环境空气和废气 二恶英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HJ 77.2-2008)

1、HJ 中华人民共和国国家环境保护标准HJ 77.2-2008环境空气和废气 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法Ambient air and waste gas Determination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins(PCDDsand polychlorinated dibenzofurans(PCDFsIsotope dilution HRGC-HRMS(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。2008-12-31发布2009-04-01实施环 境 保 护 部发布目 次前言.II1 适用范围 (1

2、2 规范性引用文件 (13 术语和定义、符号和缩略语 (14 方法原理 (55 试剂和材料 (56 仪器和设备 (87 采样 (118 样品提取 (129 样品净化 (1410 仪器分析 (1511 数据处理 (1912 报告 (2213 质量控制和质量保证 (2414 废物处理 (2915 注意事项 (29附录A(规范性附录二噁英类分析流程图 (30附录B(资料性附录二噁英类内标物质使用举例 (31附录C(资料性附录标准溶液浓度序列举例 (32附录D(资料性附录仪器设定条件举例 (33附录E(资料性附录废气中二噁英类测定报告格式举例 (34附录F(资料性附录空气中二噁英类测定报告格式举例 (

3、35前 言为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法,保护环境,保障人体健康,规范环境空气和废气中二噁英类的测定方法,制定本标准。本标准规定了环境空气和废气中二噁英类的同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱测定法。本标准是对多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的测定同位素稀释高分辨毛细管气相色谱/高分辨质谱法(HJ/T 77-2001的修订。自本标准实施之日起,替代HJ/ T77-2001中气态样品测定部分。本标准的附录A为规范性附录,附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制定。本标准起草单位:国家环境分析测试中心。本标准环境保护部

4、2008年12月31日批准。本标准自2009年4月1日起实施。本标准由环境保护部解释。环境空气和废气 二噁英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法 Ambient air and waste gas Determination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins(PCDDsand polychlorinated dibenzofurans(PCDFsIsotope dilution HRGC-HRMS1适用范围1.1 本标准规定了采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱联用法(HRGC-HRMS对2,3,7,8-位氯取代的二噁英类以及四氯八氯取代的

5、多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs和多氯代二苯并呋喃(PCDFs进行定性和定量分析的方法。1.2 本标准适用于环境空气中二噁英类污染物的采样、样品处理及其定性和定量分析。1.3 本标准适用于固定源排放废气中二噁英类污染物的采样、样品处理及其定性和定量分析。1.4 方法检出限取决于所使用的分析仪器的灵敏度、样品中的二噁英类浓度以及干扰水平等多种因素。2,3,7,8-T4CDD仪器检出限应低于0.1pg,当废气采样量为4m3(标准状态时,本方法对2,3,7,8-T4CDD的最低检出限应低于0.6 pg/m3;当空气采样量为1000m3(标准状态时,本方法对2,3,7,8-T4CDD的最低检出限应

6、低于0.003 pg/m3。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。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。GB 16157 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法GB 8170 数值修约规则HJ/T 47 废气采样器技术条件HJ/T 48 烟尘采样器技术条件HJ/T 194 环境空气质量手工监测技术规范HJ/T 365 危险废物(含医疗废物焚烧处置设施二噁英排放监测技术规范3术语和定义、符号和缩略语3.1术语和定义3.1.1 二噁英类 polychlorinated dibenzo-p-dioxins(PCDDs and polychlorinateddiben

7、zofurans(PCDFs多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs和多氯代二苯并呋喃(PCDFs的统称。3.1.2 异构体isomer在本标准中,具有相同化学组成但氯取代位置不同的二噁英类互为异构体。3.1.3 同类物 congeners二噁英类所有化合物互为同类物。二噁英类共有210种同类物。3.1.4 2,3,7,8-位氯代二噁英类 isomer substituted at 2,3,7,8-positions所有2,3,7,8-位置被氯原子取代的二噁英类同类物。包括7种四八氯代二苯并-对-二噁英类以及10种四八氯代二苯并呋喃,共有17种见表1。表1 2,3,7,8-氯代二噁英类序号异构体名

8、称简称1 2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英 2,3,7,8-T4CDD2 1,2,3,7,8-五氯代二苯并-对-二噁英 1,2,3,7,8-P5CDD3 1,2,3,4,7,8-六氯代二苯并-对-二噁英 1,2,3,4,7,8-H6CDD4 1,2,3,6,7,8-六氯代二苯并-对-二噁英 1,2,3,6,7,8-H6CDD5 1,2,3,7,8,9-六氯代二苯并-对-二噁英 1,2,3,7,8,9-H6CDD6 1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并-对-二噁英 1,2,3,4,6,7,8-H7CDD7 八氯代二苯并-对-二噁英O8CDD8 2,3,7,8-四氯代二苯并呋喃 2,3

9、,7,8-T4CDF9 1,2,3,7,8-五氯代二苯并呋喃 1,2,3,7,8-P5CDF10 2,3,4,7,8-五氯代二苯并呋喃 2,3,4,7,8-P5CDF11 1,2,3,4,7,8-六氯代二苯并呋喃 1,2,3,4,7,8-H6CDF12 1,2,3,6,7,8-六氯代二苯并呋喃 1,2,3,6,7,8-H6CDF13 1,2,3,7,8,9-六氯代二苯并呋喃 1,2,3,7,8,9-H6CDF14 2,3,4,6,7,8-六氯代二苯并呋喃 2,3,4,6,7,8-H6CDF15 1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并呋喃 1,2,3,4,6,7,8-H7CDF16 1,2,3

10、,4,7,8,9-七氯代二苯并呋喃 1,2,3,4,7,8,9-H7CDF17 八氯代二苯并呋喃O8CDF3.1.5 二噁英类内标internal standard for PCDDs/PCDFs analysis浓度已知的同位素(13C或37Cl标记的二噁英类标准物质壬烷(或癸烷、甲苯等溶液,见表2。表2 可供选用的二噁英类内标氯取代数 PCDDs PCDFs 13C12-1,2,3,4-T4CDD 13C12-2,3,7,8-T4CDF13C12-2,3,7,8-T4CDD 13C12-1,2,7,8-T4CDF四氯37Cll4-2,3,7,8-T4CDD 13C12-1,3,6,8-T4

11、CDF13C12-1,2,3,7,8-P5CDD 13C12-1,2,3,7,8-P5CDF五氯13C12-2,3,4,7,8-P5CDF13C12-1,2,3,4,7,8-H6CDD 13C12-1,2,3,4,7,8-H6CDF13C12-1,2,3,6,7,8-H6CDD 13C12-1,2,3,6,7,8-H6CDF13C12-1,2,3,7,8,9-H6CDD 13C12-1,2,3,7,8,9-H6CDF六氯13C12-2,3,4,6,7,8-H6CDF13C12-1,2,3,4,6,7,8-H7CDD 13C12-1,2,3,4,6,7,8-H7CDF七氯13C12-1,2,3,

12、4,7,8,9-H7CDF 八氯13C12-1,2,3,4,6,7,8,9-O8CDD 13C12-1,2,3,4,6,7,8,9-O8CDF3.1.6 毒性当量因子 toxicity equivalency factor(TEF指各二噁英类同类物与2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英对Ah受体的亲和性能之比。3.1.7 毒性当量 toxic equivalent quantity(TEQ各二噁英类同类物浓度折算为相当于2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英毒性的等价浓度,毒性当量浓度为实测浓度与该异构体的毒性当量因子的乘积。3.1.8 标准状态 Standard condition温度

13、为0,压强为101.325kPa时的气体状态。3.2符号和缩略语3.2.1 PCDDs polychlorinated dibenzo-p-dioxins多氯代二苯并-对-二噁英。有75种同类物。3.2.2 PCDFs polychlorinated dibenzofurans多氯代二苯并呋喃。有135种同类物。3.2.3 T4CDDs tetrachlorodibenzo-p-dioxins四氯代二苯并-对-二噁英。有22种异构体。3.2.4 P5CDDs pentachlorodibenzo-p-dioxins五氯代二苯并-对-二噁英。有14种异构体。3.2.5 H6CDDs hexach

14、lorodibenzo-p-dioxins六氯代二苯并-对-二噁英。有10种异构体。3.2.6 H7CDDs heptachlorodibenzo-p-dioxins七氯代二苯并-对-二噁英。有2种异构体。3.2.7 O8CDD octachlorodibenzo-p-dioxin八氯代二苯并-对-二噁英。有1种异构体。3.2.8 T4CDFs tetrachlorodibenzofurans四氯代二苯并呋喃。有38种异构体。3.2.9 P5CDFs pentachlorodibenzofurans五氯代二苯并呋喃。有28种异构体。3.2.10 H6CDFs hexachlorodibenzo

15、furans六氯代二苯并呋喃。有16种异构体。3.2.11 H7CDFs heptachlorodibenzofurans七氯代二苯并呋喃。有4种异构体。3.2.12 O8CDF octachlorodibenzofuran八氯代二苯并呋喃。有1种异构体。3.2.13 RRF relative response factor相对响应因子。3.2.14 HRGC high resolution gas chromatography高分辨气相色谱。3.2.15 HRMS high resolution mass spectrometry高分辨质谱。3.2.16 HRGC-HRMS high-res

16、olution gas chromatography and high-resolution mass spectrometry高分辨气相色谱-高分辨质谱联法。3.2.17 PFK perfluorokerosene全氟代煤油。3.2.18 SIM selective ion monitoring选择离子检测。3.2.19 EI electron impact ionization电子轰击离子化。3.2.20 S/N Signal/Noise ratio信噪比。3.2.21 PCBs polychlorinated biphenyls多氯联苯。3.2.22 PUF polyurethane f

17、oam聚氨基甲酸乙酯泡沫。4方法原理本方法采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法测定环境空气、废气中的二噁英类,规定了环境空气、废气中二噁英类的采样、样品处理及仪器分析等过程的标准操作程序以及整个分析过程的质量控制措施。利用滤膜和吸附材料对环境空气、废气中的二噁英类进行采样,采集的样品加入同位素标记内标,分别对滤膜和吸附材料进行处理得到样品提取液,再经过净化和浓缩转化为最终分析试样,用高分辨气相色谱高分辨质谱法(HRGC-HRMS进行定性和定量分析,见附录A“二噁英类分析流程图”。5试剂和材料除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的农残级试剂,并进行空白试验。有机溶剂浓缩10000倍不得检

18、出二噁英类。5.1甲醇5.2丙酮5.3甲苯5.4正己烷5.5二氯甲烷5.6壬烷或癸烷5.7水:用正己烷(5.4充分洗涤过的蒸馏水。除非另有说明,本标准中涉及的水均指经过上述处理的蒸馏水。5.825%二氯甲烷正己烷溶液:二氯甲烷(5.5与正己烷(5.4以体积比1:3混合。5.9采样内标:二噁英类内标物质(溶液,一般选择13C标记或37Cl标记化合物作为采样内标,参见附录B,每个样品的添加量为0.5ng2.0ng。5.10提取内标:二噁英类内标物质(溶液,一般选择13C标记或37Cl标记化合物作为提取内标,参见附录B,每个样品的添加量一般为:四氯七氯代化合物0.4ng2.0ng,八氯代化合物0.8

19、ng4.0ng,并且以不超过定量线性范围为宜。5.11进样内标:二噁英类内标物质(溶液,一般选择13C标记或37Cl标记化合物作为进样内标,参见附录B,每个样品的添加量为0.4ng2.0ng。5.12标准溶液:指以壬烷(或癸烷、甲苯等为溶剂配制的二噁英类标准物质与相应内标物质的混合溶液。标准溶液的浓度精确已知,且浓度序列应涵盖HRGC-HRMS的定量线性范围,包括5种不同的浓度梯度,参见附录C。5.13过滤材料:采集空气样品使用石英纤维滤膜;采集废气样品使用玻璃纤维滤筒(或滤膜或石英纤维滤筒(或滤膜。5.13.1 空气样品使用的石英纤维滤膜的处理方法:用铝箔将滤膜包好,并留有开口,放入马弗炉中

20、400下加热6h,并注意滤膜不能有折痕。处理好的滤膜用铝箔包好密封保存。从每批处理的滤膜中抽样进行二噁英类空白实验。5.13.2 废气样品使用的玻璃纤维滤筒(或滤膜或石英纤维滤筒(或滤膜:要求对粒径大于0.3m颗粒物的阻留效率超过99.95%(穿透率小于0.05%。使用之前的处理方法:分别用丙酮和甲苯超声清洗30min,然后真空干燥。石英纤维滤筒(或滤膜也可以选择进行加热处理,放入马弗炉中600下加热6h。处理后的滤筒(或滤膜密封保存,并注意不能有折痕。从每批处理的滤筒(或滤膜中抽样进行二噁英类空白实验。5.14吸附材料:采集空气样品使用聚氨基甲酸乙酯泡沫(PUF;采集废气样品使用苯乙烯-二乙

21、烯基苯的聚合物,可使用市售XAD-2树脂或性能更好的吸附材料,也可使用PUF。5.14.1 PUF的处理方法:使用之前的处理方法有两种:5.14.1.1 首先用煮沸的水烫洗PUF,再将其放入温水中反复搓洗干净,空干PUF中的水分,用丙酮预清洗去除水分后,再用丙酮索氏提取16h以上。5.14.1.2 用丙酮在超声波池中清洗3次,每次30min。以上两种方法任选其一。清洗后的PUF在真空干燥器中50°C以下加热8h,而后保存在密封的PUF充填管中。5.14.2 树脂的处理方法:使用之前的处理方法有两种:5.14.2.1 树脂用丙酮洗净后,再用甲苯索氏提取16h以上。5.14.2.2 分别

22、用丙酮和甲苯在超声波池中清洗3次,每次30min。以上两种方法任选其一。清洗后的树脂在真空干燥器中50°C以下加热8h,而后保存在密闭容器中。对处理好的吸附材料进行二噁英类空白实验。5.15盐酸:优级纯。5.16浓硫酸:优级纯。5.17无水硫酸钠:分析纯以上。在380°C温度下处理4h,密封保存。5.18氢氧化钾:优级纯。5.19硝酸银:优级纯。5.20硅胶:层析填充柱用硅胶0.063mm0.212mm (70230目,在烧杯中用甲醇(5.1洗净,待甲醇挥发完全后,在蒸发皿中摊开,厚度小于10mm。在130°C温度下干燥18h,然后放入干燥器冷却30min,装入试

23、剂瓶中密封,保存在干燥器中。5.212%氢氧化钾硅胶:取硅胶(5.2098g,加入用氢氧化钾(5.18配制的50g/L氢氧化钾溶液40mL,在旋转蒸发装置中约50°C温度下减压脱水,去除大部分水分后,继续在50°C 80°C减压脱水1h,硅胶变成粉末状。所制成的硅胶含有2%(w/w的氢氧化钾,将其装入试剂瓶密封,保存在干燥器中。5.2222%硫酸硅胶:取硅胶(5.2078g,加入浓硫酸(5.16 22g,充分混合后变成粉末状。将所制成的硅胶装入试剂瓶密封,保存在干燥器中。5.2344%硫酸硅胶:取硅胶(5.20 56g,加入浓硫酸(5.16 44g,充分混合后变成

24、粉末状。将所制成的硅胶装入试剂瓶密封,保存在干燥器中。5.2410%硝酸银硅胶:取硅胶(5.2090g,加入用硝酸银(5.19配制的400g/L硝酸银溶液28mL,在旋转蒸发装置中约50°C温度下减压充分脱水。配制过程中应使用棕色遮光板或铝箔遮挡光线。所制成的硅胶含有10%(w/w的硝酸银,将其装入棕色试剂瓶密封,保存在干燥器中。5.25氧化铝:层析填充柱用氧化铝(碱性,活性度I,可以直接使用活性氧化铝。必要时可以如下步骤进行活化:将氧化铝在烧杯中铺成厚度小于10mm的薄层,在130°C温度下处理18h,或者在培养皿中铺成厚度小于5mm的薄层,在500°C温度下处

25、理8h,活化后的氧化铝在干燥器内冷却30min,装入试剂瓶密封,保存在干燥器中。氧化铝活化后应尽快使用。5.26活性炭或活性炭硅胶:可选用下述二种配制方法配制活性炭,活性炭硅胶可使用市售成品:5.26.1 配方CC:Carbopack C/Celite 545 (18%。混合9.0g的Carbopack C活性碳与41g的Celite545于附聚四氟乙烯内衬螺帽的250mL玻璃瓶中混合均匀,使用前于130活化6h,冷却后储于干燥箱内保存备用。5.26.2 配方AX:AX-21/Celite 545 (8%。混合10.7g的AX-21活性碳与124g的Celite545于附聚四氟乙烯内衬螺帽的2

26、50mL玻璃瓶中,充分震荡搅拌,使其完全混合,使用前于130活化6h,冷却后储于干燥箱内保存备用。使用前,以甲苯为溶剂索氏提取48h以上,确认甲苯不变色,若甲苯变色,重复索氏提取。索氏提取后,在180°C温度下干燥4h,再用旋转蒸发装置干燥1h(50°C。在干燥器中密封保存备用。5.27石英棉:使用前在200°C温度下处理2h,密封保存。以上材料均可选择符合二噁英类分析要求的市售商业产品。6仪器和设备6.1采样装置6.1.1 环境空气二噁英类采样装置环境空气二噁英类采样装置应按图1所示采样流程进行设计,过滤材料支架尺寸应与滤膜匹配,吸附材料容器应能够容纳2块PUF

27、,并保证系统的气密性。 图1 环境空气二噁英类采样装置示意图6.1.1.1过滤材料支架:起支撑作用,可以将作为过滤材料的滤膜不留缝隙地装上且不会损坏滤膜,并可以和PUF充填管连接。6.1.1.2吸附材料充填管:不锈钢或铝制,可容纳2块PUF。6.1.1.3PUF:90mm100mm,厚50mm60mm,密度0.016g/cm3。PUF在直径上应比吸附材料充填管略大。6.1.1.4石英纤维滤膜:滤膜尺寸大小应与过滤材料支架匹配。6.1.1.5采样泵:进行高流速采样时,在装有滤膜的状态下,采样泵负载流量应能达到800L/min,并具有流量自动调节功能,能够保证在500L/min700L/min的流

28、量下连续采样;进行中等流速采样时,在装有滤膜的状态下,采样泵负载流量应能达到400L/min,并具有流量自动调节功能,能够保证在100L/min300L/min的流量下连续长时间采样。6.1.1.6流量计:要求进行高流速采样时,可设定流量范围为500L/min700L/min;进行中等流速采样时,可设定流量范围为100L/min300L/min。流量计在环境空气二噁英类采样装置正常使用状态下按照标准流量计进行校准。推荐使用具有温度、压力校正功能的累积流量计。6.1.2 废气二噁英类采样装置废气二噁英类采样装置可选用HJ/T 365中推荐的仪器,其构成包括采样管、滤筒(或滤膜、气相吸附单元、冷凝

29、装置、流量计量和控制装置等部分,见图2。 图2 废气二噁英类采样装置示意图1烟道;2热电偶或热电阻温度计;3皮托管;4采样管;5滤筒(或滤膜;6带有冷凝装置的气相吸附单元;7微压传感器;8压力传感器;9温度传感器;10流量传感器;11流量调节装置;12采样泵;13微处理系统;14微型打印机或接口;15显示器6.1.2.1 采样管:采样管材料为硼硅酸盐玻璃、石英玻璃或钛合金属合金,采样管内表面应光滑流畅。采样管应带有加热装置,以避免在采样过程中废气中的水分在采样管中冷凝,采样管加热应在105125范围内。当废气温度高于500时,应使用带冷却水套的采样管,使废气温度降低到滤筒正常工作的温度范围内。

30、采样嘴的内径不小于4mm,精度为0.1mm,弯曲角度应为不大于30°的锐角。6.1.2.2 滤筒(或滤膜托架:滤筒(或滤膜托架用硼硅酸盐玻璃或石英玻璃制成,尺寸要与滤筒(或滤膜相匹配,应便于滤筒(或滤膜的取放,接口处密封良好。6.1.2.3带有冷凝装置的气相吸附单元:冷凝装置用于分离、贮存废气中冷凝下来的水,贮存冷凝水容器的容积应不小于1L。气相吸附单元可以是气相吸附柱,气相吸附柱一般是内径30mm50mm、长70mm200mm、容量100mm150mL的玻璃管,可装填20g40g吸附材料;也可以是PUF充填管;也可以是冲击瓶和气相吸附柱相组合。6.1.2.4流量计量和控制装置:用于

31、指示和控制采样流量的装置,能够在线监测动压、静压、计前温度、计前压力、流量等参数。流量计在废气二噁英类采样装置正常使用状态下按照标准流量计进行校准。推荐使用具有温度、压力校正功能的累积流量计。6.1.2.5 采样泵:泵的空载抽气流量应不少于6L/min,当采样系统负载阻力为20kPa时,流量应不低于30L/min。6.2前处理装置样品前处理装置要用碱性洗涤剂和水充分洗净,使用前依次用甲醇(或丙酮、正己烷(或甲苯或二氯甲烷等溶剂冲洗,定期进行空白试验。所有接口处严禁使用油脂。6.2.1 索氏提取器或性能相当的设备。6.2.2 浓缩装置:旋转蒸发装置、氮吹仪或K-D浓缩等装置。6.2.3 层析填充

32、柱:内径8mm15mm,长200mm300mm的玻璃填充柱管。6.3分析仪器使用高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HRGC-HRMS对二噁英类进行分析。6.3.1 高分辨气相色谱:应满足10.1.1节要求并具有下述功能:6.3.1.1 进样口:具有不分流进样功能,最高使用温度不低于280°C。也可使用柱上进样或程序升温大体积进样方式。6.3.1.2 柱温箱:具有程序升温功能,可在50°C350°C温度区间内进行调节。6.3.1.3 毛细管色谱柱:内径0.10mm0.32mm,膜厚0.10m0.25m,柱长25m60m。可对2,3,7,8-氯代二噁英类化合物进行良好的分

33、离,并能判明这些化合物的色谱峰流出顺序。6.3.1.4 载气:高纯氦气,99.999%6.3.2 高分辨质谱仪:应为双聚焦磁质谱,满足10.1.2节要求并具有下述功能:6.3.2.1 具有气质联机接口。6.3.2.2 具有电子轰击离子源,电子加速电压可在25V70V范围调节。6.3.2.3 具有选择离子检测功能,并使用锁定质量模式(Lockmass进行质量校正。6.3.2.4 动态分辨率大于10000(10%峰谷定义,下同并至少可稳定24h以上。当使用的内标包含13C-O8CDF时,动态分辨率应大于12000。6.3.2.5 高分辨状态(分辨率>10000下能够在1s内重复监测12个选择

34、离子。6.3.2.6 数据处理系统:能够实时采集、记录及存储质谱数据。7采样7.1环境空气二噁英类采样方法7.1.1 采样之前对现场进行调查。原则上采样点应位于开阔地带,距可能扰动空气流的障碍物至少2m以上。采样器应安装在距离地面1.5m以上的位置。为防止地面扬尘,可在设备附近铺设塑料布或其他隔离物。采样时间应尽量避开大风或下雨天气。7.1.2 将环境空气二噁英类采样装置运至采样点,连接采样装置并固定。使用实验室用无尘纸将采样装置内采集颗粒物和气溶胶部分的接口处擦干净。将装有2个PUF的PUF 充填管安装到采样装置上,把滤膜放在滤膜架上,固定好。7.1.3 采样前添加采样内标,要求采样内标物质

35、的回收率为70%130%,超过此范围要重新采样。7.1.4 启动采样装置,准备采样。首先设定采样流量,并开始采样。采样开始5分钟后再次调整流量并记录,在采样结束之前读取流量并记录。若使用了累计流量计,则同时记录总采样体积。7.1.5 现场测量空气温度、湿度、风速、风向等参数,对采样点周围环境进行描述记录。若采样点周边存在污染源,还应记录污染源名称、排放情况、距离采样点位距离及方位等信息。若采样过程中出现故障或其他变化,则应详细记录故障或变化情况以及采取的措施和结果。条件允许时可对采样现场和周边环境拍摄照片。7.1.7 采样结束后尽量在阴暗处拆卸采样装置,避免外界的污染。将PUF充填管密封,装入

36、密实袋中。滤膜采样面向里对折,用铝箔包好后装入密实袋中密封保存。样品应低温保存并尽快送至实验室分析。7.2废气二噁英类采样方法7.2.1 采样之前进行必要的资料收集或现场调查,确认采样现场符合废气二噁英类采样基本要求。7.2.2 根据GB1657计算出等速采样条件下排气筒断面位置、各采样点所需的采样流量。开始采样前,预先测定各采样点处的废气温度、水分含量、压力、气流速度等参数等。7.2.3 根据样品采样量和等速采样流量,确定总采样时间及各点采样时间。由于废气采样的特殊性,采样需在一段较长的时间内进行以避免短时间的不稳定工况对采样结果造成影响,一般总采样时间应不少于2小时。样品采样量还应同时满足

37、方法检出限的要求。7.2.4 采样前加入采样内标。要求采样内标物质的回收率为70%130%,超过此范围要重新采样。7.2.5 连接废气二噁英类采样装置,检查系统的气密性。7.2.6 将采样管插入烟道第一采样点处,封闭采样孔,使采样嘴对准气流方向(其与气流方向偏差不得大于10°,启动采样泵,迅速调节采样流量到第一采样点所需的等速流量值,采样流量与计算的等速流量之间的相对误差应在±10%的范围内。7.2.7 采样期间当压力、温度有较大变化时,需随时将有关参数输入计算器,重新计算等速采样流量,并调节流量计至所需的等速采样流量。若滤筒阻力增大到无法保持等速采样,则应更换滤筒后继续采

38、样。采样过程中,气相吸附柱应注意避光,并保持在30°C 以下。7.2.8 第一点采样后,立即将采样管移至第二采样点,迅速调整采样流量到第二采样点所需的等速流量值,继续进行采样。依次类推,顺序在各点采样。7.2.9 采样结束后,迅速抽出采样管,同时停止采样泵,记录起止时间、累计流量计读数等参数。7.2.10拆卸采样装置时应尽量避免阳光直接照射。取出滤筒保存在专用容器中,用水冲洗采样管和连接管,冲洗液与冷凝水一并保存在棕色试剂瓶中。气相吸附柱两端密封后避光保存。样品应尽快送至实验室分析。8样品提取8.1添加提取内标一般情况下,应在样品进行提取处理前添加提取内标。8.2环境空气样品的提取8

39、.2.1 将滤膜放入索氏提取器中,用甲苯提取1624h。8.2.2 将PUF放入索氏提取器中,用丙酮提取1624h。8.2.3 将8.2.1和8.2.2两部分提取液分别进行浓缩,溶剂转换为正己烷,再次浓缩后合并,作为该环境空气样品的试样溶液。对试样溶液进行样品净化。8.3废气样品的提取8.3.1 样品的洗出8.3.1.1 气相吸附柱:将气相吸附柱中的吸附材料全部倒入烧杯中,转移至洁净的干燥器中充分干燥。8.3.1.2 滤筒(或滤膜:将滤筒架中的滤筒(或滤膜取出,用2mol/L的盐酸处理滤筒(或滤膜。转动滤筒(或滤膜使烟尘与盐酸充分接触并观察发泡情况,必要时再添加盐酸,直到不再发泡为止。用布氏漏

40、斗过滤盐酸处理液,并用水充分冲洗滤筒(或滤膜,再用少量甲醇(或丙酮冲去水分。如滤筒架与滤筒(或滤膜的连接部有可见灰尘,用水将灰尘冲入布氏漏斗中。将冲洗好的滤筒(或滤膜放入烧杯中转移至洁净的干燥器中充分干燥。8.3.1.3 用水、甲醇(或丙酮冲洗烟枪内壁,将灰尘冲入布氏漏斗中,充分抽滤至干后,将布氏漏斗中的玻璃纤维滤膜放入烧杯中转移至洁净的干燥器中充分干燥。经布氏漏斗过滤得到的处理液进行液液萃取(8.3.2。8.3.2 液液萃取将采样时收集的冷凝水、冲洗液(7.2.10以及样品洗出时的处理液(8.3.1.3混合,按照每1L溶液加100mL二氯甲烷的比例,震荡萃取,重复3次,萃取液用无水硫酸钠脱水

41、。8.3.3 样品提取充分干燥后的吸附材料、滤筒(或滤膜、滤纸以甲苯为溶剂进行索氏提取16h以上。将上述8.3.2和8.3.3各部分萃取液和提取液分别进行浓缩,将溶剂转换为正己烷,再次浓缩后合并作为该废气样品的试样溶液。对试样溶液进行样品净化。可选择使用其他符合提取要求、满足本方法质量控制/质量保证要求的提取装置进行样品的提取。8.4试样溶液的分割可根据样品中二噁英类预期浓度的高低分取25%100%(整数比例的试样溶液作为分析用试样溶液,剩余转移至棕色密封储液瓶中冷藏贮存。9样品净化初步净化可以选择硫酸处理(9.1-硅胶柱净化或多层硅胶柱(9.2净化其中之一。进一步净化则可以选择氧化铝柱(9.

42、3净化或活性炭硅胶柱(9.4净化其中之一。对于共存干扰较多的样品也可以组合使用多种净化步骤。9.1硫酸处理-硅胶柱净化9.1.1将试样溶液用浓缩器浓缩至1ml2mL。9.1.2将试样溶液浓缩液用50ml150mL正己烷洗入分液漏斗,每次加入适量(10ml20mL浓硫酸,轻微振荡,静置分层,弃去硫酸层。根据硫酸层颜色的深浅重复操作24次。9.1.3正己烷层每次加入适量的水洗涤,重复洗至中性。正己烷层经无水硫酸钠脱水后,用浓缩器浓缩至至1ml2mLL。9.1.4层析填充柱底部垫一小团石英棉,用10mL正己烷冲洗内壁。在烧杯中加入20g30g硅胶和20mL正己烷,用玻璃棒缓缓搅动赶掉气泡,倒入层析填

43、充柱,让正己烷流出,待硅胶层稳定后,再充填约10mm厚的无水硫酸钠,用正己烷冲洗管壁上的硫酸钠粉末。9.1.5用50mL正己烷淋洗硅胶柱,然后将浓缩液转移到硅胶柱上。用150mL正己烷淋洗,调节淋洗速度约为2.5mL/min(大约1滴/s。9.1.6洗出液浓缩至至1ml2mL。9.2多层硅胶柱净化9.2.1将试样溶液用浓缩器浓缩至1ml2mL。9.2.2在层析填充柱底部垫一小团石英棉,用10mL正己烷冲洗内壁。依次装填无水硫酸钠4g,硅胶0.9g,2%氢氧化钾硅胶3g,硅胶0.9g,44%硫酸硅胶4.5g,22%硫酸硅胶6g,硅胶0.9g,10%硝酸银硅胶3g,无水硫酸钠6g,用100mL正己

44、烷淋洗硅胶柱。9.2.3将试样溶液浓缩液定量转移到多层硅胶柱上。9.2.4用200mL正己烷淋洗,调节淋洗速度约为2.5mL/min(大约1滴/s。9.2.5洗出液浓缩至1ml2mL。若多层硅胶柱颜色加深较多,应重复上述9.2.19.2.5净化操作。9.3氧化铝柱净化氧化铝柱净化是为了进一步去除样品中可能存在的干扰成分。9.3.1在层析填充柱底部垫一小团石英棉,用10mL正己烷冲洗内壁。在烧杯中加入10g氧化铝和10mL正己烷,用玻璃棒缓缓搅动赶掉气泡,倒入层析填充柱,让正己烷流出,待氧化铝层稳定后,再充填约10mm厚的无水硫酸钠,用正己烷冲洗管壁上的硫酸钠粉末。用50mL正己烷淋洗氧化铝柱。

45、9.3.2将经过初步净化的洗出液浓缩液转移到氧化铝柱上。首先用100mL的2%二氯甲烷-正己烷溶液淋洗,调节淋洗速度约为2.5mL/min(大约1滴/s。洗出液为第一组分。9.3.3然后用150mL的50%二氯甲烷-正己烷溶液淋洗氧化铝柱(淋洗速度约为2.5mL/min,得到的洗出液为第二组分,该组分含有分析对象二噁英类。9.3.4将第二组分洗出液浓缩至1ml2mL。9.4活性炭硅胶柱净化活性炭硅胶柱净化可以取代氧化铝柱净化。9.4.1 在层析填充柱底部垫一小团石英棉,用10mL正己烷冲洗内壁。干法充填约10mm厚的无水硫酸钠和1.0g活性炭硅胶。注入10mL正己烷,敲击层析填充柱赶掉气泡,再

46、充填约10mm厚的无水硫酸钠,用正己烷冲洗管壁上的硫酸钠粉末。用20mL正己烷淋洗硅胶柱。9.4.2 将经过初步净化的洗出液浓缩液转移到活性炭硅胶柱上。首先用200mL的25%二氯甲烷-正己烷溶液淋洗,调节淋洗速度约为2.5mL/min(大约1滴/s。洗出液为第一组分。9.4.3 然后用200mL甲苯溶液淋洗活性炭硅胶柱(淋洗速度约为2.5mL/min,得到的洗出液为第二组分,该组分含有分析对象二噁英类。9.4.4将第二组分洗出液浓缩至1ml2mL。9.5其他样品净化方法可以使用凝胶渗透色谱(GPC、高压液相色谱(HPLC、自动样品处理装置以及其他净化方法或装置等进行样品的净化处理。使用前应用

47、标准样品或标准溶液进行分离和净化效果试验,并确认满足本方法质量控制/质量保证要求。9.6上机样品制备9.6.1样品的浓缩由9.3.4或9.4.4所得的第二组分洗出液用高纯氮吹除多余的溶剂,浓缩至近干。9.6.2添加进样内标添加0.4ng2.0ng进样内标(5.11,加入壬烷(或癸烷、甲苯定容至适当体积,使进样内标浓度同制作相对响应因子的标准曲线进样内标浓度相同,封装后作为上机试样。10仪器分析10.1仪器条件10.1.1高分辨气相色谱条件设定选择适当操作条件来分离2,3,7,8-氯代二噁英类化合物,推荐GC条件为:进样方式:不分流进样1L进样口温度: 270载气流量: 1.0mL/min色质接

48、口温度:270色谱柱:固定相 5%苯基95%聚甲基硅氧烷,柱长60m, 内径0.25mm, 膜厚0.25m.停留1分钟后分钟的速度升温至200, 程序升温:初始温度140,保持1分钟后以20/分钟的速度升温至235后停留7分停留16分钟后以5/分钟的速度升温至220,以5/分钟的速度升温至310停留10分钟。钟。以5/也可使用其他操作条件参见附录D。10.1.2高分辨质谱条件设定设置仪器满足如下条件,并使用标准溶液或标准参考物质确认保留时间窗口。10.1.2.1 使用SIM法选择待测化合物的两个监测峰离子进行监测,如表3所示(37Cl-T4CDD仅有一个监测峰离子。10.1.2.2 导入PFK

49、得到稳定的响应后,优化质谱仪器参数使得表3中各质量范围内PFK峰离子的分辨率10000,当使用的内标包含13C-O8CDF时,分辨率应大于12000。10.2质量校正仪器分析开始前需进行质量校正。监测表3中各质量范围内PFK峰离子的荷质比及分辨率,分辨率应全部达到10000以上,通过锁定质量模式进行质量偏移校正。校正过程完成后保存质量校正文件。10.3SIM检测10.3.1 按10.1节要求设置高分辨气相色谱-高分辨质谱联用仪条件。10.3.2 注入PFK,响应稳定后,按10.1及10.2节要求进行仪器调谐与质量校正后分析试样。每12小时对分辨率及质量校正进行验证。不符合10.1及10.2节要

50、求时应重新进行调谐及质量校正。10.3.3 完成测定后,取得各监测离子的色谱图,确认PFK峰离子丰度差异<20%,检查是否存在干扰以及2,3,7,8-位有氯取代的二噁英类的分离效果,最后进行数据处理。按各化合物的离子荷质比记录谱图。10.4相对响应因子制作10.4.1标准溶液测定标准溶液浓度序列应有5种以上浓度,对每个浓度应重复3次进样测定。10.4.2离子丰度比确认标准溶液中化合物对应的两个监测离子的离子丰度比应与理论离子丰度比一致,见表4,变化范围应小于15%。10.4.3 信噪比确认标准溶液浓度序列中最低浓度的化合物信噪比(S/N应大于10。取谱图基线测量值标准偏差的2倍作为噪声值

51、N 。也可以取噪声最大值和最小值之差的2/5作为噪声值N 。以噪声中线为基准,到峰顶的高度为峰高(信号S。表3 质量数设定(监测离子和锁定质量数 同类物 M + (M+2+ (M+4+T 4CDDs 319.8965 321.8936 P 5CDDs 355.8546 357.8517* H 6CDDs 389.8157 391.8127* H 7CDDs 423.7767 425.7737 O 8CDD 457.7377 459.7348 T 4CDFs 303.9016 305.8987 P 5CDFs 339.8597 341.8568 H 6CDFs 373.8207 375.8178

52、 H 7CDFs 407.7818 409.7788 O 8CDF 441.7428 443.7398 13C 12-T 4CDDs 331.9368 333.9339 37Cl 4-T 4CDD 327.8847 13C 12-P 5CDDs 367.8949 369.8919 13C 12-H 6CDDs 401.8559 403.8530 13C 12-H 7CDDs 435.8169 437.8140 13C 12-O 8CDD 469.7780 471.7750 13C 12-T 4CDFs 315.9419 317.9389 13C 12-P 5CDFs 351.9000 353.

53、8970 13C 12-H 6CDFs 383.8369 385.8610 13C 12-H 7CDFs 417.8253 419.8220 13C 12-O 8CDF 451.7860 453.7830292.9825(四氯代二噁英类定量用354.9792(五氯代二噁英类定量用 392.9760(六氯代二噁英类定量用 430.9729(七氯代二噁英类定量用PFK (Lock mass 442.9729(八氯代二噁英类定量用注:* 可能存在PCBs 干扰10.4.4 相对响应因子与各浓度点待测化合物相对应的提取内标的相对响应因子(RRF cs 由(1式算出,并计算其平均值和相对标准偏差,相对标

54、准偏差应在±20%以内,否则应重新制作校准曲线。RRF es =esss es A A Q Q ×(1 式中: Q es 标准溶液中提取内标物质的绝对量,pg ; Q s 标准溶液中待测化合物的绝对量,pg ; A s 标准溶液中待测化合物的监测离子峰面积之和;A es 标准溶液中提取内标物质的监测离子峰面积之和。表4 根据氯原子同位素丰度比推算的理论离子丰度比M M+2 M+4 M+6 M+8 M+10 M+12 M+14T 4CDDs 77.43 100.00 48.74 10.72 0.94 0.01 P 5CDDs 62.06 100.00 64.69 21.08

55、3.50 0.25H 6CDDs 51.79 100.00 80.66 34.85 8.54 1.14 0.07H 7CDDs 44.43 100.00 96.64 52.03 16.89 3.32 0.37 0.02 O 8CDD 34.54 88.80 100.0064.48 26.07 6.78 1.11 0.11T 4CDFs 77.55 100.00 48.61 10.64 0.92P 5CDFs62.14 100.00 64.57 20.98 3.46 0.24H 6CDFs 51.84 100.00 80.54 34.72 8.48 1.12 0.07H 7CDFs 44.47 100.00 96.52 51.88 16.80 3.29 0.37 0.02 O 8CDF 34.61 88.89 100.0064.39 25.98 6.74 1.10 0.11注:(1M 表示质量数最低的同位素;(2以最大离子丰度作为100%.同样,分别用(2式和(3式计算进样内标相对于提取内标以及提取内标相对于采样内标的相对响应因子RRF rs 和RRF ss 。RRF rs =rseses rs A A Q Q ×(2 式中: Q rs 标准溶液中进样内标物质的绝对量,pg ; Q es 标准溶液中提取内标物质的绝对量,pg ; A es