1 HZHJSZ0097 环境 甲基汞的测定 气相色谱法 HZ-HJ-SZ-0097 环境 甲基汞的测定 气相色谱法 1 范围 本方法适用于地面水 生活饮用水 生活污水 工业废水 沉积物 鱼体及人发和人尿 中甲基汞含量的测定 本方法采用巯基纱布和巯基棉二次富集的前处理方法 用气相色谱仪 (电子捕获检测器 ) 测定水 沉积物和尿中甲基汞 采用盐酸溶液浸提的前处理方法 用气相色谱仪 (电子捕获检 测器 )测定鱼肉和人发组织中甲基汞 本方法最低检出浓度随仪器灵敏度及样品基体不同而各异 水 沉积物和 尿通常可检出 浓度分别为 0.1ng/L 0.02ìg/kg 和 2ng/L 鱼肉和人发通常可检出浓度分别为 0.1ìg/kg 和 1ìg/kg 2 试剂和材料 2.1 载气 氮气 纯度 99.995% 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) 分析纯 2.2.2 苯 (C6H6) 优级纯 色谱图上无干扰峰出现 否则应做提纯处理 2.2.3 硫代乙醇酸 (HSCH2COOH) 分析纯 2.2.4 乙酐 [ (CH3CO)2O] 分析纯 2.2.5 乙酸 (CH3COOH) 36% 分析纯 2.2.6 硫酸 ?=1.84g/mL 分析纯 2.2.7 氯化钠 优级纯 2.2.8 盐酸 ?=1.19g/mL 优级纯 2.2.9 蒸馏水 不得含干扰甲基汞测定的物质 2.2.10 盐酸溶液 2mol/L 量取盐酸 167mL 用蒸馏水 (2.2.9)稀释至 1L 用 50mL 苯萃取 二次以排除干扰物质 2.2.11 氢氧化钠溶液 6mol/L 称取 240g 氢氧化钠 (分析纯 ) 溶于适量蒸馏水中 搅拌 冷却后用蒸馏水稀释至 1L 2.2.12 硫酸铜溶液 称取 1.56g 硫酸铜 (CuSO4 5H2O 分析纯 ) 溶于 100mL 蒸馏水中 此 溶液浓度为 0.01g/mL 2.2.13 定性滤纸和玻璃棉 经盐酸溶液 (2.2.10)浸泡处理 2.2.14 脱脂纱布和脱脂棉 (医用 ) 2.2.15 巯基纱布和巯基棉的制备 在广口试剂瓶中依次加入 100mL 硫代乙醇酸 2.2.3 70mL 乙酐 2.2.4 32mL 乙酸 2.2.5 和 0.2mL 硫酸 2.2.6 混匀 冷却至室温后 加入 50g 脱 酯纱布或 30g 脱脂棉 浸泡完全 加盖密闭 在 37~39 烘箱中恒温 48~72h 用蒸馏水 (2.2.9) 洗至中性 挤尽水份 置 36~38 烘箱中烘干 密封于棕色瓶中 避光贮存备用 制备的巯基纱布或巯基棉必须进行回收率测定 测定方法见附录 A 2.2.16 氯化甲基汞标准溶液 2.2.16.1 氯化甲基汞标准苯溶液 a. 标准贮备浓度 称取 0.116g 氯化甲基汞溶于苯中 在 100mL 容量瓶中定容至刻度 此溶液每毫升含 1000ìg 甲基汞 于 2~5 冰箱中可储存一年 b. 中间溶液 用移液管量取标准贮备液 a 5 mL 移入 100mL 容量瓶中 用苯稀释至 刻度 此溶 液每毫升含 50ìg 甲基汞 于 2~5 冰箱中可储存六个月 2 c. 标准工作液 可根据检测器灵敏度及线性要求和待测试试样中甲基汞浓度 用苯烯释 中间溶液 (b) 配制所需浓度的标准工作液 2.2.16.2 氯化甲基汞标准水溶液 a. 标准贮备液 称取 0.1164g 氯化甲基汞 用少量无水乙醇 (约 5mL)溶解 用蒸馏水在 容量瓶中定容至 100mL 此水溶液每毫升含 1000ìg 甲基汞 于 2~5 冰箱中可贮存一个月 b. 标准工作液 根据实验要求 用蒸馏水稀释标准贮备液 (a) 配制成所需浓度的标 准工 作液 临用时配制 (此溶液的使用见附录 A) 2.2.17 硫酸银 (Ag2SO4)饱和溶液 1g 硫酸银 (分析纯 )溶于 100mL 蒸馏水中 2.2.18 二氯化汞饱和苯溶液 (色谱柱处理液 ) 0.1g 二氯化汞 (分析纯 )加入 100mL 苯中 2.3 制备色谱柱时使用的试剂和材料 2.3.1 色谱柱的填充物参考 3.2 的有关内容 2.3.2 涂渍固定液所需溶剂 丙酮 (C3H6O 分析纯 ) 3 仪器和设备 3.1 气相色谱仪 带电子捕获检测器 (ECD)的气相色谱仪 3.1.1 汽化室 全玻璃系统汽化室 3.1.2 进样器 5ìL 10ìL 微量进样器 3.2 色谱柱 3.2.1 色谱柱类型及特征 硬质玻璃填充柱 长 1~2m 内径 4mm 3.2.2 载体 3.2.2.1 名称 Chromosorb W AW DMCS 3.2.2.2 粒度 80~100 目 3.2.3 固定液 3.2.3.1 名称及化学性质 丁二酸二乙二醇酯 (DEGS) 最高使用温度 200 或聚乙二醇 2 万 (PEG-20M) 最高使用温度 250 3.2.3.2 液相载荷量 DEGS 为 5% PEG 20M 为 5% 3.2.3.3 固定相制作 根据担体的重量称取一定量固体液 溶解在规定的溶剂中 待全部溶解 后倒入担体 使担体刚好浸没在溶液中 让溶剂均匀挥发 待溶剂全部挥发后 即完全涂渍 3.2.4 色谱柱的填充方法 用硅烷化玻璃棉塞住色谱柱一端 接缓冲瓶和真空泵 柱的另一端 通过软管接漏斗 将固定相慢慢通过漏斗装入色谱柱内 在填装固定相的同时开启真空泵 并轻轻敲击色谱柱 使固定液填充紧密 均匀 填装完毕后 用硅烷化玻璃棉塞住色谱柱另 一端 3.2.5 色谱柱效能下降的处理 见附录 B 3.3 检测器 电子捕获检测器 用 63Ni放射源 3.4 记录仪 与仪器相匹配的记录仪 3.5 数据处理系统 与仪器相匹配的积分仪 3.6 试样预处理时使用的设备和器材 3.6.1 巯基纱布旋转富集装置 将巯基纱布挂在塑料框架上 框架通过轴承由微型直流电机带 动旋转 纱布框架悬在容积为 1L 的圆桶型塑料容器中 六个塑料容器为一组 将上述三部分 组装起来 构成一个便携式现场富集装置 见图 1 3 3.6.2 巯基棉管 (第二次富集用 )吸附装置 3.6.2.1 巯基棉管 长 80mm 内径 4mm 上端平口下端稍拉细些的玻璃管 见图 2 内装巯 基棉 0.04~0.05g 3.6.2.2 巯基棉管吸附装置 由 60mL 分液漏斗和巯基棉管 (3.6.2.1)连接组成 见图 3 3.6.2.3 微型萃取管 用 10mL 容量瓶从腰部下端熔断封闭 在其中间稍拉细些即成 见图 4 3.6.2.4 玻璃器材及其它 a 60mL 分液漏斗 b 100mL 刻度烧杯 c 5mL 医用玻璃注射器 d 乳钵 直径 8cm e 采样桶 10L 聚乙烯塑料桶 f 25mL 具塞比色管 g 10mL 具塞刻度离心管 h 2mL 具塞玻璃试管 i 500mL 烧杯 4 试样制备 4.1 样品名称 地面水 生活饮用水 生活污水 工业废水 沉积物和鱼及人发和人尿 4.2 样品的采集和保存 4.2.1 水样 用聚乙烯塑料桶采集水样 每升水样加硫酸铜溶液 (2.2.12)1mL 水样用盐酸 盐 酸溶液 (2.2.10)和氢氧化钠溶液 (2.2.11)调 pH=3 水样需尽快预处理 水样于 4 且 pH=3 条 4 件下可保存 12h 4.2.2 沉积物 按照沉积物采样技术规范进行 样品于避光处自然风干 过 80 目筛 样品采 集后如不能及时 处理 须将样品装入容器内冷藏保存 4.2.3 鱼样 按生物样品采样技术规范进行 取鱼背部肌肉 用定性滤纸吸去鱼肉表层水分 称取样品和进行样品前处理 样品也可以放在冰箱中冰箱中于 -20 冷冻保存 保存时间以 不超过一个月为宜 4.2.4 人发样 从枕部后发际采集头发 (婴儿采集全发 )2~3g 用中性洗发剂洗涤干净 用蒸馏 水洗涤 3 次 在室温下自然干燥后 剪碎至 1~2mm 小段 装瓶于避光处贮存备用 4.2.5 人尿样 尿样采集后加盐酸调 pH< 3 以 12 小时内分析为宜 4.3 试样的预处理 4.3.1 水样预 处理 4.3.1.1 巯基纱布富集 将水样倒入巯基纱布富集装置 (3.6.1)的各容器中 巯基纱布浸在水样 中 启动电机 以 10rpm 速度富集 30min 取下巯基纱布 并用少量蒸馏水冲洗 4.3.1.2 洗脱 将上述巯基纱布 (一般为 6 片 )塞入 60mL 分液漏斗中 加 15mL 盐酸溶液 2.2.10 浸泡约 5min 打开活塞 收集洗脱液于 100mL 烧杯中 用洗耳球吹净残存盐酸溶液 用盐 酸溶液 (2.2.10)和氢氧化钠溶液 (2.2.11)调节洗脱液至 pH= 3 4.3.1.3 巯基棉的第二次吸附 将上述洗脱液倾入巯 基棉管吸附装置 (3.6.2.2)里 打开分液漏 斗活塞 调节流出液流速为 4~5mL/min 流毕 用洗耳球吹出巯基棉上的残存溶液 4.3.1.4 萃取 将巯基棉管置于微型萃取管 (3.6.2.3)管中 分二次加盐酸溶液 (2.2.10) 每次 0.4mL 将吸附到巯基棉上的甲基汞洗脱到微型萃取管中 用洗耳球吹出最后一滴洗脱液 然 后向微型萃取管中准确加入 0.4mL 苯 充分振荡萃取 5min 静止分层后 用 5mL 医用注射 器向微型萃取管底部缓缓注入蒸馏水 使苯相上升至萃取管的细口部位 4.3.3 沉积物试样预处理 4.4.3.1 浸泡 取 2.0g 样品放入 100mL 刻度烧杯中 缓慢倒入盐酸溶液 (2.2.10) 边加边搅拌 至不产生汽泡为止 加入体积约为 40~60mL 再加 1mL 硫酸铜溶液 (2.2.12) 搅拌 2min 静 置提取 10min 左右 倾入巯基纱布富集装置 (3.6.1)的容器中 加 500mL 蒸馏水 用盐酸溶液 (2.2.11)和氢氧化钠溶液 (2.2.10)调 pH= 3 以下操作按 (4.3.1.1)步骤进行 4.3.4 尿样预处理 4.3.4.1 浸提 取尿样 100mL 于 500 mL 烧杯中 加 10 mL 盐酸和 1 mL 硫酸铜溶液 (2.2.12) 搅拌均匀 静置 5 分钟 4.3.4.2 富集 加蒸馏水 500 mL 用盐酸溶液 (2.2.10)和氢氧经钠溶液 (2.2.11)调 pH=3 倒入巯 基纱布富集装置 (3.6.1)中 启动电机 富集 30min 取下巯基纱布 并用少量蒸馏水冲洗 以 下步骤按 (4.3.1.2)进行 4.3.5 鱼样预处理 4.3.5.1 浸提 称取 1.0~2.0g 鱼肉 放入乳钵中 加 2g 氯化钠进行研磨 加盐酸溶液 (2.2.10) 2mL 继续研磨成糊状 倾入 25 mL 具塞比色管中 用 8.0 mL 盐酸分二次 洗乳钵内壁 均倾 入上述比色管中 振摇 10min 放置 1h 将提取液用滤纸 (2.2.13)过滤到 10 mL 具塞刻度离心 管中 用滴管调整溶液面至 5 mL 刻度处 4.3.5.2 萃取 在上述离心管中加 2.0 mL 苯 振荡萃取 5min 静止分层 4.3.5.3 消除乳化 在萃取过程中 一般均出现程度不同乳化 轻度乳化可采用离心办法去除 乳化 对某些较严重的乳化现象 可采用离心 冷冻再离心的方法处理 4.3.5.4 测定 抽取上述苯溶液 用于色谱分析 4.3.6 人发样预处理 4.3.6.1 浸提 称取人发 样 0.10~0.30g 放入 25 mL 具塞比色管中 加 7.0 mL 盐酸溶液 (2.2.10) 充分振摇 浸提 4 h 然后将浸提液通过玻璃棉 (2.2.13)过滤到 10 mL 具塞刻度离心管中 将 液面刻度调至 5 mL 处 以下按 (4.3.5.2)步骤进行 5 5 测定条件 5.1 仪器调整 5.1.1 温度 5.1.1.1 汽化室温度 210 5.1.1.2 色谱柱温度 160 5.1.1.3 检测器温度 240 (63Ni放射源 )或 210 (3H 放射源 ) 5.1.2 载气 60mL/min 根据色谱柱阻 力 调节柱前压 5.1.3 记录仪 纸速 5mm/min 5.2 校准 5.2.1 定量方法 外标法 5.2.2 标准样品 5.2.2.1 标准样品制备 在线性范围内配制一系列氯化甲基汞标准溶液 5.2.2.2 标准溶液的使用 a 使用标准溶液测定时 进样后仅出苯峰和甲基汞峰 无其它干扰 由此可确定甲基汞 峰的保留时间 (tR) 及检测器的线性范围 b 分析样品时 需使用标准产样品多次重复校准 使用次数视仪器稳定性而定 一般每 测定三十个样品 需校准一次 5.2.2.3 使用标准样品的条 件 a 标准样品进样体积应与被测试进样体积相同 标准样品的响应值与被测试试样的响应 值接近 b 仪器稳定性判断 使用同一个标准样品连续进样两次 (平行测定 ) 若两峰峰高 (或峰面 积 )相对偏差 5% 即认为仪器处于稳定状态 c 标准样品与被测试样必须同时进行分析 各被测试样峰高 (峰面积 )与单个标准样品峰高 (峰面积 )直接比较 求得试样甲基汞浓度 d 在实际分析工作中 应采用氯化甲基汞标准水溶液 (2.2.16.2) 按照试样预处理步骤 (4.3) 进行基体加标回收率测定 以减少系统误差 5.2.3 校准数据的表示 试样中组分按式 (1)校准 Xi= Ei Ai/AE…………………………… 1 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 的峰高 (mm)或峰面积 cm2 AE 标准试样中组分 i 的峰高 (mm)或峰面积 cm2 5.3 试验 5.3.1 进样 5.3.1.1 进样方式 使用微量进样器 (3.1.2)进样 5.3.1.2 进样量 5ìL 微量进样器用苯清洗数次后 再用待分析的试样萃取液 苯相 冲洗 2 次 然后缓慢抽取萃取液至针筒中 排除气泡及多余萃取液 保留 5ìL 体积 (或所需体积 ) 将注射器中样品快速注入色谱仪中 随后 立即拨出注射器 5.4 色谱图的考察 5.4.1 标准色谱图 (见图 5) 5.4.2 定性分析 5.4.2.1 出峰次序 溶剂苯峰 氯化甲基汞峰 5.4.2.2 根据标准色谱图给出的甲基汞峰保留值确定待测试样中甲基汞组分 5.4.2.3 为检验可能存在的 干扰峰 也可用极性不同的另一根色谱柱进行分析 5.4.2.4 可用硫酸银溶液 (2.2.17)与萃取液苯一起振荡 以萃取液中甲基汞峰消失来定性 6 图 5 标准色谱图 固定液 5%DEGS 柱温度 160 检测器温度 160 载气流速 60mL/min 5.4.3 色谱峰的测量 5.4.3.1 通过色谱峰两侧的拐点所在的切线与基线相交 两点间的线段叫色谱峰宽度 (峰宽 ) 从峰高最大值对时间轴作垂线 对应的时间即为保留时间 色谱峰的最高点与基线间的距离 为峰高 5.4.3.2 积分仪自动给出峰面积 5.4.4 计算 式中 C 试样中甲基汞浓度 (水和尿为 ìg/L 沉积物 鱼和人发为 mg/kg ) m 标准样品甲基汞的质量 ng H1 样品峰高 mm 或峰面积 mm2 V1 萃取液总体积 ìL H2 标准样品峰高 mm 或峰面积 mm2 V2 萃取液进样体积 ìL V3 或 W 样品总体积 mL 或质量 W g K 巯基纱布 (或巯基棉 )回收率 6 结果的表示 6.1 定性结果 根据标准色谱图甲基汞的保留时间确定被测试样品中的甲基汞组分 6.2 定量结果 根据计算公式计算出甲基汞的含量 结果以两位用效数字表示 7 精密度及准确度 由六个实验室分析统一样品 其精密度和准确度列于表 1 检测限 当气相色谱仪设在灵敏度最大时 以噪音的 2 倍作为仪器对甲基汞的检测限 本方法要求仪器的灵敏度不低于 10-12 克 8 参考文献 GB/T 17132-1997 )2......(..............................)( 322 11 KWVVH VHmC ??? ??= 7 表 1 精密度 准确度 标准偏差 样品 样品浓度 重复性 再现性 加标回收率平均值 % A 0.94 10-3ìg/L 5.78 10-2 5.35 10-2 水 B 4.74 10-3ìg/L 1.23 10-2 1.36 10-2 90.0 A 0.147ìg/kg 5.39 10-3 5.69 10-3 沉积物 B 0.236ìg/kg 5.20 10-3 5.20 10-3 87.8 A 0.153mg/kg 3.42 10-3 6.02 10-3 鱼 B 0.243mg/kg 5.01 10-3 1.29 10-3 104.5 A 1.75mg/kg 4.74 10-2 4.77 10-2 人发 B 8.07mg/kg 0.22 0.27 94.4 人尿 0.59ìg/L 1.29 10-2 1.36 10-2 94.8 附录 A 巯基纱布或巯基回收率的测定 取氯化甲基汞标准水溶液 (2.2.16.2)1.0mL 加入 1L 蒸馏水 (2.2.9)中 以下巯基纱布按 4.3.1.1 步骤 巯基棉按 4.3.1.2 步骤分别处理 分别与 1.0mL 氯化甲基汞标准水溶液的苯萃取 液比较 计算巯基纱布或巯基棉的回收率 回收率不低于 80% 方可使用 附录 B 二氯化汞柱处理液的使用 当色谱峰出现拖尾及甲基汞组分的保留时间出现较大变化时 考虑与色谱柱效能下降有 关 遇此情况 注 10ìL 二 氯化汞苯溶液 (2.2.18)2h后 可继续测定 也可在完成当天测定后 注入柱处理液 保持柱温过夜 次日柱效可恢复正常