ISO 220322026 水质 沉积物、悬浮颗粒物和生物群中多溴联苯醚(PBDE)的测定 气相色谱联用串联质谱(GC-MSMS)或高分辨率质谱(GC-HRMS)方法标准立项发展报告

水质沉积物、悬浮颗粒物和生物群中多溴联苯醚（PBDE）的测定气相色谱联用串联质谱（GC-MS/MS）或高分辨率质谱（GC-HRMS）方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:WaterQuality—DeterminationofPolybrominatedDiphenylEthers(PBDE)inSediment,SuspendedParticulateMatterandBiota—MethodUsingGasChromatographyCoupledwithTandemMassSpectrometry(GC-MS/MS)orwithHighResolutionMassSpectrometry(GC-HRMS)摘要多溴联苯醚（PolybrominatedDiphenylEthers,PBDE）作为一类广泛使用的溴系阻燃剂，因其持久性、生物累积性和潜在毒性，已被《斯德哥尔摩公约》列入持久性有机污染物（POPs）受控名单。水环境中的沉积物、悬浮颗粒物和生物群是PBDE的重要环境归宿介质，其准确测定对于环境监测、生态风险评估和履约成效评估具有重要意义。国际标准化组织（ISO）于2026年5月正式发布ISO22032:2026标准，该标准规定了采用气相色谱联用串联质谱（GC-MS/MS）或高分辨率质谱（GC-HRMS）测定水环境介质中PBDE的技术要求和方法流程。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、方法原理及预期应用价值，分析了标准在全球环境监测体系中的定位与作用，并对标准的推广应用前景进行了展望。该标准的发布填补了ISO在水体沉积物及生物群中PBDE检测方法体系的重要空白，为全球水环境PBDE污染监测提供了统一的技术规范依据。关键词：多溴联苯醚；水质监测；气相色谱-串联质谱；高分辨质谱；标准化；持久性有机污染物；沉积物Keywords:PolybrominatedDiphenylEthers(PBDE);WaterQualityMonitoring;GC-MS/MS;GC-HRMS;Standardization;PersistentOrganicPollutants(POPs);Sediment;Biota1引言1.1立项背景多溴联苯醚（PBDE）是历史上广泛使用的添加型溴系阻燃剂，主要应用于电子电器外壳、聚氨酯泡沫、纺织品和建筑材料等领域。工业上常见的PBDE商业品包括五溴联苯醚（Penta-BDE）、八溴联苯醚（Octa-BDE）和十溴联苯醚（Deca-BDE）三种主要类型。由于其在生产、使用和废弃处理过程中可通过多种途径释放进入环境，PBDE已在大气、水体、土壤、沉积物以及生物体中被普遍检出。大量毒理学研究表明，PBDE具有内分泌干扰效应、神经发育毒性和潜在的致癌风险，对生态系统和人体健康构成严重威胁。基于上述原因，PBDE已被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》附件A（消除类）中，全球各缔约方须采取有效措施减少并最终消除该类物质的生产和使用，同时对其环境存量进行监测和管控。中国作为公约缔约国，近年来也相继出台了多项政策法规，对PBDE的生产、进口和使用实施了严格管控，并逐步建立了覆盖重点区域和重点介质的环境监测体系。在这一背景下，建立一套科学、统一、可比的PBDE检测技术标准，成为各国环境监测机构和科研院所的迫切需求。水环境介质中，沉积物和悬浮颗粒物是PBDE的主要环境蓄积库，生物群中的PBDE含量则直接反映其生物累积效应和食物链传递特征。然而，由于PBDE在水环境介质中通常以痕量浓度存在，且样品基质复杂、同族物种类繁多（共209种同族物），其准确测定对分析仪器和方法性能提出了极高要求。ISO22032:2026的发布，正是对这一全球性技术需求的标准化回应。1.2标准编制历程ISO22032标准由国际标准化组织ISO/TC147（水质技术委员会）SC2（物理、化学和生物化学方法分委员会）组织制定。该标准的编制工作历经多个阶段，包括工作组提案（NWIP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各阶段，经过多轮技术讨论和实验室间验证，最终于2026年5月8日正式发布。标准编制过程中，来自多个成员国的水质分析领域专家参与了技术条款的研讨和验证工作。技术内容充分参考了各国现行的方法标准和研究成果，包括美国环保署（USEPA）方法1614、欧盟标准化委员会相关技术规范以及中国HJ952-2018等国家标准，力求在方法科学性、适用广泛性和操作可行性之间取得平衡。2标准技术内容2.1适用范围ISO22032:2026标准规定了采用气相色谱联用串联质谱（GC-MS/MS）或气相色谱联用高分辨率质谱（GC-HRMS）技术，测定沉积物、悬浮颗粒物以及生物群样品中多溴联苯醚含量的方法。该方法适用于以下三类环境样品基质：-沉积物样品：包括淡水沉积物、海洋沉积物和河口沉积物等；-悬浮颗粒物样品：通过过滤或离心方式从水体中分离获得的悬浮颗粒物质；-生物群样品：包括鱼类、贝类、底栖无脊椎动物等水生态系统中的生物组织样品。在适用浓度范围方面，该标准规定的PBDE测定范围取决于所采用的具体仪器配置、样品取样量以及净化效率等因素，典型条件下可实现对主要BDE同族物（如BDE-28、-47、-99、-100、-153、-154、-183、-209等）在亚纳克/克至微克/克（ng/g至μg/g）干重浓度水平下的准确定量。2.2方法原理该标准所述方法的核心技术路线为：样品经冷冻干燥（或无水硫酸钠脱水）后，采用有机溶剂进行加压溶剂萃取（PLE）或索氏提取，萃取液经浓缩后进行净化处理以去除共萃取的基质干扰物。净化过程通常采用多层硅胶柱、酸性硅胶柱或凝胶渗透色谱（GPC）等方式组合使用。净化后的提取液经过浓缩定容后，加入合适的内标物质（如\(^{13}\)C标记的PBDE同位素内标），使用气相色谱-质谱联用系统进行分离和检测。在仪器分析环节，该标准允许采用两种质谱检测方案：GC-MS/MS方案：采用串联四极杆质谱或多反应监测（MRM）模式，通过母离子-子离子对的选择性监测，实现对目标BDE同族物的高选择性检测。串联质谱技术可在一定程度上降低对色谱分离度的要求，同时有效排除基质干扰。该方案适用于大多数常规环境监测实验室，仪器普及度较高，运行成本相对适中。2.3样品前处理样品前处理是PBDE测定中最为关键的环节之一，直接影响分析结果的准确性和可靠性。该标准对各类样品的采集、保存和前处理流程作出了详细规定。样品采集与保存：沉积物样品应采用洁净的抓斗式或重力式采泥器采集，采集后去除砾石和生物碎屑等异物，装入经溶剂清洗的玻璃容器中，于-20℃以下冷冻保存。悬浮颗粒物样品通过预先称量的玻璃纤维滤膜（GF/F级）过滤采集，滤膜冷冻保存。生物样品采集后去鳞、去壳或去皮取可食部分或目标组织，匀浆后冷冻保存。所有样品应避免接触塑料制品，以防外源性污染。提取方法：推荐采用加压溶剂萃取（ASE）或索氏提取法。提取溶剂通常为正己烷-丙酮混合溶剂（1:1，体积比）或二氯甲烷-正己烷混合溶剂。提取温度和压力等参数需根据样品基质类型进行优化验证。对于生物样品，提取前可加入适量无水硫酸钠研磨脱水，以提高提取效率。净化方法：提取液经浓缩后需进行净化。常用净化手段包括：浓硫酸磺化处理（适用于生物样品中脂质类物质的去除）、多层硅胶柱层析（采用中性硅胶、酸性硅胶和碱性硅胶的组合装填）、凝胶渗透色谱（GPC）去除大分子干扰物等。对于含硫量较高的沉积物样品，还需增加铜粉脱硫步骤。2.4仪器分析条件该标准规定了GC-MS/MS和GC-HRMS分析的关键技术参数要求：色谱条件：毛细管气相色谱柱应具有足够长的固定相链段和适当的膜厚，推荐使用5%苯基-甲基聚硅氧烷类固定相的色谱柱（如DB-5MS、HP-5MS等），柱长通常为15~30m，内径0.25mm，膜厚0.10~0.25μm。对于BDE-209等高溴代同族物的分析，应采用较短的色谱柱（15m）以获得良好的峰形和灵敏度。升温程序需根据目标物的沸点范围进行优化，确保各BDE同族物实现有效分离。质谱条件：GC-MS/MS采用电子电离源（EI），电离能量70eV，离子源温度通常为250~300℃。MRM模式下，每个目标化合物需选择两个特征离子对（一个用于定量，一个用于定性确认），驻留时间和碰撞能量需进行优化。GC-HRMS采用EI源，分辨率为10,000以上（10%峰谷定义），采用选择离子监测（SIM）模式记录目标物的精确质量数。内标与定量方法：推荐采用同位素稀释法进行定量分析。在萃取前加入\(^{13}\)C标记的PBDE内标物（如\(^{13}\)C-BDE-47、\(^{13}\)C-BDE-99、\(^{13}\)C-BDE-153和\(^{13}\)C-BDE-209等），可有效校正样品前处理过程中的损失以及仪器分析中的基质效应。标准中同时规定了定量校准曲线的制备方法（一般为5~8个浓度点）、线性范围验证和日常质量控制的频率等要求。2.5质量保证与质量控制（QA/QC）为保证分析结果的可靠性和可比性，该标准对质量保证与质量控制提出了明确要求，主要包括以下方面：空白试验：每批样品应至少包含一个程序空白和一个溶剂空白，空白值应低于方法检出限或低于样品测定值的相关规定比例。方法检出限和定量限：标准中规定了方法检出限（MDL）和方法定量限（MQL）的确定方法。典型条件下，GC-MS/MS方法对沉积物中主要BDE同族物的检出限可达0.01~0.05ng/g（干重），GC-HRMS方法可达0.005~0.02ng/g（干重）。实验室应建立自身条件下的方法检出限和定量限数据。加标回收实验：每批样品应进行基质加标回收实验，加标回收率应在60%~120%范围内，相对标准偏差（RSD）应≤30%。对于BDE-209等高溴代物，回收率范围可适当放宽至50%~130%。标准参考物质：标准建议使用有证标准参考物质（CRMs）对所建方法进行验证，如NISTSRM1944（纽约/新泽西州海域沉积物）、SRM1947（密歇根湖鱼类组织）等。仪器性能核查：每次分析序列开始前应进行仪器灵敏度、分辨率和质量准确性核查，进样口和色谱柱的老化状态需定期评估。3标准的技术特点与创新3.1多介质覆盖ISO22032:2026的一个显著特点是其样品介质覆盖范围的全面性。相较于以往多数标准仅针对单一类型样品（如仅沉积物或仅生物样品），该标准将沉积物、悬浮颗粒物和生物群三类重要水环境介质统一纳入适用范围。这一设计充分考虑了PBDE在水环境不同介质之间的分配迁移关系和生态链传递特征，使环境监测部门能够基于同一标准方法开展多介质协同监测，获得具有内在可比性的数据集，从而更系统地评估水环境中PBDE的污染水平和生态风险。3.2双质谱平台兼容该标准同时纳入GC-MS/MS和GC-HRMS两种质谱检测技术方案，体现了对不同层次实验室实际条件的兼容考量。GC-MS/MS方案具有仪器成本较低、操作维护相对简便、灵敏度可满足常规监测需求等优势，适合作为各级环境监测站的常规检测手段。GC-HRMS方案则具有更高的选择性和灵敏度，更适合于复杂基质样品中痕量PBDE的精确测定以及仲裁性检测和科学研究需求。两种方案的有效互补，既保障了标准的广泛适用性，也确保了分析结果的可比性。标准中明确指出，在两种技术方案获得的结果发生分歧时，以GC-HRMS方法的测定结果为仲裁依据。3.3同位素稀释定量标准推荐采用同位素稀释法作为核心定量策略，这是当前有机物超痕量分析中准确度最高的定量方法之一。通过使用\(^{13}\)C标记的PBDE同位素内标，能够有效补偿样品前处理过程中目标物的损失以及质谱分析中基质引起的离子抑制或增强效应，从而显著提高定量结果的准确度和精密度。这一技术选择体现了标准制定对标国际先进分析方法发展趋势的积极响应。3.4与法规要求衔接ISO22032:2026的技术内容与《斯德哥尔摩公约》全球环境监测计划中关于PBDE的监测要求高度契合。公约框架下各缔约方需定期报告环境中POPs的浓度水平及其变化趋势，而标准化的检测方法正是获取可比性监测数据的重要前提。该标准的发布为各国履行公约义务、开展全球POPs监测评估提供了有力的技术支撑。4标准预期应用价值4.1支撑水环境质量监测与评价近年来，随着我国及全球范围内对持久性有机污染物管控力度的持续加大，水环境介质中PBDE的系统监测已逐步纳入常规监测框架。ISO22032:2026的发布，为各国环境监测实验室开展沉积物、悬浮颗粒物和生物群中PBDE的测定提供了具有国际共识的方法依据。依据该标准获得的监测数据，可用于水质评价、沉积物质量基准制定以及水生态风险评估等多个层面，为环境管理和决策提供科学基础。4.2支持斯德哥尔摩公约履约评估根据《斯德哥尔摩公约》的要求，缔约方需对POPs的环境浓度进行监测，并定期向公约秘书处报送相关数据。PBDE的全球环境监测数据是评估公约实施效果的重要指标之一。ISO22032:2026的实施将为各缔约方提供统一可比的技术方法，促进全球尺度上PBDE污染水平时空变化趋势的评估，为公约成效评估和后续决策提供依据。4.3推动实验室能力建设该标准对分析方法的系统化规定涵盖了从样品采集、前处理、仪器分析到质量控制的完整流程，为各类环境检测实验室建立PBDE检测能力提供了清晰的技术路径。标准中关于方法检出限确定、加标回收和质量控制要求的具体指导，有助于实验室规范化运行质量管理体系。此外，因标准同时规定了两种质谱检测方案，不同层级的实验室可根据自身仪器配置选择合适的技术路线，降低了能力建设的准入门槛。5主要起草单位介绍ISO22032:2026的制定由ISO/TC147/SC2组织，具体起草工作由多个成员国专家共同参与完成。在此过程中，中国环境监测总站作为中方核心技术支持单位，深度参与了标准的技术研究和条款制定工作。中国环境监测总站（ChinaNationalEnvironmentalMonitoringCentre,CNEMC）成立于1980年，是生态环境部直属的国家级环境监测技术机构，承担着全国环境质量监测网络的运行管理、环境监测技术方法的研发与标准化以及监测数据综合分析等核心职能。该站设有国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，拥有国际先进水平的有机污染物分析平台，包括气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）、气相色谱-高分辨质谱（GC-HRMS）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等大型精密分析仪器，在持久性有机污染物的环境监测技术研究方面具有深厚的积累。近年来，中国环境监测总站牵头或参与完成了多项国家和行业环境监测标准制修订工作，在沉积物及生物样品中痕量有机污染物的分析方法研究领域取得了系列成果。该站曾牵头制定HJ952-2018《土壤和沉积物多溴联苯醚的测定气相色谱-质谱法》等多项PBDE相关检测标准，积累了丰富