聚四氟乙烯石英土壤溶液采样系统

按照青海省标准化协会团体标准工作程序，标准起草单位已完成《土壤和沉积物 9种酯类化合物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》、《水质 9种酯类化合物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》、《土壤和沉积物 吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定 高效液相色谱法》、《水质 吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定 高效液相色谱法》、《水质 22种挥发性有机物(VOCs)的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》、《土壤和沉积物 13种挥发性有机物(VOCs)的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》等6项团体标准征求意见稿的编制工作，现公开征求意见。《土壤和沉积物 9种酯类化合物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》本标准规定了测定土壤和沉积物中9种酯类化合物的吹扫捕集/气相色谱-质谱法。方法原理：试样经前处理后有电感耦合等离子体全谱直读光谱仪测定。将待测溶液引入高温等离子炬中，待测元素被激发成离子及原子，在特定的波长处测量各元素离子及原子的发射光谱强度，特征光谱的强度与试样中待测元素的浓度在一定范围内呈线性关系而进行定量关系。仪器和设备：1.样品瓶：具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的60mL棕色广口玻璃瓶(或大于60mL其他规格的玻璃瓶)、40mL棕色玻璃瓶和无色玻璃瓶。2.采样器：一次性聚四氟注射器或不锈钢专用采样器。3.气相色谱仪：具分流/不分流进样口，能对载气进行电子压力控制，可程序升温。4.质谱仪：电子轰击(EI)电离源，1s内能从35u扫描至270u；具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。5.吹扫捕集装置：吹扫装置能够加热样品至40℃，捕集管使用1/3Tenax、1/3硅胶、1/3活性炭混合吸附剂或其他等效吸附剂。若使用无自动进样器的吹扫捕集装置，其配备的吹扫管应至少能够盛放5g样品和10mL的水。6.毛细管柱：30m×0.25mm，1.4μm膜厚(6%腈丙苯基、94%二甲基聚硅氧烷固定液)；或使用其他等效性能的毛细管柱。7.天平：精度为0.01g。8.气密性注射器：5mL。9.微量注射器：10μL、25μL、100μL、250μL和500μL。10.棕色玻璃瓶：2mL，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫和实芯螺旋盖。11.其他：一次性巴斯德玻璃吸液管、铁铲、药勺(聚四氟乙烯或不锈钢材质)及一般实验室常用仪器和设备。本标准适用于土壤和沉积物中9种酯类化合物(乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、乙酸异丙烯酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯)的测定。若通过验证本标准也可适用于其他挥发性有机物的测定。当样品量为5g，用标准四极杆质谱进行全扫描分析时，目标物的方法检出限为1.2 μg/kg-1.5μg/kg，测定下限为4.8μg/kg -6μg/kg ，见附录A。《水质 9种酯类化合物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》本标准规定了测定水质样品中9种酯类化合物的吹扫捕集/气相色谱-质谱法。方法原理：样品中的挥发性有机物经高纯氦气(或氮气)吹扫富集于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气反吹，被热脱附出来的组分进入气相色谱并分离后，用质谱仪进行检测。通过与待测目标化合物保留时间和标准质谱图或特征离子相比较进行定性，内标法定量。仪器和设备：1.样品瓶：40 ml 棕色玻璃瓶，具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖。2.气相色谱仪：具分流/不分流进样口，能对载气进行电子压力控制，可程序升温。3.质谱仪：具70eV的电子轰击(EI)电离源，每个色谱峰至少有6次扫描，推荐为7-10次扫描；产生的4-溴氟苯的质谱图必须满足表 1 的要求。具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。4.吹扫捕集装置：吹扫装置能直接连接到色谱部分，并能自动启动色谱，应带有5ml的吹扫管。捕集管使用1/3Tenax、1/3硅胶、1/3活性炭混合吸附剂或其他等效吸附剂，但必须满足相关的质量控制要求。5.毛细管柱：30m×0.25mm，1.4μm膜厚(6%腈丙苯基、94%二甲基聚硅氧烷固定液)；或使用其他等效性能的毛细管柱。6.气密性注射器：5mL。7.微量注射器：10μL、25μL、100μL、250μL和500μL。8.棕色玻璃瓶：2mL，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫和实芯螺旋盖。9.其它：一般实验室常用仪器和设备。本标准适用于地下水、地表水、生活污水和工业废水中9种酯类化合物(乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、乙酸异丙烯酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯)的测定。若通过验证本标准也可适用于其他挥发性有机物的测定。当样品量为5ml，用标准四极杆质谱进行全扫描分析时，目标物的方法检出限为1.2g/L -1.5g/L，测定下限为4.8g/L -6.0g/L ，见附录A。《土壤和沉积物 吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定 高效液相色谱法》本标准规定了测定土壤和沉积物中吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的高效液相色谱法。方法原理：土壤和沉积物样品用20mL甲醇(1:1甲醇和水溶液)振荡提取，经离心提取上清液后，用高效液相色谱分离，紫外DAD检测器检测，根据保留时间定性，外标法定量。仪器和设备：1.高效液相色谱仪：具紫外检测器或二极管阵列检测器。2.色谱柱：十八烷基硅烷键合硅胶柱(C18)，填料粒径5.0μm，柱长250 mm，内径4.6mm，或其他等效色谱柱。3.样品瓶：不小于 60 ml 具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶。4.振荡器：水平振荡器或翻转振荡器。5.恒温振荡器：温度精度为±2℃。6.天平：感量为 0.01 g。7.提取瓶：不小于40ml，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶。8.平底烧瓶：1000 ml，具塞平底玻璃烧瓶。9.离心机：转速≥3500r/min。本标准适用于土壤和沉积物中吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定。若通过验证本文件也可适用于其他吡啶、酰胺类物质的测定。当样品量为10g，定容体积为20mL时，目标物的方法检出限为、测定下限见附录A。《水质 吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定 高效液相色谱法》本标准规定了测定饮用水、地下水、地表水、工业废水及生活污水中吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的高效液相色谱法。方法原理：土壤和沉积物样品用20mL空白试剂水振荡提取，经离心提取上清液后，用高效液相色谱分离，紫外DAD检测器检测，根据保留时间定性，外标法定量。仪器和设备：1.高效液相色谱仪：具紫外检测器或二极管阵列检测器。2.色谱柱：十八烷基硅烷键合硅胶柱(C18)，填料粒径5.0μm，柱长250 mm，内径4.6mm，或其他等效色谱柱。3.样品瓶：500mL具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的棕色广口玻璃瓶。4.天平：精度为0.01g。5.平底烧瓶：1000 mL，具塞平底玻璃烧瓶。本标准适用于饮用水、地下水、地表水、工业废水及生活污水中吡啶、2-氯吡啶、丙烯酰胺、N,N二甲基甲酰胺的测定。若通过验证本文件也可适用于其他吡啶、酰胺类物质的测定。直接进样法，目标物的方法检出限为0.01mg/L，测定下限为0.04mg/L，见附录A 。《水质 22种挥发性有机物(VOCs)的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》本标准规定了测定土壤和沉积物中水质中22种挥发性有机物的吹扫捕集/气相色谱-质谱法。方法原理：样品中的挥发性有机物经高纯氦气(或氮气)吹扫富集于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气反吹，被热脱附出来的组分进入气相色谱并分离后，用质谱仪进行检测。通过与待测目标化合物保留时间和标准质谱图或特征离子相比较进行定性，内标法定量。仪器和设备：1.样品瓶：40 mL棕色玻璃瓶，具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖。2.气相色谱仪：具分流/不分流进样口，能对载气进行电子压力控制，可程序升温。3.质谱仪：具70eV的电子轰击(EI)电离源，每个色谱峰至少有6次扫描，推荐为7-10次扫描；产生的4-溴氟苯的质谱图必须满足表 1 的要求。具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。4.吹扫捕集装置：吹扫装置能直接连接到色谱部分，并能自动启动色谱，应带有5mL的吹扫管。捕集管使用1/3Tenax、1/3硅胶、1/3活性炭混合吸附剂或其他等效吸附剂，但必须满足相关的质量控制要求。5.毛细管柱：30m×0.25mm，1.4μm膜厚(6%腈丙苯基、94%二甲基聚硅氧烷固定液)；或使用其他等效性能的毛细管柱。6.气密性注射器：5mL。7.微量注射器：10μL、25μL、100μL、250μL和500μL。8.棕色玻璃瓶：2mL，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫和实芯螺旋盖。9.其它：一般实验室常用仪器和设备。本标准适用于地下水、地表水、生活污水和工业废水中22种挥发性有机物(二氯二氟甲烷、氯甲烷、氯乙烯、溴甲烷、氯乙烷、三氯氟甲烷、碘甲烷、二硫化碳、乙酸甲酯、甲基叔丁基醚、乙酸乙烯酯、2-丁酮、四氢呋喃、环己烷、乙酸异丙酯、乙酸丙酯、甲基异丁基酮、乙酸异丁酯、2-己酮、1,1,2-三氯丙烷、甲基丙烯酸丁酯、乙酸戊酯)的测定。若通过验证本标准也可适用于其他挥发性有机物的测定。当样品量为5mL，用标准四极杆质谱进行全扫描分析时，目标物的方法检出限为1.5-5.0g/L，测定下限为6.0g/L -20.0g/L，见附录A。《土壤和沉积物 13种挥发性有机物(VOCs)的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》本标准规定了测定土壤和沉积物中13种挥发性有机物的吹扫捕集/气相色谱-质谱法。方法原理：样品中的挥发性有机物经高纯氦气(或氮气)吹扫富集于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气反吹，被热脱附出来的组分进入气相色谱并分离后，用质谱仪进行检测。通过与待测目标物标准质谱图相比较和保留时间进行定性，内标法定量。仪器和设备：1.样品瓶：具聚四氟乙烯-硅胶衬垫螺旋盖的60mL棕色广口玻璃瓶(或大于60mL其他规格的玻璃瓶)、40mL棕色玻璃瓶和无色玻璃瓶。2.采样器：一次性聚四氟注射器或不锈钢专用采样器。3.气相色谱仪：具分流/不分流进样口，能对载气进行电子压力控制，可程序升温。4.质谱仪：电子轰击(EI)电离源，1s内能从35u扫描至270u；具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。5.吹扫捕集装置：吹扫装置能够加热样品至40℃，捕集管使用1/3Tenax、1/3硅胶、1/3活性炭混合吸附剂或其他等效吸附剂。若使用无自动进样器的吹扫捕集装置，其配备的吹扫管应至少能够盛放5g样品和10mL的水。6.毛细管柱：30m×0.25mm，1.4μm膜厚(6%腈丙苯基、94%二甲基聚硅氧烷固定液)；或使用其他等效性能的毛细管柱。7.天平：精度为0.01g。8.气密性注射器：5mL。9.微量注射器：10、25、100、250和500μL。10.棕色玻璃瓶：2mL，具聚四氟乙烯-硅胶衬垫和实芯螺旋盖。11.其他：一次性巴斯德玻璃吸液管、铁铲、药勺(聚四氟乙烯或不锈钢材质)及一般实验室常用仪器和设备。本标准适用于土壤和沉积物中13种挥发性有机物(乙酸甲酯、甲基叔丁基醚、乙酸乙烯酯、氯丁二烯、四氢呋喃、环己烷、乙酸异丙酯、乙酸丙酯、顺-1,3-二氯丙烯、乙酸异丁酯、反-1,3-二氯丙烯、乙酸戊酯、甲基丙烯酸丁酯)的测定。若通过验证本标准也可适用于其他挥发性有机物的测定。当样品量为5g，用标准四极杆质谱进行全扫描分析时，目标物的方法检出限为1.6 μg/kg -2.2μg/kg，测定下限为6.4 μg/kg -8.8μg/kg,见附录A。

技术特点 微波消解 干扰校正 内标法 近几年来，“舌尖上的安全”可以说是公众最为关注的话题。“镉大米”、重金属蔬菜等诸多食品安全事件让我们意识到，我们赖以生存的土壤已经受到污染，有害物质已经随着粮食、饮水被“端上”餐桌，危害人类的健康。 本文参照《GB 15618-2015土壤环境质量标准》中规定的土壤中重金属的限值要求，采用Expec 7000测定标准土壤（GSS-27）中14种金属元素含量，使用铑、铟、铼内标元素克服土壤样品基体效应，降低信号漂移；通过干扰校正方程校准多原子离子干扰；该方法简单、快速、重现性好、结果准确，适用于土壤样品痕量金属元素分析。样品前处理 准确称取一定量的标准土壤，标准号GSS-27，于于消解罐中，依次加入硝酸、 盐酸、氢氟酸混合，放置一定的时间，待反应平稳后加盖拧紧，放入消解盘中，按照设定的程序运行完毕后，取出冷却，使罐内压力降至常压，开盖，将消解罐中的溶液转移至聚四氟乙烯烧杯中， 160℃进行赶酸，定容，待测。仪器配置 仪器：Expec 7000电感耦合等离子体质谱仪； Expec 7000的仪器条件，分析参数：参 数设 置RF功率1450 w冷却气14 L/min辅助气0.95L/min雾化气1.05 L/min泵速30 rpm雾化室温度2℃采样深度3.68 mm扫描模式跳峰通道数3驻留时间10ms扫描次数10标准溶液配置 被测元素标准溶液配制梯度见表2。线性相关系数大于0.999。表2各元素的标准溶度配制梯度溶液编号元素名称标准溶液浓度(μ g/L)1铜、铬、锌、镍、钒、锰、钼、钡、钴、铊、锑、镉、铍、铅0、1、5、10、50、100、5002铑、铟、铼50 检出限 按样品空白连续11次测定的3倍SD得到该元素检出限，见表3；表3 被测元素的检出限元素检出限(μ g/kg)元素检出限(μ g/kg)9Be0.08266Zn0.07451V0.12198Mo0.01852Cr0.089114Cd0.00655Mn0.014123Sb0.08159Co0.042137Ba0.01460Ni0.046205Tl0.00163Cu0.022207Pb0.020方法精密度及准确度 采用Expec 7000测定6个平行样品，考察各元素的方法精密度，测定值与标准土壤的认证值对比，考察各元素的准确度，方法精密度和准确度结果见表4。表4 Expec 7000测定土壤金属元素方法精密度和准确度元素样品测定(μ g/g)样品认证值 (μ g/g)精密（N=6）9Be2.422.3± 0.15.38%51V132120± 61.88%52Cr85.392± 42.18%55Mn965956± 371.58%59Co20.219± 0.63.72%60Ni44.843± 21.89%63Cu57.354± 22.32%66Zn146127± 43.12%98Mo0.750.84± 0.114.42%114Cd0.620.59± 0.042.05%123Sb1.241.21± 0.045.43%137Ba447496± 152.76%205Tl0.730.67± 0.075.44%结论 本文采用Expec 7000测定标准土壤（GSS-27）中14种金属元素含量，元素检出限在0.04~3.72ug/kg之间，方法精密度 1.58% ~ 5.44%之间，测量结果与标准值较一致，准确度良好；结果表明该方法检出限低、重现性好、结果准确，适用于土壤样品痕量金属元素分析。

锶-90(90Sr)是铀和钚的裂变产物，是核泄漏的主要污染物之一。其半衰期为29 年，因此能够在环境中留存相当长的时间。90Sr 本身可以衰变为钇-90(90Y)，然后再衰变成稳定的锆-90(90Zr)。当生物体摄入90Sr 时，该元素在骨骼中积累并持续产生辐射，可能对生物体产生危害。因此，评估环境中的90Sr 污染对当地人类和环境健康问题至关重要。常规的90Sr 测定技术通常耗时长（数天）、成本高，并且效率较低，无法实现大量样品的分析，从而快速确定源于核反应堆的90Sr 污染程度。利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行分析能够解决上述问题，但同样存在巨大的挑战：90Sr 与锆(Zr)主要同位素的质量数相同（51.45% 高丰度），会造成质谱干扰；同时Zr 在正常环境样品例如土壤中的含量比90Sr 高约十二个数量级（Zr 含量在ppm 级，Sr 含量在sub-ppq 级）。必须克服上述挑战才能有效利用ICP-MS 测量土壤中的90Sr。样品在福岛第一核电站西北方向10 到20km 存在强辐射的区域内，在2cm 深的位置采集表层土样本（100-150g），并用塑料容器搜集、储存样本。样品前处理每个聚四氟乙烯微波消解罐中放一克干燥土壤，之后加入10mL 浓度为10% 的硝酸。按照表1 所示的微波消解程序进行消解，然后冷却至室温并保持20 分钟。之后将溶液转移至塑料离心管中，并以2500rpm 的转速进行10 分钟的离心操作。在进行ICP-MS 分析前，利用孔径为0.45μm 的滤膜过滤样品，留存上清液、去除沉淀物。可将同一采样地点采集的土壤样品同时消解和过滤后，将上清液混合在一起以增加总样品量。表1 微波消解程序由于90Sr 含量较低，所以采用珀金埃尔默FIAS 400 流动注射系统和50mm × 4.6 mm 色谱柱（Eicrhom Technology,Lisle,IL,USA，填料为锶离子选择性树脂，粒径50-100 μm）对Sr 富集并去除其他基体元素。先利用1.9 mL/min 的流速使样品流经色谱柱，然后以0.75mL/min 的流速将浓度为20% 的HNO3 泵入色谱柱，持续90 秒，以去除质谱柱中除Sr 之外质荷比为90 的全部其他同质异位素。最后，用流速为1.9 mL/min 的去离子水冲洗色谱柱90 秒，从而洗脱Sr。在去除基体和洗脱Sr 步骤之间，利用浓度为20% 的HNO3 冲洗整个系统（不包括色谱柱），以清洗阀门。FIAS流动注射系统经前处理后的样品溶液直接注入超声雾化器中，雾化后的气溶胶被导入珀金埃尔默ICP-MS 中，并利用氧气作为反应池气在DRC 模式下检测90Sr；仪器参数如表2 所示。每个样品的总分析时间是14.6 分钟，其中大部分时间主要用于预富集程序。表2 ICP-MS参数氧气反应消除干扰的原理Sr、Zr、Y 和氧气的反应速率常数如下所示： Sr+不能与氧气发生反应，而Zr+ 和Y+ 均可与氧气快速反应，这说明氧气可以将干扰物90Zr+ 和 90Y+ 从90Sr+中有效消除。虽然这些反应似乎可以解决干扰问题且无需进行基质分离，但土壤中90Zr 和90Sr 之间显著的含量差异（6.5-11 μg/g 的Zr 与ppq 含量的90Sr）构成了挑战：在反应池中用O2 除去所有90Zr+ 时，与O2 分子的碰撞会导致90Sr+动能损失。鉴于90Sr+ 含量极低，这种动能损失足以造成90Sr+灵敏度过低从而无法检测。为了克服这一问题，在前处理中特采用基质分离方法。然而，进一步研究表明，在基质分离步骤之后仍然存在显着的Zr 信号（分离之后色谱柱上仍有0.23% 的Zr 残留）。这此种低含量的Zr用氧气反应模式，则可以轻松去除，并且不会影响90Sr的灵敏度。因此，在预富集和基体分离之后利用反应池进行氧气反应去除干扰是最佳的解决方案。可用以下方程式将质量浓度转化为放射性： 表3 记录了从福岛核电站西北10 到20 公里处所取三个土壤样品的分析结果（均取四个测量值的平均值）。运用本文所述方法分离样品后进行分析，同时采用常规方法进行90Sr 测定。两种方法的结果在95% 的置信水平上显示一致。之所以结果出现了少许不吻合现象，是因为90Sr 在土壤中分布不均。表3 土壤中90Sr 分析结果此项研究证实了采用ICP-MS 方法测量土壤中90Sr 含量的有效性；由于土壤中90Sr 含量低、Zr 含量高，因而此项分析工作颇具挑战性。运用基质分离/ 预富集步骤，可将大部分基质元素去除并对90Sr 进行预富集。然而，此步骤后仍存在基质干扰，需用动态反应池进行反应模式消除干扰。与传统的90Sr 分析方法相比，本分析方法在分析效率上具有非常明显的优势。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。