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水质 4种硝基酚类化合物的测定 液相色谱-三重四极杆质谱法(HJ 1049-2019)

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2019-11-05
简介
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》,保护生态环境,保障人体健康,规范水中硝基酚类化合物的测定方法,制定本标准。本标准规定了测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中 4 种硝基酚类化合物的液相色谱-三重四极杆质谱法。本标准的附录 A 为规范性附录,附录 B~附录 C 为资料性附录。本标准为首次发布。

文档内容部分截取

水质 4种硝基酚类化合物的测定液相色谱-三重四极杆质谱法警告:实验中使用的标准物质和有机溶剂为有毒有害物质,试剂配制和样品前处理过程应在通风橱内进行;操作时应按要求佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣物。1 适用范围本标准规定了测定水中4种硝基酚类化合物的液相色谱-三重四极杆质谱法。本标准适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中2,6-二硝基酚、2,4-二硝基酚、4-硝基酚和2,4,6-三硝基酚等4种硝基酚类化合物的测定。当进样体积为10μl时,4种硝基酚类化合物的方法检出限为0.4μg/L~0.6μg/L,测定下限为1.6μg/L~2.4μg/L。详见附录A。2 规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。HJ/T91 地表水和污水监测技术规范HJ/T164 地下水环境监测技术规范3 方法原理样品经过滤或净化后直接进样,用液相色谱-三重四极杆质谱分离检测硝基酚类化合物。根据保留时间和特征离子定性,内标法定量。4 干扰和消除4.1 当样品中存在基质干扰时,可通过优化色谱条件、稀释样品、减少进样体积以及对样品进行预处理等方式降低或消除。4.2 当样品中存在同分异构体干扰测定时,可通过改变色谱条件提高分离度或选择不同的二级质谱子离子消除干扰。4.3 当样品中共存有机物干扰测定时,可用正己烷-二氯甲烷混合溶液萃取去除部分干扰,取水相进行分析。15 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试剂,实验用水为新制备的不含目标化合物的纯水。5.1 甲醇(CHOH):液相色谱纯。35.2 二氯甲烷(CHCl):液相色谱纯。2 25.3 正己烷(CH):液相色谱纯。6 145.4 甲酸(HCOOH):液相色谱纯。5.5 甲酸铵(HCOONH4):液相色谱纯。5.6 氨水:ρ(NH·HO)=0.91g/ml,优级纯。3 25.7 甲酸铵-甲酸缓冲液:c(HCOONH4)=0.01mol/L,pH=4。准确称取0.315g甲酸铵(5.5)溶于适量水中,溶解后转移至500ml容量瓶中,用水稀释定容至标线,混匀,再加约70μl甲酸(5.4)调节其pH至4。5.8 正己烷-二氯甲烷混合溶液:1+2。用正己烷(5.3)和二氯甲烷(5.2)按1:2的体积比混合。5.9 硝基酚类化合物标准贮备液:ρ=100mg/L。可用标准物质配制,标准物质纯度大于99.0%,用甲醇(5.1)溶解,在-10℃以下冷冻、避光保存。也可直接购买有证标准溶液,参照制造商的产品说明书保存。5.10 硝基酚类化合物混合标准使用液:ρ=5.00mg/L(参考浓度)。移取适量硝基酚类化合物标准贮备液(5.9),用甲醇(5.1)稀释,在-10℃以下冷冻、避光保存,可保存3个月。5.11 内标贮备液:ρ=5000mg/L。内标物为2,4-二硝基苯酚-d3,可用标准物质制备,标准物质纯度大于98.0%,用甲醇(5.1)溶解,在-10℃以下冷冻、避光保存。也可直接购买有证标准溶液。5.12 内标使用液:ρ=200μg/L(参考浓度)。将内标贮备液(5.11)按需要用甲醇(5.1)稀释,在-10℃以下冷冻、避光保存,可保存3个月。5.13 滤膜:0.22μm聚四氟乙烯滤膜。5.14 氮气:纯度≥99.99%。6 仪器和设备6.1 液相色谱-三重四极杆质谱仪:配有电喷雾离子源(ESI),具备梯度洗脱和多反应监测功能。6.2 色谱柱:填料粒径为2.2μm,柱长75mm,内径3.0mm的C18反相液相色谱柱或其他性能相近的色谱柱。6.3 离心机:最高转速不低于4000r/min。6.4 具塞离心管:10ml。6.5 样品瓶:250ml磨口具塞棕色玻璃瓶。26.6 微量注射器或移液器:10μl、50μl、100μl、500μl、1.0ml。6.7 一般实验室常用仪器和设备。7 样品7.1 样品采集和保存按照HJ/T91和HJ/T164的相关规定进行样品的采集。样品采集时应充满样品瓶(6.5),不留空隙。若采集后样品pH不在7~9之间,用氨水(5.6)或甲酸(5.4)调节其pH至7~9,在4℃以下冷藏、避光保存,7d内完成分析。7.2 试样的制备清洁样品可过滤后直接进样分析。样品(7.1)经滤膜(5.13)过滤,弃去至少1ml初滤液后,移取1.0ml过滤后的样品于棕色进样瓶中,加入10.0μl内标使用液(5.12),混匀待测。基体复杂的样品经净化后直接进样分析。取5.0ml样品(7.1)置于具塞离心管(6.4)中,加入1ml正己烷-二氯甲烷混合溶液(5.8),振荡5min,以4000r/min的转速离心5min。吸取3ml上层水相溶液,用滤膜(5.13)过滤,然后移取1.0ml滤液于棕色进样瓶中,加入10.0μl内标使用液(5.12),混匀待测。7.3 空白试样的制备用实验用水代替样品,按照与试样的制备(7.2)相同的步骤进行实验室空白试样的制备。8 分析步骤8.1 仪器参考条件8.1.1 液相色谱参考条件流动相A:甲酸铵-甲酸缓冲液(5.7),流动相B:甲醇(5.1),梯度洗脱程序见表1;流速:0.2ml/min;柱温:30℃;进样体积:10μl。3表1 液相色谱流动相梯度洗脱程序时间(min) 流动相A(%) 流动相B(%)0.00 60 408.00 40 6011.00 10 9013.00 10 9013.01 60 4018.00 60 408.1.2 质谱参考条件离子源:电喷雾离子源(ESI),负离子模式。监测方式:多反应监测(MRM)。其余条件参见附录B。8.1.3 仪器调谐不同厂家的仪器调谐参数存在一定差异,应按照仪器使用说明书在规定时间和频次内对质谱仪进行仪器质量数和分辨率的校正,以确保仪器处于最佳测试状态。8.2 校准8.2.1 标准曲线的建立移取适量的硝基酚类化合物混合标准使用液(5.10),用水稀释,配制至少5个浓度点的标准系列溶液,标准溶液中硝基酚类化合物的质量浓度分别为2.00μg/L、5.00μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、50.0μg/L(此为参考浓度),移取1.0ml标准系列溶液于棕色进样瓶中,加入10.0μl内标使用液(5.12),混匀待测。按照仪器参考条件(8.1),由低浓度到高浓度依次对标准系列溶液进行测定。以目标化合物的质量浓度(μg/L)为横坐标,以其对应的响应值与内标物的响应值的比值和内标物浓度的乘积为纵坐标,建立标准曲线。8.2.2 标准参考谱图在本标准推荐的仪器参考条件下,目标化合物的总离子流色谱图见图1(4种硝基酚类化合物的质量浓度为10.0μg/L)。41—2,6-二硝基酚;2—2,4-二硝基酚-d(内标物);3—2,4-二硝基酚;4—4-硝基酚;5—2,4,6-三硝基酚。3图1 4种硝基酚类化合物和内标物的总离子流色谱图8.3 试样测定按照与标准曲线的建立(8.2.1)相同的仪器条件进行试样(7.2)的测定。8.4 空白试验按照与试样测定(8.3)相同的仪器条件进行空白试样(7.3)的测定。9 结果计算与表示9.1 定性分析选择1个母离子和2个子离子对目标化合物进行监测。在相同的实验条件下,试样中目标化合物的保留时间与标准样品中该目标化合物的保留时间的相对偏差的绝对值应小于2.5%;且对试样中目标化合物定性子离子的相对丰度(Ksam)与浓度接近的标准溶液中对应的定性子离子的相对丰度(K)进行比较,偏差不超过表2规定的范围,则可判定样品中std存在对应的目标化合物。AK 2100% (1)sam A1式中:K——样品中目标化合物定性子离子的相对丰度,%;samA——样品中目标化合物二级质谱定性子离子的响应值;2A1——样品中目标化合物二级质谱定量子离子的响应值。AKstd2100% (2)stdAstd1式中:K——标准样品中目标化合物定性子离子的相对丰度,%;std5A——标准样品中目标化合物二级质谱定性子离子的响应值;std2A——标准样品中目标化合物二级质谱定量子离子的响应值。std1表2 定性确证时相对离子丰度的最大允许偏差K/% K允许的偏差/%std samK>50 ±20std20std10stdK≤10 ±50std9.2 结果计算样品中硝基酚类化合物的质量浓度(μg/L),按照公式(3)进行计算:i1iD (3)式中:i——样品中第i种硝基酚类化合物的质量浓度,μg/L;1i——由标准曲线得到的试样中第i种硝基酚类化合物的质量浓度,μg/L;D——稀释倍数。9.3 结果表示当测定结果小于10.0μg/L时,保留小数点后一位;当测定结果大于等于10.0μg/L时,保留三位有效数字。10 精密度和准确度10.1 精密度6家实验室对硝基酚类化合物的加标浓度为5.00μg/L和20.0μg/L的统一空白加标样品进行了6次重复测定:实验室内相对标准偏差分别为2.1%~9.5%和1.0%~10%;实验室间相对标准偏差分别为3.8%~8.2%和3.3%~4.2%;重复性限分别为0.7μg/L~0.8μg/L和2.3μg/L~3.3μg/L;再现性限分别为0.9μg/L~1.3μg/L和3.0μg/L~3.8μg/L。6家实验室对硝基酚类化合物的加标浓度为5.00μg/L和20.0μg/L的地表水加标样品进行了6次重复测定:实验室内相对标准偏差分别为2.3%~14%和2.4%~15%;实验室间相对标准偏差分别为11%~18%和4.5%~10%;重复性限分别为0.9μg/L~1.2μg/L和3.2μg/L~4.3μg/L;再现性限分别为1.8μg/L~2.7μg/L和3.9μg/L~6.6μg/L。6家实验室对硝基酚类化合物的加标浓度为5.00μg/L和20.0μg/L的工业废水加标样品进行了6次重复测定:实验室内相对标准偏差分别为1.4%~16%和2.0%~13%;实验室间6相对标准偏差分别为9.7%~20%和5.3%~12%;重复性限分别为0.9μg/L~1.3μg/L和2.9μg/L~4.8μg/L;再现性限分别为1.7μg/L~3.3μg/L和4.6μg/L~7.4μg/L。方法精密度汇总数据参见附录C。10.2 准确度6家实验室对硝基酚类化合物的加标浓度为5.00μg/L和20.0μg/L的地表水样品进行了6次重复加标分析测定:加标回收率范围分别为77.1%~119%和77.0%~116%,加标回收率最终值分别为94.1%±28.7%~97.5%±26.0%和93.5%±18.3%~101%±21.0%。6家实验室对硝基酚类化合物的加标浓度为5.00μg/L和20.0μg/L的工业废水样品进行了6次重复加标分析测定:加标回收率范围分别为72.6%~109%和75.0%~112%,加标回收率最终值分别为91.8%±19.7%~95.5%±22.5%和98.7%±14.5%~104%±10.2%。方法准确度汇总数据参见附录C。11 质量保证和质量控制11.1 空白试验每20个样品或每批次(≤20个样品/批)至少测定一个实验室空白,其测定结果应低于方法检出限。11.2 校准每批样品应建立标准曲线,相关系数应≥0.995。每20个样品或每批次(≤20个样品/批)应测定一个标准曲线中间浓度点标准溶液,其测定结果与该点浓度的相对误差应在±20%之内。11.3 平行样每20个样品或每批次(≤20个样品/批)至少测定一个平行样,平行样的相对偏差应≤25%。11.4 基体加标每20个样品或每批次(≤20个样品/批)至少测定一个基体加标样,基体加标回收率应在70%~130%之间。12 废物处理实验中产生的废物应集中收集,分类保管,并做好相应标识,委托有资质的单位进行处理。7附录A(规范性附录)方法的检出限和测定下限当进样体积为10μl时,4种硝基酚类化合物的方法检出限和测定下限见表A.1。表A.1 方法检出限和测定下限序号 化合物名称 英文名称 CAS号 检出限 测定下限(μg/L) (μg/L)1 2,6-二硝基酚 2,6-Dinitrophenol 573-56-8 0.6 2.42 2,4-二硝基酚 2,4-Dinitrophenol 51-28-5 0.4 1.63 4-硝基酚 4-Nitrophenol 100-02-7 0.4 1.64 2,4,6-三硝基酚 2,4,6-Trinitrophenol 88-89-1 0.5 2.08附录B(资料性附录)质谱参考条件a)喷雾电压:4500V。b)离子源温度:600℃。5c)雾化气压力:4.48×10Pa(65psi)。5d)辅助气压力:5.52×10Pa(80psi)。5e)气帘气压力:3.45×10Pa(50psi)。f)目标化合物的多反应监测条件见表B.1。表B.1 目标化合物的多反应监测条件化合物名称 母离子 子离子 驻留时间碰撞电压去簇电压碰撞室入口碰撞室出口(m/z) (m/z) (s) (V) (V) 电压(V) 电压(V)79.0* 30 63 4 32,6-二硝基酚 183.1 0.0564.1 40 40 4 10108.9* 36 51 10 72,4-二硝基酚 183.0 0.05123.0 26 51 12 746.1* 48 49 4 44-硝基酚 138.0 0.0592.0 35 50 4 72,4,6-三硝基 181.9* 26 68 6 0酚 227.9 0.05198.0 26 68 6 02,4-二硝基酚 112.0* 36 57 3 3-d(内标) 186.1 0.053 126.0 27 62 2 4注1:带*的为二级质谱定量子离子,另一个为定性子离子。注2:对于不同质谱仪器,参数可能存在差异,测定前应将质谱参数优化到最佳。9附录C(资料性附录)方法的精密度和准确度表C.1~表C.2和表C.3分别给出了方法的精密度和准确度。表C.1 空白样品加标测定的精密度汇总表加标浓度 总均值 实验室内相实验室间相对重复性限r再现性限R化合物名称 (μg/L) (μg/L) 对标准偏差标准偏差(%) (μg/L) (μg/L)(%)5.00 4.8 3.2~8.7 3.8 0.8 0.92,6-二硝基酚20.0 19.8 3.1~10 4.2 3.3 3.85.00 4.8 2.7~7.6 4.4 0.7 0.92,4-二硝基酚20.0 20.8 1.7~4.7 3.8 2.3 3.15.00 4.9 2.6~7.2 7.6 0.7 1.24-硝基酚20.0 20.1 2.5~6.2 3.3 2.6 3.05.00 5.0 2.1~9.5 8.2 0.8 1.32,4,6-三硝基酚20.0 20.6 1.6~6.3 4.0 2.7 3.4表C.2 实际样品加标测定的精密度汇总表化合物样品类型 加标浓度总均值实验室内相对实验室间相对重复性限 再现性限名称 (μg/L) (μg/L) 标准偏差(%) 标准偏差(%) r(μg/L) R(μg/L)地表水 5.00 5.0 3.8~11 18 1.1 2.72,6-二硝 20.0 18.7 3.1~10 10 3.7 6.2基酚 5.00 4.6 4.8~16 16 1.3 2.4工业废水 20.0 19.8 2.0~8.5 12 2.9 7.4地表水 5.00 4.7 3.8~12 15 1.0 2.22,4-二硝 20.0 19.6 3.2~15 6.0 4.3 5.2基酚 5.00 5.6 3.1~14 18 1.1 3.0工业废水 20.0 21.4 2.5~10 5.8 3.6 4.8地表水 5.00 4.8 2.3~8.8 14 0.9 2.04-硝基 20.0 20.3 4.2~7.9 10 3.3 6.6酚 5.00 5.8 2.0~12 20 0.9 3.3工业废水 20.0 21.7 4.1~13 8.5 4.8 6.8地表水 5.00 4.84 2.6~14 11 1.2 1.82,4,6-三 20.0 19.7 2.4~10 4.5 3.2 3.9硝基酚工业废水 5.00 5.5 1.4~7.6 9.7 0.9 1.710化合物样品类型 加标浓度总均值实验室内相对实验室间相对重复性限 再现性限名称 (μg/L) (μg/L) 标准偏差(%) 标准偏差(%) r(μg/L) R(μg/L)20.0 20.6 2.8~10 5.3 3.8 4.611表C.3 方法的准确度汇总表化合物名称 样品类型 样品浓度加标浓度 加标回收率加标回收率加标回收率最终值(μg/L) (μg/L) 范围(%) P(%) P±2SP(%)5.00 80.4~119 97.5 97.5±26.0地表水 ND20.0 77.0~102 93.5 93.5±18.32,6-二硝基酚5.00 72.6~109 92.3 92.3±28.8工业废水 ND20.0 75.0~110 98.7 98.7±24.65.00 77.1~117 94.1 94.1±28.7地表水 ND20.0 90.1~105 98.0 98.0±11.52,4-二硝基酚5.00 80.1~106 94.6 94.6±19.7工业废水 0.1~1.820.0 91.9~108 102 102±13.15.00 81.9~118 97.1 97.1±26.6地表水 ND20.0 86.7~116 101 101±21.04-硝基酚5.00 79.4~107 91.8 91.8±19.7工业废水 0.3~2.220.0 99.0~112 104 104±10.25.00 81.2~113 96.9 96.9±20.5地表水 ND2,4,6-三硝基 20.0 91.0~103 98.6 98.6±8.96酚 5.00 83.0~105 93.3 93.3±17.0工业废水 0.2~1.720.0 87.0~106 98.7 98.7±14.5注:ND表示未检出。12
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