土壤和沉积物 酚类化合物的测定 气相色谱法（ HJ 703-2014）.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 703-2014 土壤和沉积物 酚类化合物的测定 气相色谱法土壤和沉积物 酚类化合物的测定 气相色谱法 Soil and sedimentDetermination of phenolic compounds Gas chromatography （发布稿）本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2014-09-15 发布 2014-12-01 实施发 布 环 境 保 护 部 环 境 保 护 部 i目 次 前 言.ii 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 方法原理.1 4 试剂和材料.1 5 仪器和设备.2 6 样品.3 8 结果计算及表示.5 9 精密度和准确度.6 10 质量保证和质量控制.7 11 废物处理.7 12 注意事项.7 附录 A（规范性附录）方法检出限和测定下限.9 附录 B（资料性附录）目标化合物及参考保留时间.10 附录 C（资料性附录）方法精密度和准确度.11 附录 D（资料性附录）辅助定性参考色谱图.12 ii 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酚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酚类化合物的气相色谱法。本标准为首次发布。本标准附录 A 为规范性附录，附录 B 附录 D 为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：南京市环境监测中心站。本标准验证单位：江苏省环境监测中心、常州市环境监测中心站、泰州市环境监测中心站、镇江市环境监测中心站、宁波市环境监测中心站和江苏省理化分析测试中心。本标准环境保护部 2014 年 09 月 15 日批准。本标准自 2014 年 12 月 01 日起实施。本标准由环境保护部解释。1 土壤和沉积物 酚类化合物的测定 气相色谱法 警告：实验中使用的试剂和标准溶液对人体健康有危害，操作过程应在通风柜中进行，按规定佩戴防护器具，避免接触皮肤。1 适用范围 本标准规定了测定土壤和沉积物中酚类化合物的气相色谱法。本标准适用于土壤和沉积物中 21 种酚类化合物的测定，其他酚类化合物如果通过验证也可适用于本标准。当取样量为 10.0 g 时，21 种酚类化合物的方法检出限为 0.020.08 mg/kg，测定下限为0.080.32 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/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 3 方法原理 土壤或沉积物用合适的有机溶剂提取，提取液经酸碱分配净化，酚类化合物进入水相后，将水相调节至酸性，用合适的有机溶剂萃取水相，萃取液经脱水、浓缩、定容后进气相色谱分离，氢火焰检测器测定。以保留时间定性，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通过纯水设备制备的水。4.1 氢氧化钠（NaOH）。4.2 盐酸（HCl）：=1.19 g/ml。4.3 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 2璃瓶中，于干燥器中保存。4.4 氢氧化钠溶液：c（NaOH）=5 mol/L。称取 20 g NaOH 固体（4.1），用水溶解冷却后定容至 100 ml。4.5 盐酸溶液：c（HCl）=3 mol/L。量取 125 ml 盐酸（4.2），用水稀释至 500 ml。4.6 二氯甲烷(CH2Cl2)：色谱纯。4.7 乙酸乙酯(CH3COOC2H5)：色谱纯。4.8 甲醇(CH3OH)：色谱纯。4.9 正己烷（C6H14)：色谱纯。4.10 二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂：4+1（V/V）。4.11 二氯甲烷与正己烷混和溶剂：2+1（V/V）。4.12 标准贮备液：=1000 mg/L。可直接购买包括所有相关分析组分的有证标准溶液，也可用纯标准物质制备。包括苯酚，邻-甲酚，对-甲酚，间-甲酚，2,4-二甲酚，2-氯酚，2,4-二氯酚，2,6-二氯酚，4-氯-3-甲酚，2,4,6-三氯酚，2,4,5-三氯酚，2,3,4,6-四氯酚，2,3,4,5-四氯酚，2,3,5,6-四氯酚，五氯酚，2-硝基酚，4-硝基酚，2,4-二硝基酚，2-甲基-4,6-二硝基酚，2-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚(地乐酚)，2-环己基-4,6 二硝基酚。4.13 标准使用液：=100 mg/L。用甲醇（4.8）稀释标准贮备液（4.12），配制成浓度为 100 mg/L 的标准使用液，于 4 冰箱避光保存，密闭可保存 1 个月。4.14 石英砂（0.840.297 mm，2050 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。4.15 硅藻土（0.150.038 mm，100400 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。4.16 氮气（N2）：纯度 99.999%。4.17 氢气（H2）：纯度 99.999%。4.18 与索氏提取装置配套的纸质套筒：使用前应检查酚类化合物的残留量，避免干扰。5 仪器和设备 5.1 气相色谱仪：具分流/不分流进样口，带氢火焰检测器（FID）。5.2 色谱柱：30 m 0.25 mm 0.25 m，100%甲基聚硅氧烷毛细管柱；或 30 m 0.25 mm 0.25 m，50%苯基 50%甲基聚硅氧烷毛细管柱，或其它等效毛细管柱。5.3 提取设备：索氏提取装置，也可选用探针式超声波提取仪、加压流体萃取装置或微波 3提取装置。5.4 分液漏斗：带聚四氟乙烯（PTFE）塞子。5.5 浓缩装置：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。5.6 研钵：由玻璃、玛瑙或其他无干扰物的材质制成。5.7 微量注射器：10 l、25 l、100 l、250 l、500 l 和 1000 l。5.8 一般实验室常用仪器和设备。6 样品 6.1 样品采集和保存 按照 HJ/T 166 的相关规定进行土壤样品的采集。按照 GB 17378.3 和 GB 17378.5 的相关规定进行沉积物样品的采集。样品采集后密闭储存于棕色玻璃瓶中，应尽快分析。若不能及时分析，应冷藏避光保存，保存期为 10 d。注意避免有机物干扰。样品提取液避光冷藏保存，保存期 40 d。6.2 试样的制备 6.2.1 脱水 去除样品中的异物（石子、叶片等），称取约 10 g（精确到 0.01 g）样品双份，土壤样品一份按照 HJ 613 测定干物质含量，另一份加入适量无水硫酸钠（4.3），研磨均化成流砂状，如使用加压流体萃取，则用硅藻土（4.15）脱水。沉积物样品一份按照 GB 17378.5 测定含水率，另一份参照土壤样品脱水。6.2.2 提取 可选择索氏提取、加压流体萃取、超声波提取或微波提取等任意一种方式进行目标物的提取。6.2.2.1 索氏提取 将 6.2.1 得到的试样全部转移至纸质套筒（4.18）中，加入 100 ml 二氯甲烷与正己烷混合溶剂（4.11），提取 1618 h，回流速率控制在 10 次/h 左右，冷却后收集所有提取液备净化用。6.2.2.2 加压流体萃取 根据 6.2.1 得到的试样体积选择合适的萃取池，装入样品，以二氯甲烷与正己烷混合溶剂（4.11）为萃取溶剂，按以下参考条件进行萃取：萃取温度 100，萃取压力 1500 psi，4静态萃取时间 5 min，淋洗体积为 60%池体积，氮气吹扫时间 60 s，萃取循环次数 2 次。也可参照仪器生产商说明书设定条件。收集提取液，待净化。6.2.2.3 超声波提取 根据 6.2.1 得到的试样体积选择合适的锥形瓶，加入适量二氯甲烷与正己烷混合溶剂（4.11），使得液面至少高出固体 2 cm，将超声探头置于液面下，超声提取 3 次，每次 3 min，控制提取时温度不超过 40（可将锥形瓶放在冰水浴中），合并提取液，待净化。6.2.2.4 微波提取 将 6.2.1 得到的试样转移至微波提取专用容器中，加入适量二氯甲烷与正己烷混合溶剂（4.11），液面高度须没过试样且低于容器深度的 2/3（样品过多可分多份单独提取，最后合并提取液）。微波提取参考条件：功率 800 W，5 min 内升温至 75，保持 10 min。待提取液冷却后过滤，用适量混合溶剂（4.11）洗涤容器内壁及试样，收集提取液，待净化。6.2.3 净化 将 6.2.2 得到的提取液转入分液漏斗（5.4）中，加入 2 倍于提取液体积的水，用 NaOH溶液（4.4）调节至 pH12，充分振荡、静置，弃去下层有机相，保留水相部分。注：若有机相颜色较深，可将净化次数适当增加至 23 次。6.3 萃取和浓缩 将 6.2.3 得到的水相部分用盐酸溶液（4.5）调节 pH2，加入 50 ml 二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂（4.10），充分振荡、静置，弃去水相，有机相经过装有适量无水硫酸钠（4.3）的漏斗除水，用二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂（4.10）充分淋洗硫酸钠，合并全部有机相，浓缩定容至 1.0 ml，待测。7 分析步骤 7.1 气相色谱参考条件 进样口温度：260；进样方式：分流或不分流；进样体积：1.0 l。柱箱升温程序：80 保持 1.0 min，以 10/min 的升温速率升至 250 并保持 4.0 min；FID 检测器温度：280。色谱柱内载气流量：1.0 ml/min；尾吹气：氮气，流量：30 ml/min；氢气流量：35 ml/min；空气流量：300 ml/min。7.2 校准 精确移取标准贮备液（4.12）5.0l、25.0l、100l、250l 和 500l 于 5 ml 容量瓶中，用二氯甲烷与乙酸乙酯混合溶剂（4.10）稀释至标线，配制校准系列，目标化合物浓度分别为 1.00 mg/L、5.00 mg/L、20.0 mg/L、50.0 mg/L 和 100 mg/L。在推荐仪器条件（7.1）下进 5行测定，以各组分的质量浓度为横坐标，以该组分色谱峰面积（或峰高）为纵坐标绘制校准曲线。7.3 参考色谱图 按照气相色谱参考条件（7.1）分析，21 种酚类化合物在 100%甲基聚硅氧烷（非极性）色谱柱上的参考色谱图见图 1。出峰顺序：1苯酚、2 2-氯酚、3 邻-甲酚、4/5 对/间-甲酚、62-硝基酚、7 2,4-二甲酚、8 2,4-二氯酚、9 2,6-二氯酚、10 4-氯-3-甲酚、112,4,6-三氯酚、122,4,5-三氯酚、132,4-二硝基酚、14 4-硝基酚、152,3,4,6-四氯酚、16/17 2,3,4,5-四氯酚/2,3,5,6-四氯酚、182-甲基-4,6-二硝基酚、19五氯酚、202-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚(地乐酚)、212-环己基-4,6 二硝基酚 图 1 21 种酚类化合物参考色谱图 7.4 测定 将制备好的试样（6.3）按照气相色谱参考条件（7.1）进行测定。7.5 空白试验 称取 10.0 g 石英砂（4.14），按照 6.26.3 步骤制备试样，按照气相色谱参考条件（7.1）测定。8 结果计算及表示 8.1 目标化合物定性 样品分析前，应建立保留时间窗口 t 3S。t 为初次校准时各浓度标准物质保留时间的平均值，S 为初次校准时各标准物质保留时间的标准偏差。当样品分析时，目标化合物保留时间应在保留时间窗口内。目标化合物在分析色谱柱（非极性）上的保留时间参见附录 B。8.2 结果计算 目标化合物用外标法定量，土壤中酚类化合物的含量（mg/kg)按公式（1）进行计算，2.55.07.510.012.5 15.017.5 min0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1 23 4/5 678910111213141516/1718192021 6沉积物中酚类化合物的含量（mg/kg)按公式（2）进行计算。dmiiwmV=（1）式中：i样品中目标化合物的含量，mg/kg；i由校准曲线计算所得目标化合物的质量浓度，mg/L；V试样定容体积，ml；m土壤试样质量（湿重），g；wdm土壤试样干物质含量，%。)1(wmVii=（2）式中：i样品中目标化合物的含量，mg/kg；i由校准曲线计算所得目标化合物的质量浓度，mg/L；V试样定容体积，ml；m沉积物试样质量（湿重），g；w沉积物试样含水率，%。8.3 结果表示 8.3.1 当结果大于等于 1.00 mg/kg 时，结果保留三位有效数字；小于 1.00 mg/kg 时，结果保留至小数点后两位。8.3.2 间-甲酚和对-甲酚、2,3,4,5-四氯酚和 2,3,5,6-四氯酚为难分离物质对，测定结果为难分离物质对两者之和。9 精密度和准确度 9.1 精密度 六家实验室对目标化合物浓度约为 0.05 mg/kg、0.65 mg/kg3.63 mg/kg 和 2.58 mg/kg6.46 mg/kg 的统一样品进行测定，实验室内相对标准偏差为 3.8%40.7%、1.6%24.4%和2.1%20.4%；实验室间相对标准偏差为 8.9%30.7%、13.3%56.0%和 22.2%41.6%；重现性限范围为：0.01 mg/kg0.05 mg/kg、0.14 mg/kg1.03mg/kg 和 0.48 mg/kg1.40 mg/kg；再现性限范围为：0.02 mg/kg0.08 mg/kg，0.42 mg/kg5.72 mg/kg 和 1.81 mg/kg 77.58 mg/kg。9.2 准确度 六家实验室对实际沉积物样品进行两种不同浓度基体加标样测定，基体加标量为 1.00 mg/kg 和 4.00 mg/kg，目标化合物的加标回收率范围为：59.1%89.2%和 61.8%95.9%。具体的方法精密度和准确度数据参见附录 C。10 质量保证和质量控制 10.1 校准曲线 用线性拟合曲线进行校准，其相关系数应大于等于 0.995，否则需重新绘制校准曲线。10.2 校准核查 每次分析样品前应选择校准曲线中间浓度进行校准曲线核查，其测定结果相对偏差应30%，否则应重新绘制校准曲线。10.3 空白 每批样品应同时进行一次空白试验。空白结果中目标化合物浓度应小于方法检出限。10.4 平行样测定 每批样品（最多 20 个样品）应至少进行 1 次平行测定，平行双样测定结果相对偏差应在 30%以内。10.5 实际样品加标和加标平行 每一批样品（最多 20 个样品）应至少分析 1 个实际样品加标和一个加标平行。实际样品加标回收率应在 50%140%之间，加标平行样的测定结果相对偏差应在 30%以内。若加标回收率达不到要求，而加标平行符合要求，说明样品存在基体效应，在结果中注明。11 废物处理 实验产生含有机试剂的废物应集中保管，送具有资质的单位集中处理。12 注意事项 12.1 校准曲线范围 校准曲线浓度范围可根据实际样品浓度作适当调整。低浓度曲线可用标准使用液（4.13）配制。812.2 实际样品 对于样品中超过校准曲线上限的目标化合物，可进行稀释或减少取样量重新分析。含酚类化合物浓度较高的样品会对仪器产生记忆效应，随后应分析一个或多个空白样品，直至空白试验结果满足质控要求后才能分析下一个样品。必要时可用 30 m 0.25 mm 0.25 m，50%苯基 50%甲基聚硅氧烷（中等极性）毛细管柱做辅助定性确认，也可用质谱做进一步确认。辅助定性色谱柱的色谱参考条件见 7.1，色谱图参见附录 D。9附录 A（规范性附录）方法检出限和测定下限 表 A 方法检出限和测定下限 序号 组分名称 检出限（mg/kg）测定下限（mg/kg）1 苯酚 0.04 0.16 2 2-氯酚 0.04 0.16 3 邻-甲酚 0.02 0.08 4/5 对/间-甲酚 0.02 0.08 6 2-硝基酚 0.02 0.08 7 2,4-二甲酚 0.02 0.08 8 2,4-二氯酚 0.03 0.12 9 2,6-二氯酚 0.03 0.12 10 4-氯-3-甲酚 0.02 0.08 11 2,4,6-三氯酚 0.03 0.12 12 2,4,5-三氯酚 0.03 0.12 13 2,4-二硝基酚 0.08 0.32 14 4-硝基酚 0.04 0.16 15 2,3,4,6-四氯酚 0.02 0.08 16/17 2,3,4,5-四氯酚/2,3,5,6-四氯酚 0.03 0.12 18 2-甲基-4,6-二硝基酚 0.03 0.12 19 五氯酚 0.07 0.28 20 2-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚(地乐酚)0.02 0.08 21 2-环己基-4,6-二硝基酚 0.02 0.08 10附录 B（资料性附录）目标化合物及参考保留时间 表 B 酚类化合物在非极性色谱柱上的参考保留时间 序号 组分名称 英文名称 保留时间*(min)1 苯酚 Phenol 4.76 2 2-氯酚 2-Chlorophenol 5.05 3 邻-甲酚 2-Methylphenol 5.70 4/5 对/间-甲酚 4-Methylphenol/3-Methylphenol 6.05 6 2-硝基酚 2-Nitrophenol 6.80 7 2,4-二甲酚 2,4-Dimethylphenol 6.99 8 2,4-二氯酚 2,4-Dichlorophenol 7.38 9 2,6-二氯酚 2,6-Dichlorophenol 7.82 10 4-氯-3-甲酚 4-Chloro-3-methylphenol 8.89 11 2,4,6-三氯酚 2,4,6-Trichlorophenol 9.89 12 2,4,5-三氯酚 2,4,5-Trichlorophenol 9.98 13 2,4-二硝基酚 2,4-Dinitrophenol 11.43 14 4-硝基酚 4-Nitrophenol 11.82 15 2,3,4,6-四氯酚 2,3,4,6-Tetrachlorophenol 12.05 16/17 2,3,4,5-四氯酚/2,3,5,6-四氯酚 2,3,4,5-Tetrachlorophenol/2,3,5,6-Tetra12.52 18 2-甲基-4,6-二硝基酚 2-Methyl-4,6-dinitrophenol 13.03 19 五氯酚 Pentachlorophenol 14.95 20 2-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚（地乐酚）2-sec-butyl-4,6-dinitrophenol 15.49 21 2-环己基-4,6-二硝基酚 2-Cyclohexyl-4,6-dinitrophenol 19.18 *注：表中保留时间为按照 7.1 推荐条件下获得。11附录 C （资料性附录）方法精密度和准确度 表 C 方法精密度和准确度 化合物名称 加标水平（mg/kg）平均值（mg/kg）实验室内相对标准偏差(%)实验室间相对标准偏差(%)重复性限 r(mg/kg)再现性限 R(mg/kg)PSP2(%)1.00 0.84 3.524.4 27.4 0.21 0.67 80.921.7 苯酚 4.00 3.04 2.019.0 27.9 0.48 2.42 72.118.1 1.00 0.84 2.220.6 26.7 0.18 0.65 80.319.4 2-氯酚 4.00 3.61 2.115.3 31.2 0.55 3.19 87.132.3 1.00 0.82 2.09.4 31.8 0.14 0.74 78.630.2 邻-甲酚 4.00 3.52 3.817.5 36.7 0.56 3.65 86.745.6 2.00 1.77 1.813.5 35.7 0.32 1.79 82.044.6 对/间-甲酚 8.00 7.25 2.111.9 33.7 0.93 6.90 86.238.1 1.00 0.95 2.917.1 33.7 0.16 0.91 89.232.9 2-硝基酚 4.00 3.94 2.119.0 36.1 0.67 4.03 95.947.2 1.00 0.74 1.821.4 31.8 0.13 0.67 72.825.9 2,4-二甲酚 4.00 3.32 3.720.4 31.7 0.56 2.99 81.029.1 1.00 0.83 4.215.1 28.7 0.19 0.69 79.624.1 2,4-二氯酚 4.00 3.62 4.415.7 30.9 0.62 3.19 87.229.3 1.00 0.84 2.318.1 30.5 0.21 0.75 80.228.1 2,6-二氯酚 4.00 3.50 3.210.4 31.5 0.58 3.13 83.630.4 1.00 0.86 2.413.8 33.2 0.14 0.81 83.334.3 4-氯-3-甲酚 4.00 3.48 3.69.8 32.4 0.57 3.20 83.432.2 1.00 0.88 1.612.6 26.8 0.16 0.67 83.721.0 2,4,6-三氯酚 4.00 3.66 4.212.7 29.8 0.58 3.10 87.426.8 1.00 1.04 1.79.1 23.0 0.16 0.68 77.931.7 2,4,5-三氯酚 4.00 4.00 4.111.1 29.0 0.62 3.30 91.232.6 1.00 0.65 6.121.5 17.1 0.30 0.42 60.412.2 2,4-二硝基酚 4.00 2.58 2.518.4 23.5 0.70 1.81 61.89.38 1.00 0.70 4.718.7 20.7 0.23 0.46 59.118.9 4-硝基酚 4.00 3.80 5.813.7 32.1 0.90 3.52 88.937.4 1.00 0.94 2.019.7 13.3 0.28 0.43 78.418.8 2,3,4,5-四氯酚 4.00 3.69 4.014.0 22.2 0.70 2.38 84.930.1 2.00 1.68 4.916.5 26.4 0.42 1.30 79.420.1 2,3,4,6-四氯酚/2,3,5,6-四氯酚 8.00 7.26 4.113.8 31.7 1.40 6.56 84.727.0 1.00 0.90 3.716.9 25.0 0.19 0.65 81.238.8 2-甲基-4,6-二硝基酚 4.00 3.61 3.710.2 29.5 0.73 3.05 83.934.4 1.00 3.63 2.911.8 56.0 0.70 5.72 81.029.7 五氯酚 4.00 6.46 3.616.4 41.6 1.03 7.58 85.631.6 1.00 0.92 2.311.2 25.5 0.15 0.67 85.727.1 2-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚（地乐酚）4.00 3.80 4.512.4 30.3 0.72 3.29 90.332.1 1.00 0.89 2.715.6 31.2 0.15 0.79 84.730.7 2-环己基-4,6-二硝基酚 4.00 3.77 3.614.5 29.1 0.95 3.19 89.724.7 12附录 D （资料性附录）辅助定性参考色谱图 按照气相色谱参考条件（7.1），使用 50%苯基 50%甲基聚硅氧烷（中等极性）毛细管柱分离 21 种酚类化合物的参考色谱图如下图。出峰顺序及保留时间：1苯酚（4.75min）、22-氯酚（4.81min）；3邻-甲酚（5.7min）、4/5对/间-甲酚（5.94min）、62,4-二甲酚（7.08min）、72-硝基酚（6.93min）、82,4-二氯酚（7.24min）、92,6-二氯酚（7.98min）、104-氯-3-甲酚（9.16min）、112,4,6-三氯酚（9.88min）、12 2,4,5-三氯酚（9.95min）、132,3,4,6-四氯酚（12.8min）、14 2,3,4,5-四氯酚（13.2min）、15 2,3,5,6-四氯酚（12.60min）、162,4-二硝基酚（12.68min）、174-硝基酚（12.75min）、182-甲基-4,6-二硝基酚（13.72min）、192-(1-甲基-正丙基)-4,6-二硝基酚(地乐酚)（15.27min）、20五氯酚（15.08min）、212-环己基-4,6 二硝基酚（19.26min）图 D.1 21 种酚类化合物参考色谱图（辅助定性）2.55.0 7.510.012.515.017.5min0.0 2.5 5.0 7.5 uV(10,000)1 234/56789101112131415161718192021