HJ 784-2016 土壤和沉積物 多環(huán)芳烴的測定 高效液相色譜法（正式版）

中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)土壤和沉積物多環(huán)芳烴的測定高效液相色譜法Soilandsediment—Determinationofpolycyclicaromatichydo 發(fā)布 1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 13方法原理 4試劑和材料 5儀器和設(shè)備 2 37分析步驟 48結(jié)果計(jì)算與表示 79精密度和準(zhǔn)確度 810質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 811廢物處理 9附錄A(規(guī)范性附錄)方法的檢出限和測定下限 附錄B(資料性附錄)方法的精密度和準(zhǔn)確度 為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》,保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范土壤和沉積物中多環(huán)芳烴的測定方法，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了土壤和沉積物中多環(huán)芳烴類化合物的高效液相色譜法。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為規(guī)范性附錄，附錄B為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：河南省環(huán)境監(jiān)測中心。本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證單位：中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、鄭州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心站、開封市環(huán)境監(jiān)測站、洛陽市環(huán)境監(jiān)測站、新鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站。本標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境保護(hù)部2016年2月1日批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)自2016年3月1日起實(shí)施。本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部解釋。1土壤和沉積物多環(huán)芳烴的測定高效液相色譜法警告：部分多環(huán)芳烴屬于強(qiáng)致癌物，操作時(shí)應(yīng)按規(guī)定要求佩戴防護(hù)器具，避免接觸皮膚和衣服。溶液配制及樣品預(yù)處理過程應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定土壤和沉積物中多環(huán)芳烴的高效液相色譜法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于土壤和沉積物中16種多環(huán)芳烴的測定，包括萘、范烯、范、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、菌、苯并[b]熒蒽、苯并[K]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[gh,]花、茚并[1,2,3-c,d]芘。當(dāng)取樣量為10.0g,定容體積為1.0ml時(shí)，用紫外檢測器測定16種多環(huán)芳烴的方法檢出限為3~5μg/kg,測定下限為12～20μg/kg;用熒光檢測器測定16種多環(huán)芳烴的方法檢出限為0.3～0.5μg/kg,2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB17378.3海洋監(jiān)測規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸GB17378.5海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范3方法原理土壤和沉積物樣品中的多環(huán)芳烴用合適的萃取方法(索氏提取、加壓流體萃取等)提取，根據(jù)樣品基體干擾情況采取合適的凈化方法(硅膠層析柱、硅膠或硅酸鎂固相萃取柱等)對萃取液進(jìn)行凈化、濃縮、定容，用配備紫外/熒光檢測器的高效液相色譜儀分離檢測，以保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。4試劑和材料除非另有說明，分析時(shí)均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純試劑和實(shí)驗(yàn)用水。4.3二氯甲烷(CH?Cl?):HPLC級。4.5丙酮-正己烷混合溶液：1+1。2用丙酮(4.4)和正己烷(4.2)按1:1的體積比混合。4.6二氯甲烷-正己烷混合溶液：2+3。用二氯甲烷(4.3)和正己烷(4.2)按2:3的體積比混合。4.7二氯甲烷-正己烷混合溶液：1+1。用二氯甲烷(4.3)和正己烷(4.2)按1:1的體積比混合。4.8多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p=100～2000mg/L。購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液，于4℃下冷藏、避光保存，或參照標(biāo)準(zhǔn)溶液證書進(jìn)行保存。使用時(shí)應(yīng)恢復(fù)至室溫并搖勻。4.9多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液：p=10.0～200mg/L。移取1.0ml多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)貯備液(4.8)于10ml棕色容量瓶，用乙腈(4.1)稀釋并定容至刻度，搖勻，轉(zhuǎn)移至密實(shí)瓶中于4℃下冷藏、避光保存。4.10十氟聯(lián)苯(C??F?o):純度為99%。替代物，亦可采用其他類似物。4.11十氟聯(lián)苯貯備溶液：p=1000mg/L。稱取十氟聯(lián)苯(4.10)0.025g(精確到0.001g),用乙腈(4.1)溶解并定容至25ml棕色容量瓶，搖勻，轉(zhuǎn)移至密實(shí)瓶中于4℃下冷藏、避光保存?；蛸徺I市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。4.12十氟聯(lián)苯使用液：p=40μg/ml。移取1.0ml十氟聯(lián)苯貯備溶液(4.11)于25ml棕色容量瓶，用乙腈(4.1)稀釋并定容至刻度，搖勻，轉(zhuǎn)移至密實(shí)瓶中于4℃下冷藏、避光保存。4.13干燥劑：無水硫酸鈉(Na?SO?)或粒狀硅藻土置于馬弗爐中400℃烘4h,冷卻后置于磨口玻璃瓶中密封保存。4.14硅膠：粒徑75～150μm(200～100目)。使用前，應(yīng)置于平底托盤中，以鋁箔松覆，130℃活化至少16h。4.15玻璃層析柱：內(nèi)徑約20mm,長10～20cm,帶聚四氟乙烯活塞。4.16硅膠固相萃取柱：1000mg/6ml。4.17硅酸鎂固相萃取柱：1000mg/6ml。4.18石英砂：粒徑150～830μm(100～20目),使用前須檢驗(yàn)，確認(rèn)無干擾。4.19玻璃棉或玻璃纖維濾膜：在馬弗爐中400℃烘1h,冷卻后置于磨口玻璃瓶中密封保存。4.20氮?dú)猓杭兌取?9.999%。5儀器和設(shè)備5.1高效液相色譜儀：配備紫外檢測器或熒光檢測器，具有梯度洗脫功能。5.2色譜柱：填料為ODS(十八烷基硅烷鍵合硅膠),粒徑5μm,柱長250mm,內(nèi)徑4.6mm的反相色譜柱或其他性能相近的色譜柱。5.3提取裝置：索氏提取器或其他同等性能的設(shè)備。5.4濃縮裝置：氮吹濃縮儀或其他同等性能的設(shè)備。5.5固相萃取裝置。5.6一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。36樣品6.1樣品的采集與保存按照HJ/T166的相關(guān)要求采集和保存土壤樣品，按照GB17378.3的相關(guān)要求采集和保存沉積物樣品。樣品應(yīng)于潔凈的棕色磨口玻璃瓶中保存，運(yùn)輸過程中應(yīng)避光、密封、冷藏。如不能及時(shí)分析，應(yīng)于4℃以下冷藏、避光和密封保存，保存時(shí)間為7d。6.2水分的測定土壤樣品干物質(zhì)測定按照HJ613執(zhí)行，沉積物樣品含水率按照GB17378.5執(zhí)行。除去樣品中的枝棒、葉片、石子等異物，稱取樣品10g(精確到0.01g),加入適量無水硫酸鈉(4.13),研磨均化成流沙狀。如果使用加壓流體提取，則用粒狀硅藻土(4.13)脫水。將制備好的試樣放入玻璃套管或紙質(zhì)套管內(nèi)，加入50.0μl十氟聯(lián)苯使用液(4.12),將套管放入索氏提取器中。加入100ml丙酮-正己烷混合溶液(4.5),以每小時(shí)不小于4次的回流速度提取16～18h。在玻璃漏斗上墊一層玻璃棉或玻璃纖維濾膜(4.19),加入約5g無水硫酸鈉(4.13),將提取液過濾到濃縮器皿中。用適量丙酮-正己烷混合溶液(4.5)洗滌提取容器3次，再用適量丙酮-正己烷混合溶液(4.5)沖洗漏斗，洗液并入濃縮器皿。氮吹濃縮法：開啟氮?dú)庵寥軇┍砻嬗袣饬鞑▌?避免形成氣渦),用正己烷(4.2)多次洗滌氮吹過程中已經(jīng)露出的濃縮器壁，將過濾和脫水后的提取液濃縮至約1ml。如不需凈化，加入約3ml乙腈(4.1),再濃縮至約1ml,將溶劑完全轉(zhuǎn)化為乙腈。如需凈化，加入約5ml正己烷并濃縮至約1ml,重復(fù)此濃縮過程3次，將溶劑完全轉(zhuǎn)化為正己烷，再濃縮至約1ml,待凈化。(1)硅膠柱制備在玻璃層析柱(4.15)的底部加入玻璃棉(4.19),加入10mm厚的無水硫酸鈉(4.13),用少量二氯甲烷(4.3)進(jìn)行沖洗。玻璃層析柱上置一玻璃漏斗，加入二氯甲烷(4.3)直至充滿層析柱，漏斗內(nèi)存留部分二氯甲烷，稱取約10g硅膠(4.14)經(jīng)漏斗加入層析柱，以玻璃棒輕敲層析柱，除去氣泡，使硅膠填實(shí)。放出二氯甲烷，在層析柱上部加入10mm厚的無水硫酸鈉(4.13)。層析柱示意圖見圖1。(2)凈化用40ml正己烷(4.2)預(yù)淋洗層析柱，淋洗速度控制在2ml/min,圖1層析柱示意圖4在頂端無水硫酸鈉暴露于空氣之前，關(guān)閉層析柱底端聚四氟乙烯活塞，棄去流出液。將濃縮后的約1ml提取液(6.3.3)移入層析柱，用2ml正己烷(4.2)分3次洗滌濃縮器皿，洗液全部移入層析柱，在頂端無水硫酸鈉暴露于空氣之前，加入25ml正己烷(4.2)繼續(xù)淋洗，棄去流出液。用25ml二氯甲烷-正己烷混合溶液(4.6)洗脫，洗脫液收集于濃縮器皿中，用氮吹濃縮法(或其他濃縮方式)將洗脫液濃縮至約1ml,加入約3ml乙腈(4.1),再濃縮至1ml以下，將溶劑完全轉(zhuǎn)換為乙腈，并準(zhǔn)確定容至1.0ml待測。凈化后的待測試樣如不能及時(shí)分析，應(yīng)于4℃下冷藏、避光、密封保存，30d內(nèi)完成分析。6.3.4.2固相萃取柱凈化(填料為硅膠或硅酸鎂)用固相萃取柱(4.16或4.17)作為凈化柱，將其固定在固相萃取裝置(5.5)上。用4ml二氯甲烷(4.3)沖洗凈化柱，再用10ml正己烷(4.2)平衡凈化柱，待柱充滿后關(guān)閉流速控制閥浸潤5min,打開控制閥，棄去流出液。在溶劑流干之前，將濃縮后的約1ml提取液(6.3.3)移入柱內(nèi)，用3ml正己烷(4.2)分3次洗滌濃縮器皿，洗液全部移入柱內(nèi)，用10ml二氯甲烷-正己烷混合溶液(4.7)進(jìn)行洗脫，待洗脫液浸滿凈化柱后關(guān)閉流速控制閥，浸潤5min,再打開控制閥，接收洗脫液至完全流出。用氮吹濃縮法(或其他濃縮方式)將洗脫液濃縮至約1ml,加入約3ml乙腈(4.1),再濃縮至1ml以下，將溶劑完全轉(zhuǎn)換為乙腈，并準(zhǔn)確定容至1.0ml待測。凈化后的待測試樣如不能及時(shí)分析，應(yīng)于4℃下冷藏、避光、密封保存，30d內(nèi)完成分析。6.4空白試樣制備用石英砂(4.18)代替實(shí)際樣品，按照與試樣的制備(6.3)相同步驟制備空白試樣。7分析步驟7.1儀器參考條件進(jìn)樣量：10μl.柱溫：35℃。流速：1.0ml/min。流動相A:乙腈；流動相B:水(表1)。表1梯度洗脫程序時(shí)間/min0800檢測波長：根據(jù)不同待測物的出峰時(shí)間選擇其紫外檢測波長、最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長，編制波長變換程序。16種多環(huán)芳烴在紫外檢測器上對應(yīng)的最大吸收波長及在熒光檢測器特定條件下的最佳激發(fā)和發(fā)射波長見表2。5表2目標(biāo)物對應(yīng)的紫外檢測波長和熒光檢測波長最大紫外吸收波長吸收波長發(fā)射波長λ1萘23范4芴5菲6蒽7熒蒽8芘9苯并[a]蒽菌苯并[b]熒蒽苯并[k]熒蒽二苯并[a,h]蒽注：熒光檢測器不適用于范烯和十氟聯(lián)苯的測定。7.2.1校準(zhǔn)曲線的繪制分別量取適量的多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液(4.9),用乙腈(4.1)稀釋，制備至少5個質(zhì)量濃度點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)系列，多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度分別為0.04μg/ml、0.10μg/ml、0.50μg/ml、1.00μg/ml和5.00μg/ml(此為參考質(zhì)量濃度),同時(shí)取50.0μl十氟聯(lián)苯使用液(4.12),加入至標(biāo)準(zhǔn)系列中任一質(zhì)量濃度點(diǎn)，十氟聯(lián)苯的質(zhì)量濃度為2.00μg/ml,貯存于棕色進(jìn)樣瓶中，待測。由低質(zhì)量濃度到高質(zhì)量濃度依次對標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)樣，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中目標(biāo)組分質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以其對應(yīng)的峰面積(峰高)為縱坐標(biāo)，建立校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)≥0.995,否則重新繪制校準(zhǔn)曲線。7.2.2標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖圖2和圖3為在本標(biāo)準(zhǔn)推薦的儀器條件下，16種多環(huán)芳烴的色譜圖。63.004.005.006.007.008.009.0010.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.0018.0019.0020.0021.0022.0023.0024.00125.026.002圖216種多環(huán)芳烴紫外檢測器色譜圖品圖316種多環(huán)芳烴熒光檢測器色譜圖7.3.1試樣測定按照與繪制校準(zhǔn)曲線相同的儀器分析條件(7.1)進(jìn)行測定。7.3.2空白試驗(yàn)按照與試樣測定相同的儀器分析條件(7.1)進(jìn)行空白試樣(6.4)的測定。7m樣品量(濕重),kg;8.2.2沉積物樣品中多環(huán)芳烴的含量(μg/kg),按照式(2)進(jìn)行計(jì)算。m樣品量(濕重),kg;8.2.3十氟聯(lián)苯的回收率(%),按照式(3)進(jìn)行計(jì)算。89精密度和準(zhǔn)確度9.1精密度6家實(shí)驗(yàn)室分別對目標(biāo)化合物含量為1～10μg/kg、5～100μg/kg、10～200μg/kg的統(tǒng)一樣品進(jìn)行6次重復(fù)測定：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.3%～15%、4.1%～14%、4.1%～12.3%;實(shí)驗(yàn)室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為9.7%～22%、6.2%～12%、4.2%～13%;重復(fù)性限范圍分別為0.3～5.6μg/kg、2.2～28μg/kg、9.2準(zhǔn)確度6家實(shí)驗(yàn)室分別以土壤和沉積物為基質(zhì)進(jìn)行了樣品加標(biāo)回收率測定，加標(biāo)質(zhì)量濃度水平為100~200μg/kg,每個樣品重復(fù)測定6次，加標(biāo)回收率分別為59.3%～98.7%,57.4%～91.9%,加標(biāo)回收率最終值分別為69.5%±13.1%～92.5%±14.9%,70.3%±17.4%～90.9%±4.3%。精密度和準(zhǔn)確度結(jié)果統(tǒng)計(jì)見附錄B。10質(zhì)量保證和質(zhì)量控制10.1空白分析每次分析至少做一個實(shí)驗(yàn)室空白實(shí)驗(yàn)和一個全程序空白，以檢查可能存在的干擾，其目標(biāo)化合物的測定值不得高于方法的檢出限。10.2平行樣測定每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)須分析一個平行樣。平行雙樣測定結(jié)果的相對偏差應(yīng)不大于30%。10.3基體加標(biāo)每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)須做1個基體加標(biāo)樣，各組分的回收率為50%～120%,十氟聯(lián)苯回收率為60%～120%。初次使