【环境保护行业标准(HJ)】 土壤和沉积物 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

中华人民共和国国家环境保护标准HJ 77.4—2008
土壤和沉积物
二嗯英类的测定
同位素稀释高分瓣气相色谱-高分辨瓣质谱法Soil and sedimentDetermination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins（PCDDs）and polychlorinateddibenzofurans（PCDFs）IsotopedilutionHRGC-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wwW.bzxz.Net
2009-04-01实施
环境保护部发布
1适用范围.
2规范性引用文件
3术语和定义、符号和缩略语。
4方法原理.
5试剂和材料.
6仪器和设备.
7采样
8样品预处理.
9样品前处理.
10样品净化.
11仪器分析.
12数据处理
13报告.
14质量控制和质量保证.
15废物处理.
16注意事项.
附录A（规范性附录）二嗯英类分析流程图次
附录B（资料性附录）二嗯英类内标物质使用示例附录C（资料性附录）标准溶液浓度序列示例附录D（资料性附录）仪器设定条件示例附录E（资料性附录）报告格式示例H
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护环境，保障人民健康，规范土壤及沉积物中二嗯英类的测定方法，制定本标准。本标准规定了土壤及沉积物中二嗯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《多氯代二苯并二嗯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/T77-2001）的修订。自本标准实施之日起，替代HJ/T77-2001中土壤及沉积物样品测定部分。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为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。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。
土壤和沉积物二噁英类的测定
同位素稀释高分瓣气相色谱一高分瓣质谱法Soil and sediment Determination of polychlorinated dibenzo-p-dioxins（PCDDs）andpolychlorinateddibenzofurans（PCDFs）IsotopedilutionHRGC-HRMS
1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-位氯取代的二嗯英类以及四氯至八氯取代的多氯代二苯并-对-二嗯英（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本标准适用于全国区域土壤背景、农田土壤环境、建设项目土壤环境评价、土壤污染事故以及河流、湖泊与海洋沉积物的环境调查中的二嗯英类分析。1.3方法检出限取决于所使用的分析仪器的灵敏度、样品中的二嗯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，当土壤及沉积物取样量为100g时，本方法对2,3,7,8-T4CDD的最低检出限应低于0.05ng/kg2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。
GB8170
数值修约规则
GB17378.3海洋监测规范第3部分样品采集储存与运输GB17378.5海洋监测规范第5部分沉积物分析HJ/T166
土壤环境监测技术规范
3术语和定义、符号和缩略语
3.1术语和定义7
3.1.1二嗯英类polychlorinateddibenzodioxins（PCDDs）andpolychlorinateddibenzofurans（PCDFs）
多氯代二苯并-对-二嗯英（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嗯英类互为异构体。3.1.3同类物congener
二嗯英类所有化合物互为同类物。二嗯英类共有210种同类物。3.1.42,3,7,8-位氯代二嗯英类isomersubstitutedat23,7,8-positions所有2,3.7,8-位置被氯原子取代的二嗯英类同类物。包括7种四～八氯代二苯并-对-二嗯英类以及10种四～八氯代二苯并喃，共有17种见表1。表12,3,7,8-位氯代二嗯英类
异构体名称
2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二嗯英类1,23,7,8-五氯代二苯并-对-二嗯英类1,2,3.4,7,8-六氯代二苯并-对-二嗯英类1,2,3,6,7,8-六氯代二苯并-对-二嗯英类1,23,7,8,9-六氯代二苯并-对-二嗯英类1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并-对-二嗯英类八氯代二苯并-对-二嗯英类
2,3,7,8-四氯代二苯并呋喃
1,2,3,7,8-五氯代二苯并呋喃
2,3,4,7,8-五氯代二苯并呋哺
1,2,3,4,7,8-六氯代二苯并呋喃1,2,3,6,7,8-六氯代二苯并呋喃1,2,3,7,8,9-六氯代二苯并呋喃2,3,4,6,7,8-六氯代二苯并呋
1,2,3,4,6,7,8-七氯代二苯并呋喃1,2,3,4,7,8,9-七氯代二苯并呋喃八氯代二苯并呋喃
2,3,7,8-T4CDD
1,2,3,7,8-P,CDD
1,2,3,4,7,8-H,CDD
1,2,3,6,7,8-HCDD
1,2,3,7,8,9-HCDD
1,2,3,4,6,7,8-HCDD
2,3,7,8-T4CDF
1,2,3,7,8-P,CDF
2,3,4,7,8-PsCDF
1,2,3,4,7,8-HCDF
1,2,3,6,7,8-HCDF
1,2,3,7,8,9-H.CDF
2,3,4,6,7,8-H,CDF
1,2,3,4,6,7,8-H,CDF
1,2,3,4,7,8,9-H,CDF
3.1.5二嗯英类内标internal standardforPCDDs/PCDFsanalysis浓度已知的同位素（13C或37CI）标记的二嗯英类标准物质王烷（或癸烷、甲苯等）溶液，见表2。
3.1.6毒性当量因子toxicityequivalencyfactor（TEF）指各二嗯英类同类物与2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二嗯英对Ah受体的亲和性能之比。3.1.7毒性当量toxicequivalentquantity（TEQ）各二嗯英类同类物浓度折算为相当于2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二嗯英毒性的等价浓度，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。2
氯取代数
3.2符号和缩略语
表2可供选用的二嗯英类内标
13C12-1,2,3,4-T4CDD
13C12-2,3,7,8-T4CDD
37C14-2,3,7,8-T4CDD
13C12-1,2,3,7,8-P;CDD
13C12-1,2,3,4,7,8-HCDD
13C12-1,2,3,6,7,8-HCDD
13C12-1,2,3,7,8,9-HCDD
13C12-1,2,3,4,6,7,8-H,CDD
13C12-1,2,3,4,6,7,8,9-0:CDD
3.2.1 PCDDs polychlorinated dibenzo-p-dioxins多氯代二苯并-对-二英。有75种同类物。3.2.2PCDFspolychlorinated dibenzofurans多氯代二苯并呋喃。有135种同类物。3.2.3T,CDDstetrachlorodibenzo-p-dioxins四氯代二苯并-对-二嗯英。有22种异构体。3.2.4P:CDDspentachlorodibenzo-p-dioxins五氯代二苯并-对-二嗯英。有14种异构体。3.2.5 H.CDDs hexachlorodibenzo-p-dioxins六氯代二苯并-对-二嗯英。有10种异构体。3.2.6H,CDDsheptachlorodibenzo-p-dioxins七氯代二苯并-对-二嗯英。有2种异构体。3.2.7O:CDDoctachlorodibenzo-p-dioxin八氯代二苯并-对-二嗯英。有1种异构体。3.2.8T,CDFstetrachlorodibenzofurans四氯代二苯并呋喃。有38种异构体。3.2.9P,CDFspentachlorodibenzofurans3
13C12-2,3,7,8-T4CDF
13C12-1,2,7,8-T4CDF
13C12-1,2,3,7,8-P;CDF
13C12-2,3,4,7,8-P;CDF
13C12-1,2,3,4,7,8-H,CDF
13C12-1,2,3,6,7,8-H,CDF
13C12-1,2,3,7,8,9-H,CDF
13C12-2,3,4,6,7,8-HCDF
13C12-1,2,3,4,6,7,8-H,CDF
13C12-1,2,3,4,7,8,9-H,CDF
13C12-1,2,3,4,6,7,8,9-0;CDF
五氯代二苯并喃。有28种异构体。3.2.10H.CDFshexachlorodibenzofurans六氯代二苯并呋喃。有16种异构体。3.2.11H,CDFsheptachlorodibenzofurans七氯代二苯并呋喃。有4种异构体。3.2.12OgCDFoctachlorodibenzofuran八氯代二苯并喃。有1种异构体。3.2.13RRFrelativeresponsefactor相对响应因子。
3.2.14HRGhigh-resolutiongaschromatography高分辨气相色谱法。
3.2.15HRMshigh-resolutionmassspectrometry高分辨质谱法。
3.2.16 HRGC - HRMS
high-resolutiongaschromatographyandhigh-resolutionmassspectrometry
高分辨气相色谱一高分辨质谱联用法。3.2.17PFKperfluorokerosene
全氟代煤油。
3.2.18SIMselective ionmonitoring选择离子检测。
3.2.19EIelectronimpactionization电子轰击离子化。
3.2.20S/NSignal/Noiseratio
信噪比。
3.2.21PCBspolychlorinatedbiphenyls多氯联苯。
4方法原理
本方法采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法测定土壤及沉积物中的二嗯英类，规定了土壤及沉积物中二嗯英类的采样、样品处理及仪器分析等过程的操作步骤以及整个分析过程的质量管理措施。按相应采样规范采集样品并干燥。加入提取内标后使用盐酸处理。分别对盐酸处理液和盐酸处理后样品进行液液萃取和索氏提取，萃取液和提取液溶剂置4
换为正已烷后合并，进行净化、分离及浓缩操作。加入进样内标后使用高分辨色谱-高分辨质谱法（HRGC-HRMS）进行定性和定量分析，见附录A“二嗯英类分析流程图”。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倍不得检出二嗯英类。5.1甲醇
5.2丙酮
5.3甲苯
5.4正已烷
5.5二氯甲烷
5.6王烷或癸烷
5.7水：用正已烷(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%二氯甲烷一正已烷溶液：二氯甲烷（5.5）与正已烷（5.4）以体积比1:3混合5.9提取内标：二嗯英类内标物质(溶液)，一般选择13C标记或3/CI标记化合物作为提取内标，参见附录B，每样品添加量一般为：四氯-七氯取代化合物0.4ng～2.0ng，八氯取代化合物0.8ng～4.0ng，并且以不超过定量线性范围为宜。5.10进样内标：二嗯英类内标物质(溶液)，一般选择13c标记或3/CI标记化合物作为进样内标，参见附录B，每样品添加量为0.4ng2.0ng。5.11标准溶液：指以王烷(或癸烷、甲苯等)为溶剂配制的二嗯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一HRMS的定量线性范围，包括5种浓度梯度，参见附录C。5.12盐酸：优级纯。
5.13浓硫酸：优级纯。
5.14无水硫酸钠：分析纯以上，在380°C温度下处理4h，密封保存5.15氢氧化钾：优级纯。
5.16硝酸银：优级纯。
5.17硅胶：层析填充柱用硅胶（0.063mm~0.212mm，70目~230目），在烧杯中用甲醇(5.1）洗净，甲醇挥发完全后，在蒸发血中摊开，厚度小于10mm。130°C下干燥18h，然后放入干燥器冷却30min，装入试剂瓶中密封，保存在干燥器中。5
5.182%氢氧化钾硅胶：取硅胶(5.18)98g，加入用氢氧化钾(5.16)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°℃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，保存在干燥器内中。
5.1922%硫酸硅胶：取硅胶(5.18)78g，加入浓硫酸(5.14)22g，充分震荡后变成粉末状。将所制成的硅胶装入试剂瓶密封，保存在干燥器中。5.2044%硫酸硅胶：取硅胶(5.18)56g，加入浓硫酸(5.14)44g，充分震荡后变成粉末状。将所制成的硅胶装入试剂瓶密封，保存在干燥器中。5.2110%硝酸银硅胶：取硅胶(5.18)90g，加入用硝酸银(5.17)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。5.22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，或者在培养血中铺成厚度小于5mm的薄层，在500°C下处理8h，活化后的氧化铝在干燥器内冷却30min后，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。5.23活性炭或活性炭硅胶：
活性炭可选用下述二种配制方法，或使用市售活性炭硅胶成品。5.23.1CarbopackC/Celite545（18%)。混合9.0g的CarbopackC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。
5.23.2AX-21/Celite545（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250mL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。
5.24石英棉：使用前在200摄氏度下处理2h，密封保存。以上材料均可选择符合二嗯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
6.2.1采样工具：应符合HJ/T166及GB17378.3的要求，并使用对二嗯英类无吸附作用的不锈钢或铝合金材质器具。
6.2.2样品容器：应符合HJ/T166及GB17378.3的要求，并使用对二嗯英类无吸附作用的不锈钢或玻璃材质可密封器具。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)、正已烷(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、氮吹仪以及K-D浓缩装置等。6.2.3填充柱：内径8mm~15mm，长200mm~300mm的玻璃填充柱管。6.3分析仪器
使用高分辨毛细管柱气相色谱-高分辨质谱法(HRGC-HRMS)对二嗯英类进行分析。6.3.1高分辨毛细管柱气相色谱；应满足11.1.1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。也可便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°C～350C温度区间内进行调节。6.3.1.3毛细管色谱柱：内径0.10mm~0.32mm，膜厚0.10μm~0.25um，柱长25m~60m可对2,3,7,8-位氯代二嗯英类化合物进行良好的分离，并能判明这些化合物的色谱峰流出顺序。
6.3.1.4载气：高纯氨气，99.999%。6.3.2高分辨质谱仪：应为双聚焦磁质谱，满足11.1.2的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，电子轰击电压可在25V～70V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-O:CDF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制定采样方案
在实施土壤或沉积物采样之前，应制定采样方案，采样方案包括采样目的和要求、采样程序、安全和质量保证、采样记录等。必要时对现场进行事前调查。7.2采样方法
土壤样品采集参照HJ/T166执行，沉积物样品采集参照GB17378.3执行采样人员应熟悉上述标准中关于士壤样品及沉积物采样的技术要求。采样工具应保持清洁，采样前应使用水和有机溶剂清洗，避免采集的样品间的交叉污染。采样时应记录样品的名称、来源、采样量、保存状况、采样点位、采样日期、采样人员等信息。采样人员应及时填写采样记录或采样报告。样品应尽快送至实验室进行样品制备和样品分析。8
样品预处理
8.1样品的风干及筛分
土壤及沉积物样品风干及筛分参照HJ/T166及GB17378.5相关部分进行操作。采集样品风干及筛分时应避免日光直接照射及样品间的交叉污染8.2含水率的测定
称取5g以上的土壤及沉积物样品，105°C～110°C烘2小时后放在干燥器中冷却至室温，称重。使用下式计算含水率（w，%）。干燥前样品重量-干燥后样品重量×100%W=
干燥前样品重量
9样品前处理
9.1添加提取内标
在样品处理之前添加0.5ng～2.0ng提取内标。如果样品提取液需要分割使用（如样品中二嗯英类预期浓度过高需要加以控制或者需要预留保存样），则提取内标添加量应适当增加。9.2盐酸处理
称取一定量样品，用2mol/L的盐酸处理。盐酸的用量为每1g样品至少加20mmolHCl。搅拌样品，使其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。用布氏漏斗过滤盐酸处理液，并用水充分冲洗滤筒，再用少量甲醇（或丙酮）淋洗去除滤筒及样品中的水分，将冲洗好的滤筒放入烧杯中转移至洁净的干燥器中充分干燥。9.3样品提取
9.3.1液液萃取
将样品前处理的处理液（9.2）合并，按照每1L盐酸处理液使用100mL二氯甲烷的比例进行震荡萃取，重复3次，萃取液使用无水硫酸钠脱水干燥。9.3.2样品提取
滤筒及样品充分干燥后以甲苯为溶剂进行索氏提取，提取时间应在16h以上。将9.3.1和9.3.2各部分萃取液和提取液溶剂置换为正已烷后合并。若样品中不含碳状物，可以省略盐酸处理，直接进行提取操作。实验室可以通过分析有证参考物质或参加国际能力验证的方法对快速溶剂萃取等其他提取方法的使用进行评估9.4提取液的分割
可根据样品中二嗯英类预期浓度的高低分取25%～100%(整数比例)的提取液作为样品储备液，样品储备液应转移至棕色密封储液瓶中冷藏贮存。10样品净化
样品净化可以选择硫酸处理-硅胶柱净化（10.1）或多层硅胶柱净化（10.2）方法。对干扰物的分离净化可以选择氧化铝柱净化(10.3)或活性炭硅胶柱净化(10.4)方法10.1硫酸处理-硅胶柱净化
10.1.1将样品溶液浓缩至1mL~2mL。10.1.2将浓缩液用50mL～150mL正已烷洗入分液漏斗，每次加入适量（10mL～20mL）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1～3次，直到硫酸层的颜色变浅或无色为止。10.1.3正已烷层每次加入适量的水洗涤，重复洗至中性。正已烷层经无水硫酸钠脱水后，浓缩至1mL～2mL。
10.1.4层析填充柱底部垫一小团石英棉，用10mL正已烷冲洗内壁。在烧杯中加入3g硅胶和10mL正已烷，用玻璃棒缓缓搅动赶掉气泡，倒入层析填充柱，让正已烷流出，待硅胶层稳定后，再充填约10mm厚的无水硫酸钠，用正已烷冲洗管壁上的硫酸钠粉末。10.1.5用50mL正已烷淋洗硅胶柱，然后将浓缩液定量转移到硅胶柱上。用150mL正已烷淋洗，调节淋洗速度约为2.5mL/min(大约1滴/s)。10.1.6洗出液浓缩至1mL～2mL。10.2多层硅胶柱净化
10.2.1在层析填充柱底部垫一小团石英棉，用10mL正已烷冲洗内壁。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9
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