1 HZHJSZ0079 水质 烷基汞的测定 气相色谱法 HZ-HJ-SZ-0079 水质 —烷基汞的测定 气相色谱法 1 范围 本方法规定了测定水中烷基汞 (甲基汞 乙基汞 )的气相色谱法 本方法适用于地面水及污水中烷基汞的测定 本方法用疏基棉富集水中的烷基汞 用盐酸氯化钠溶液解析 然后用甲苯萃取 用配备 电子捕获检测器的气相色谱仪测定 实际达到的最低检出浓度随仪器灵敏度和水样基体效应 而变化 当水样取 1L 时 甲基汞通常检测到 10ng/L 乙基汞检测到 20ng/L 样品中含硫 有机物 (硫醇 硫醚 噻酚等 )均可被富集萃取 在分析过程中积存在色谱柱 内 使色谱柱分离效率下降 干扰烷基汞的测定 定期往色谱柱内注入二氯化汞苯饱和溶液 可以去除这些干扰 恢复色谱柱分离效率 2 试剂和材料 2.1 载气 氮气 99.999% 经脱氧过滤器 氧含量 < 1mg/m3 2.2 配制标准样品和试样预处理时使用的试剂和材料 2.2.1 氯化甲基汞 CH3HgCl(简称 MMC) 2.2.2 氯化乙基汞 C2H5HgCl(简称 EMC) 2.2.3 甲苯 (或苯 ) 经色谱测定 (按照本方法色谱条 件 )无干扰峰 2.2.4 盐酸溶液 c HCl =2mol/L 用甲苯 (苯 )萃取处理以排除干扰物 2.2.5 硫酸 (H2SO4) 优级纯 ?=1.84g/mL 2.2.6 乙酸酐 分析纯 2.2.7 乙酸 分析纯 2.2.8 硫代乙醇酸 化学纯 2.2.9 脱酯棉 2.2.10 氯化钠 (NaCl) 分析纯 2.2.11 硫酸铜 分析纯 2.2.12 硫酸铜溶液 25g/100mL 50g CuSO4 5H2O 溶于 200mL 无汞蒸馏水 (2.2.14) 2.2.13 无水硫酸钠 (NaSO4) 分析纯 使用前在 300 马福炉中处理 4h 2.2.14 无汞蒸馏水 二次蒸馏水或电渗析去离子水 也可将蒸馏水加盐酸 (2.2.4)酸化至 pH=3 然后过疏基棉纤维管 (3.3.8.2)去除汞 2.2.15 二氯化汞柱处理液 称量 0.1g 二氯化汞 在 100mL 容量瓶中用苯溶解 稀释至标线 此溶液有二氯化汞饱和苯溶液 2.2.16 解析液 (2mol/L NaCl+1mol/L HCl) 称量 11.69g NaCl 用 100mL 1mol/L HCl溶解 2.2.17 烷基汞标准溶液 见 5.2.2 的有关内容 2.2.18 甲醇 分析纯 2.2.19 无水乙醇 分析纯 2.2.20 盐酸溶液 c HCl =0.6mol/L 2.2.21 盐酸溶液 c HCl =0.1mol/L 2.2.22 氢氧化钠溶液 5mol/L 2.3 制备色谱柱时使用的试剂和材料 2.3.1 色谱柱和填充物参考 3.3 条的有关内容 2.3.2 涂渍固定液用溶剂 二氯甲烷 (CH2Cl2)分析纯 或丙酮 (CH3H6O)分析纯 3 仪器 2 3.1 色谱仪 带有电子捕获检测器的气相色谱仪 3.2 色谱仪汽化室 全玻璃系统汽化室 3.3 色谱柱 3.3.1 色谱柱类型 硬质玻璃填充柱 长度 1.0~1.8m 内径 2~4mm 3.3.2 填充物 3.3.2.1 载体 Chromosorb W A W DMCS 80~100 目 或其他等效载体 涂渍固定液之前 在 90 烘 1.5h 3.3.2.1 固定液 a. DEGS(丁二酸二乙二醇酯 ) 最高使用温度 200 或 OV 17(苯基 50%甲基硅酮 ) 最 高使用温度 350 b. 液相载荷量 5%DEGS 2%OV 17 c. 涂渍 固定液的方法 静态法 称取一定量的固定液 例如 称 0.5g 的 DEGS(3.3.2.2) 溶解在二氯甲烷 (2.3.2)中 待完 全溶解后 倒入刚烘过的载体 (3.3.2.1)9.5g 使溶有 DEGS 的二氯甲烷刚好浸没载体 待溶剂 完全挥发后 烘干 (100 ) 即涂渍完毕 3.3.3 色谱柱的填充方法 用硅烷化玻璃毛塞住色谱柱的一端 接缓冲瓶和减压系统 柱的另一端接软管连漏斗 将填充物缓缓倒入漏斗 同时开启减压系统 轻轻震动柱体 (建议使用超声波水浴 )以确保填 充紧密 填充完成后 用硅烷玻璃毛塞住色谱 柱另一端 注意 在柱的两端都要空出 2cm 填充玻璃毛 以防固定液在进样器和检测器的高温下分解 填充好的色谱柱接检测器一端应 与填充时减压吸气一端一致 3.3.4 色谱柱的老化 将填好的色谱柱一端接在仪器进样口上 另一端不接入检测器 通载气 30mL/min 柱温 维持 200 老化 24h 柱温降至 160 注入柱处理液每次 20ìL 共五次 间隔 5min 继 续老化 24h 接检测器 柱温设在使用温度 使用前检查 以基线走直为准 (约 10 20min) 3.3.4.1 色谱柱处理液的使用见附录 B 3.3.5 检测器 电子捕获检测器 带镍 63 放射源 (ECD 63Ni)或高温氚源 (3 H 源 ) 3.3.6 记录仪 满标量程 1mV 3.3.7 数据处理系统 积分仪 3.3.8 疏基棉管的制备 3.3.8.1 疏基棉纤维 (sulfhydryl cotton fiber 缩写 S C F)制备 Nishi 法 见附录 A 3.3.8.2 疏基棉回收率的测定见附录 A 3.3.8.3 疏基棉管 在内径 5~8mm 长 100mm 一端拉细的玻璃管中填充 (S C F)(3.3.8.1) 见图 1 使 用前用 20mL 无汞蒸馏水 (2.2.14)润湿膨胀 然后接在分液漏斗的放液管上 3.3.9 使用的所用玻璃仪器 (分液漏斗 试管 ) 要求用 5%盐酸 (2.2.20)浸泡 24h 以上 3.3.10 样品瓶 2.5L 塑料瓶 3.3.11 分液漏斗 500mL 1000mL 2000mL 3.3.12 具塞磨口离心管 10mL 4 试样制备 4.1 样品采集和保存 3 样品采集在塑料瓶 (3.3.10)中 如在数小时内样品不能进行分析 应在样品瓶中预先加入 硫酸铜 (2.2.11) 加入量为每升 1g (水样 处理时不再加硫酸铜溶液 ) 水样在 2~5 条件下贮存 4.2 试样的预处理 4.2.1 取均匀水样 1L 置于 2L 分液漏斗 (3.3.11)中 加入 1mL 硫酸铜溶液 (2.2.12) 使用 2mol/L 盐酸溶液 (2.2.4) 或 6mol/L 氢氧化钠 (2.2.22) 调 pH 为 3~4 接疏基棉管 让水样流速保持 在 20~25mL/min 待吸附完毕 用洗耳球压出吸附管同残存的水滴 然后加入 3.0mL 解析液 (2.2.16) 将疏基棉上吸附的烷基汞解析到 10mL 具塞离心管 (3.3.12)中 (用吸耳球压出最后一滴 解析液 ) 向 试管中加入 1.0mL 甲苯 (苯 )(2.2.3) 加塞 振荡提取 1min 静置分层 用离心机 2500r/min 离心 3~5min 离心分离有机相与盐酸解析液 取有机相进行色谱测定 或者分层 后吸出有机相 加入少量无水硫酸钠 (2.2.13)脱水 进行色谱测定 4.2.2 污水试样的处理 取污水水样 >100mL 置于锥形瓶中 用 2mol/L 盐酸溶液 (2.2.4)酸化至 pH<1 加入 1g 硫 酸铜 (2.2.11)充分搅拌后 调 pH=3 静置 用快速滤纸过滤 收集滤液 100mL 转移到分液 漏斗中 在漏斗下口塞一些玻璃毛 过滤 接疏基棉管富集 解析步骤同上 5 操作步骤 5.1 仪器调整 5.1.1 温度 5.1.1.1 汽化室温度 180 恒温 对于汽化室与检测器加温一致的仪器 设定 220 5.1.1.2 检测器温度 280 恒温 (H 源 220 ) 5.1.1.3 柱箱温度 140 恒温 5.1.2 载气 流速 60mL/min, 根据色谱柱的阻力调节柱前压 5.1.3 检测器 灵敏度 10 挡 5.1.4 记录仪 纸速 5mm/min 5.2 校准 5.2.1 外标法 5.2.2 标准溶液的制备 5.2.2.1 氯化甲基汞甲苯标准溶液 a. 标准储备液 1000ìg/mL 称取 0.1164g MMC (2.2.1) (相当于 0.1000g甲基汞 ) 用 3~5mL 甲醇 (2.2.18)溶解 然后用甲苯 (苯 )稀释 转移到 100mL 容量瓶中 用甲苯稀释至标线摇匀 b. 标准溶液 40ìg/mL c. 标准溶液 2ìg/mL 5.2.2.2 氯化乙基汞甲苯标准溶液 a. 标准储备液 1000ìg/mL 称取 0.1154g EMC (2.2.2) (相当 于 0.1000g乙基汞 ) 用 3~5mL 无水乙醇 (2.2.19)溶解 然后用甲苯稀释 转移至 100mL 容量瓶中 再用甲苯稀释至标线摇匀 4 b. 标准溶液 40ìg/mL c. 标准溶液 2ìg/mL 5.2.2.3 甲基汞乙基汞基体加标标准溶液 0.002~0.2ìg/mL 按照 5.2.2.1 和 5.2.2.2 的步骤 用少量甲醇 (3~5mL) 少量无水乙醇 (3~5mL)分别溶解甲 基汞 乙基汞 用 0.1mol/L 盐酸 (2.2.21)稀释 配制基体加标标准液 (加标测回收率 色谱标 准工作 液 ) 浓度低于 1mg/L 的烷基汞溶液不稳定 1mg/L 以下的基体加标标准溶液需要一周 重新配制一次 所有烷基汞标准溶液必须避光 低温保存 (冰箱内保存 ) 5.2.2.4 标准溶液的使用 a. 色谱测定使用的标准样品 进样后出单一峰 没有其他物质干扰 标准溶液 (溶剂甲苯 或苯配制 )用于确定烷基汞的保留时间 (RT) 并考察仪器的线性范围 b. 每次分析样品时 都要用标准进行校准 一般每测定十个样品校准一次 当使用 0.02mg/L 标准溶液 连续进样两次 两峰峰高 (或峰面积 )相对偏差 4% 可认为仪器 稳定 c. 在同一次分析中 标准样品进样体积要与被测样品进样体积相同 使用外标法定量时 标准样品的响应值应与被测样品的响应值接近 d. 实际分析工作中使用的标准样品的制备 取基体加标标准溶解 (5.2.2.3)1.0mL 加解析 液 (2.2.16)3mL 加 1.0mL 甲苯 (苯 ) 振荡萃取 1min 离心分离 制备过程与试样预处理 (4.2.1) 步骤中 用甲苯 (苯 )萃取解析液一致 以减小系统误差 5.3 校准数据的表示 试样中组分按式 (1)校准 式中 Xi 试样中组分 i 的含量 Ei 标准试样中组分 i 的含量 Ai 试样中组分 i 的峰面积 cm2 AE 标准试样中组分 i 的峰面积 cm2 5.4 试验 5.4.1 进样方式 使用 10ìL 微量进样器进样 5.4.2 进样量 2~5ìL 5.4.3 进样操作 溶剂冲洗进样技术 (见附录 C) 5.5 色谱图的考察 5.5.1 标准色谱图 填充剂 5%DEGS 填充剂 2%OV-17 柱长内径 1.8m 2mm 柱长内径 1m 3mm 柱温 140 柱温 180 检测 器温 280 220 检测器温 220 载气流速 60mL/min 载气流速 60mL/min )1.(.......................................................................................... E i ii A AEX ?= 5 5.5.2 定性分析 5.5.2.1 烷基汞的出峰顺序 1.甲基汞 2.乙基汞 5.5.2.2 烷基汞保留时间窗 在 72h 内进三次标准样品 三次保留时间的平均值 及三倍的标 准偏差 t 3s 5.5.2.3 检验可能存在的干扰 采用双柱定性法 即用两支不同极性的色谱柱分析 可确定色 谱峰中有无干扰 (OV 17 作为证实柱 ) 5.5.3 定量分析 5.5.3.1 色谱峰的测量 a. 以峰的 起点和拐点的联线做为峰底 从峰高最大值对时间轴作垂线 对应的时间即为 保留时间 (RT) 从峰顶到峰底间的线段为峰高 b. 积分仪自动求出 RT 给出峰面积 5.5.3.2 计算 a. 使用记录仪 式中 C 样品中甲 (乙 )基汞浓度 ìg/L m 标准物重量 ng h1 样品峰高 mm V1 提取液体积 ìL K 稀释因子 h2 标准物峰高 mm V2 提取液进样体积 ìL V3 水样体积 mL b. 积分仪数据处理 (建议使用 ) 见附录 D 6 结果计算 6.1 定性结果 6.1.1 根据标准色谱图给出的保留时间确定甲基汞 乙基汞 )2...(.......................................................................................... 322 11 VVh KVhmC ?? ???= 6 6.2 定量结果 6.2.1 含量的表示方法 按计算公式计算出组分的含量 结果以二位有效数字表示 6.2.2 精密度的准确度见下表 五家实验室分析测定统一样品 分析六次的统计结果 表 1 精密度和准确度 精密度 重复性 再现性 准确度 烷基汞 加标浓度 mg/L 标准偏差 mg/L 相对标准 偏差 % 标准偏差 mg/L 相对标准 偏差 % 地表水加标 回收率 % 甲基汞 0.400 0.005 2.8 10-2 5.3 10-2 7.6 12.1 3.4 10-2 5.5 10-2 9.3 12.5 92.2 87.5 乙基汞 0.400 0.005 2.2 10-2 5.7 10-2 6.1 13.9 3.5 10-2 7.1 10-2 9.7 17.3 86.5 92.0 三种污水水样 (城市污水 化工污水 电光源行业污水 )的加标回收率加标范围 0.05~0.4mg/L 回收率 甲基汞为 67.5%~104% 乙基汞为 69.6%~123.7% 6.2.3 检测限 当气相色谱仪设在仪器的最大灵敏度时 以噪声的 3 倍作为仪器的检测限 甲基汞 1.0 10-12 g 乙基汞 1.5 10-12 g 本方法要求仪器的灵敏度不低于 10-12 g 按照载气 (2.1)的标准 可达到本方法对仪器灵 敏度的要求 7 质量控制 建议采用 见附录 E 8 参考文献 GB/T 14204-1993 附录 A 巯基棉 (S C F) 的制备 ( 补充件 ) A1 Nishi 法 在一个玻璃烧杯 中 依次加入 100mL 硫代乙醇酸 (2.2.4) 60mL 乙酸酐 (2.2.6) 40mL 乙 酸 (2.2.7) 0.3mL 硫酸 (2.2.5) 充分混匀 冷却至室温后 加入 30g脱酯棉 (2.2.9) 浸泡完全 压紧 冷至室温 降温后加盖 放在 37~40 烘箱中 48~96h 取出后放在耐酸漏斗上过滤 用无汞蒸馏水 (2.2.14)洗至中性 置于 35~37 烘箱中烘干 取出置于棕色干燥器中 避光保 存 每批巯基棉的性能必须做回收率测定 回收率 >85% 才可使用 A2 S.C.F 回收率测定 取基体加标标准溶液 (0.2ìg/mL)1.0mL 加入 1L试剂水中 按 4.2.1 步骤处理 与基体加 标标准溶液 (0.2ìg/mL)1.0mL 的甲苯 (苯萃取液比较 计算加收率 ) 附录 B 二氯化汞柱处理液的使用 ( 补充件 ) B1 色谱柱处理液的使用 当色谱峰出现拖尾 烷基汞的保留时间值 (RT)出现较大变化时 注入 10ìL 柱处理液 7 (2.2.15) 2 小时后可继续测定 或者完成一天测定后 注入 50~100ìL 柱处理液 保持柱温过 夜 第二天柱效恢复正常 附录 C 溶剂冲洗进样技术 ( 补充件 ) 用清洁的样品溶剂冲洗进样器几次 把少量样品 溶剂 (1ìL)抽入进样器 再抽入 0.5ìL 空 气 然后将进样器针头插入样品容器内 慢慢地抽入 2~4ìL 样品 使针头离开样品 将进样 器柱塞慢慢提起 样品完全抽入针筒内 并抽入 0.5ìL 空气 此时可见两个液体柱两个空气 柱 溶剂和样品 中间由空气柱隔开 样品量可由针筒刻度准确计量 针头内不含样品 快 速进样 这种进样方式重复性好 可保证同一样品连续进样两针 响应值相对偏差 4% 附录 D 积分仪的使用 ( 参考件 ) D1 积分仪的调正 按使用说明书的要求 设定适当的衰减和纸速 D2 色谱峰的测量 完 成进样后 启动积分仪 积分仪自动求出色谱峰的 RT 值和相应的峰面积 D3 计算 (外标法 ) 计算 RF 因子 每个浓度水平化合物的响应值与注入质量的比值为 RF 值 当采用五个浓 度水平的标准溶液测定的 RF 因子 其相对标准偏差 <20%时 用 RF 因子的平均值可以代替 标准曲线 RF=X/A……………………………………………………….. 1 式中 X 已知浓度的标准样品 ng/ìL A 峰面积积分值 定量计算公式 式中 Xi Ai 同式 (1) k 样品浓缩或稀释倍数 m 样品的重量 附录 E 质量控制 ( 参考件 ) E1 应用本方法的实验室都要执行质量控制计划 质量控制的目的是考察实验室的能力 然后 通过加标分析考查实验室水平 要求实验室建立实验数据档案 保留反映分析工作水平的一 切数据 定期检查现有工作水平是否在方法的准确度和精密度范围之内 E1.1 进行样品分析之前 分析人员必须证明有能力用本方法取得可接受的准确度和精密度 这种能力的评定见 E2 E1.2 实验室至少要对全部样品的 10%作加标分析 加标浓度应当超过样品背景浓 度值的 2倍 )1........(............................................................1001 Dm ARFKX ii ×××= 8 实验方为有效 使用本方法的基体加标溶液 配制所需要的加标浓度 以监测实验室的持续 水平 操作步骤见 E4 E2 用下述操作来检验分析人员是否具有能力 以达到方法要求的准确度和精密度 E2.1 测定统一的质量控制样品 (QC) QC 样品的浓度应比选定的浓度大 1000 倍 QC 样品是 以 0.1 mol/L 盐酸为溶剂 含有一定量烷基汞的溶液 封装在棕色安瓿瓶中 注 QC 样品可以从北京市环境监测中心得到 E2.2 锯开 QC 样品安瓿瓶 用移液管向至少四个 1000mL 的试剂水中各加入 1.0mL QC 样 品 按 4.2 条的内容分析各份样品 E2.3 对分析结果计算平均回收率 (R)和回收率的标准偏差 (S) E2.4 将 E2.3 的计算结果与本方法的平均回收率 (X)和标准偏差 (P)相比较 如果 S>2P 或 |X R|>2P 应查找可能存在的问题并重新实验 直到达到方法要求 E2.5 根据实验室间验证的结果 确定了方法的 (X)和 (P)的指标 分析人员在熟悉了方法要求 后 必须先满足这些指标 然后才能分析样品 E3 分析人员必须计算分析方法的性能指标 确定实验室对各加标浓度 (高浓度 低浓度 )和待 测化合物的分析水平 E3.1 计算分析方法回收率的控制上限和控制下限 控制上限 (UCL)=R+3S 控制下限 (LCL)=R-3S 式中 R 和 S 按 E2.3 计算 UCL 和 LCL 用来绘制观察分析水平变化趋势图 E3.2 实验室必须建立该方法分析样品数据的档案 保留表示实验室在分析烷基汞方面准确度 的记录 E4 要求实验室将部分样品重复分析以测定加标回收率 至少应对全部样品的 10%进行加标 回收测定 至少每月作一次加标分析 加标样品要 E1.2 的要求进行加标 在加标实验中 如 果某一种烷基汞的回收率未落在方法控制限 内 同一批处理的样品中烷基汞的数据就是可疑 的 实验室应监测这种可疑数据的出现频率 以保证这一频率维持在 5%以下 E5 做实验方法全程序空白 以证明所有玻璃器皿和试剂的干扰都在控制之下 当更换实验室 全程序中使用的任何一种物品 (试剂 巯基棉和玻璃器皿 ) 必须做一次全程序空白实验 E6 建议实验室采取进一步的质量保证措施 对出现可疑数据的样品要反复做 并重新取样 来监测采样技术的精密度 当对一种烷基汞的定性有疑问时 可采用不同极性的色谱柱确证 或采用其他确证方法 比如 GC/MS 分析人员测定质量控制样品 (QC)可接受的范围 测试浓度 ìg/L S ìg/L X P % 甲基汞 25 2.2 22.5~24.8 71.8~92.0 乙基汞 25 2.9 14.6~22.4 76.5~93.8