4.9)以 3 ml/min ~5 ml/min 的流速洗脱萃取柱,收集洗脱液至 10 ml 容量瓶中,用乙腈(4.9)稀释至刻度,混匀,待测。

6.4.3.2 液液萃取法

将衍生后的溶液(6.4.2)转移至分液漏斗(5.9)中,加入 1.5 g NaCl(4.1),分别用 15 ml 和 10 ml 二氯甲烷(4.8)分两次萃取,合并萃取液,萃取液经无水硫酸钠(4.2)脱水,用浓缩设备(5.6)浓缩至近干,更换溶剂为乙腈(4.9),用乙腈准确定容至 10 ml,待测。

注:高浓度样品可适当增加一次萃取。

6.5 空白试样的制备

以石英砂(4.18)代替样品,按照与试样的制备(6.4)相同的步骤进行空白试样的制备。

7 分析步骤

7.1 参考色谱条件

流动相:60%乙腈+40%水,等度洗脱,保持 30 min。

检测波长:360 nm;

流动相流速:1.0 ml/min;

柱温:30℃;

进样量:10 μl。

7.2 标准曲线的建立

分别量取适量的醛、酮类-DNPH 标准溶液(4.15),用乙腈配制成质量浓度为 30.0 μg/L、50.0μg/L、100 μg/L、500 μg/L、1.00×103 μg/L 和 1.50×103 μg/L 的标准系列。按照参考色谱条件(7.1)进行测定,以标准系列浓度为横坐标,以其对应的峰面积或峰高为纵坐标,建立标准曲线。

7.3 参考色谱图

15 种醛、酮类腙衍生物在 C18 柱(5.2)上的色谱图见图 1。

注:1.甲醛-DNPH;2.乙醛-DNPH;3.丙烯醛-DNPH;4.丙酮-DNPH;5.丙醛-DNPH;6.丁烯醛-DNPH;7.丁醛-DNPH; 8.苯甲醛-DNPH;9.异戊醛-DNPH;10.正戊醛-DNPH;11.邻-甲基苯甲醛-DNPH;12.间-甲基苯甲醛-DNPH;13.对-甲基苯甲醛-DNPH;14.正己醛-DNPH;15. 2,5-二甲基苯甲醛-DNPH。

图 1 15 种醛、酮类腙衍生物的参考色谱图

注:其他不同类型色谱柱分离情况参见附录B。

7.4 试样测定

按照与标准曲线的建立(7.2)相同的步骤进行试样(6.4)的测定。

7.5 空白试验

按照与试样测定(7.4)相同的步骤进行空白试样(6.5)的测定。

8 结果计算及表示

8.1 定性分析

根据目标化合物的保留时间定性。必要时采用标准加入法、不同波长下的吸收比、紫外谱图扫描等方法辅助定性。

8.2 定量分析

根据建立的标准曲线(7.2),按照目标物的峰面积或峰高,采用外标法定量。

8.3 结果计算

8.3.1 土壤样品的结果计算

土壤中的目标物含量Wi(mg/kg),按公式(1)进行计算。

式中:Wi——样品中目标化合物的含量,mg/kg;

ρi ——由标准曲线计算所得目标化合物的质量浓度,µg/L;

V——试样定容体积,ml;

Vex——提取剂体积,ml;

m ——土壤试样质量(湿重),g;

Wdm——土壤试样干物质含量,%;

V0——提取液取样体积,ml。

8.3.1 沉积物样品的结果计算

沉积物中的目标物含量 Wi(mg/kg),按公式(2)进行计算。

式中:Wi——样品中目标化合物的含量,mg/kg;

ρi ——由标准曲线计算所得目标化合物的质量浓度,µg/L;

V——试样定容体积,ml;

Vex——提取剂体积,ml;

m ——沉积物试样质量(湿重),g;

w ——沉积物试样含水率,%;

V0——提取液取样体积,ml。

8.4 结果表示

测定结果保留至小数点后 2 位,最多保留 3 位有效数字。

注:间-甲基苯甲醛-DNPH 和对-甲基苯甲醛-DNPH 为难分离物质对,当色谱柱不能将二者分离时,测定结果为

难分离物质对之和。

9 精密度和准确度

9.1 精密度

6家实验室对醛、酮类化合物加标浓度为0.20 mg/kg、0.50 mg/kg、2.00 mg/kg的土壤样品进行6

次重复测定,测定结果如下:实验室内相对标准偏差分别为:4.8%~29%,4.3%~33%,0.2%~29%;

实验室间相对标准偏差分别为:10%~20%,6.4%~20%,6.6%~20%;重复性限分别为:0.05 mg/kg

~0.09 mg/kg,0.14 mg/kg ~0.22 mg/kg,0.37 mg/kg ~0.88 mg/kg;再现性限分别为:0.07 mg/kg ~0.10 mg/kg,0.18 mg/kg ~0.25 mg/kg,0.66 mg/kg ~0.90 mg/kg。

6家实验室对醛、酮类化合物加标浓度为0.20 mg/kg、0.50 mg/kg、2.00 mg/kg的沉积物样品进行6次重复测定,测定结果如下:实验室内相对标准偏差分别为:2.8%~32%,2.5%~29%,1.7%~22%;

实验室间相对标准偏差分别为:7.9%~21%,11%~19%,6.7%~21%;重复性限分别为:0.07 mg/kg

~0.10mg/kg,0.10 mg/kg ~0.25 mg/kg,0.33 mg/kg ~0.65 mg/kg;再现性限分别为:0.05 mg/kg ~0.11mg/kg,0.15 mg/kg ~0.38 mg/kg,0.47 mg/kg ~1.02 mg/kg。

9.2 准确度

6 家实验室对加标浓度为 0.20 mg/kg、0.50 mg/kg、2.00 mg/kg 的土壤样品进行 6 次重复测定,加标回收率范围分别为:43.5%~101%、41.5%~99.0%、42.0%~104%,加标回收率最终值分别为:56.3%±19.0%~87.0%±20.4%、51.2%±21.4%~85.6%±17.6%、50.8%±26.6%~ 88.7%±14.8%。

6 家实验室对加标浓度为 0.20 mg/kg、0.50 mg/kg、2.00 mg/kg 的沉积物样品进行 6 次重复测定,加标回收率范围分别为:46.3%~112%、40.8%~112%、41.3%~116%,加标回收率最终值分别为:54.5%±15.4%~91.2%±30.4%、47.9%±22.8%~90.5%±26.2%、45.4%±20.6%~94.7%±32.0%。

精密度和准确度结果参见附录 C。

10 质量保证和质量控制

10.1 空白

每批样品(最多 20 个样品)至少分析一个实验室空白,其目标物的测定结果应低于方法检出限。

10.2 校准

标准曲线相关系数应≥0.999,否则应重新进行校准。

每 20 个样品或每批次(最多 20 个样品)分析一个标准曲线中间浓度点,其测定值与标准值相对误差在±15%之内,否则应重新绘制标准曲线。

10.3 平行样测定

每批样品(最多 20 个样品)至少测定一个平行样,平行样测定结果相对偏差应≤35%。

10.4 加标回收测定

每批样品(最多 20 个样品)至少分析一个实际样品加标,醛类回收率应在 45%~120%之间,丙酮回收率应在 40%~100%之间。

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