《水质 烷汞的测定 液相色谱-原子荧光串联法》

1、（送审稿）水质烷基汞的测定液相色谱-原子荧光串联法标准编制组2012年10月TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 1项目背景1 HYPERLINK l bookmark2 1.1任务来源1 HYPERLINK l bookmark4 1.2工作过程1 HYPERLINK l bookmark6 2标准制修订的必要性分析1 HYPERLINK l bookmark8 2.1烷基汞的环境危害1 HYPERLINK l bookmark10 2.2相关环保标准和环保工作的需要12.3新建标准方法的优势1 HYPERLINK l bookmark12 3国内相关分析方

2、法实施情况与存在问题2 HYPERLINK l bookmark14 4标准制订的基本原则和技术路线2 HYPERLINK l bookmark16 4.1标准制订的基本原则2 HYPERLINK l bookmark18 4.2标准的适用范围和主要技术内容2 HYPERLINK l bookmark20 4.3标准制订的技术路线3 HYPERLINK l bookmark22 5方法研究扌报告3 HYPERLINK l bookmark24 5.1方法研究的目的3 HYPERLINK l bookmark26 5.2方法原理3 HYPERLINK l bookmark28 5.3试剂和材料4

3、 HYPERLINK l bookmark30 5.4仪器和设备5 HYPERLINK l bookmark32 5.5样品6 HYPERLINK l bookmark34 5.6分析步骤及有关条件的选择7 HYPERLINK l bookmark36 5.7结果计算10 HYPERLINK l bookmark38 5.8方法检出限、测定下限及测定上限10 HYPERLINK l bookmark40 5.9精密度和准确度11 HYPERLINK l bookmark42 6质量保证和质量控制15 HYPERLINK l bookmark44 7参考文献151项目背景1.1任务来源本检验方法

4、标准的制定工作，是按照陕西省质量技术监督局陕质监标【2011】第6号文关于下达2011年第一批地方标准修制订计划的通知规定起草的，由陕西省环境监测中心站负责制定，项目计划编号为23。1.2工作过程标准项目任务下达后，陕西省环境监测中心站立即成立了标准编制组。标准编制组在查阅国内外相关文献、标准的基础上,完成了开题报告及编制实施方案。根据现有标准、国内外相关资料及相关意见完成标准草稿的编制，按照制定方法验证试验方案对标准草稿进行试验的准备、试验及对试验结果进行分析，通过试验验证，完成标准征求意见稿和编制说明的撰写。2标准制订的必要性2.1烷基汞的危害甲基汞(Methylmercury)和乙基汞(

5、Ethylmercury)均属于有机汞。有机汞系亲脂性毒物，主要侵犯神经系统，可通过呼吸道、肠胃及皮肤吸收，它与无机汞不同，经肠道吸收率很高。无论任何途径入侵，均可发生口腔炎；口服可引起急性胃肠炎；神经精神症状有神经衰弱综合症，精神障碍、谵妄、瘫痪、震颤、共济失调、向心性视野缩小等；可发生肾脏损害，重者可致急性肾功能衰竭。此外尚可致心脏、肝脏及皮肤损害1因此，水质中甲基汞和乙基汞的检验对提高环境质量、保障人民身体健康具有非常重要的意义。2.2相关环保标准和环保工作的需要国家环保总局颁布的地表水环境质量标准(GB3838-2002)中规定，地表水(水源水)中甲基汞的的最高容许浓度为1.0ng/L

6、。因此，建立快速、灵敏的水中烷基汞的检测分析方法，对了解水环境的质量，保护水质环境安全，保障公众饮水安全，对人群健康的影响具有重要的意义。23新建标准方法的优势前处理采用全自动固相柱吸附法，明显优于气相色谱法人工填充巯基棉富集法，从而确保测定结果良好的精密度和准确度。方法简便环保。与气相色谱法(GB/T14204-93)比较操作简便，省去了有机物富集步骤，所用试剂低毒。方法操作简便，便于分析人员掌握。3国内相关分析方法实施情况与存在问题我国标准法测定水中的烷基汞采用巯基棉富集-气相色谱法。样品中若含有含硫有机物(硫醇、硫醚吧、噻吩等)均可被富集萃取，在分析过程中会积存在色谱柱内，使柱分离效率下

7、降，干扰烷基汞的测定，因此要定期往色谱柱内注入二氯化汞饱和苯溶液对色谱柱进行“钝化”，恢复分析效率。高效液相色谱-原子荧光法测定水质中的烷基汞，采用的是二氯甲烷萃取，半胱氨酸-乙酸铵溶液反萃取后测定。此法使用较多的有机溶剂，易造成二次污染，对操作人员亦有损害1。采用HPLC-ICP-MS法测定水中的甲基汞、乙基汞和无机汞3，此法仅用0.22mm醋酸纤维膜对水样过滤后，即可进行测定。此法前处理简单，具有较高的灵敏度，测定快速，可同时给出三种形态汞浓度的定量值，但仪器昂贵，普及性还有待提高。因此，本方法采用C固相萃取柱处理水样，优于气相色谱法人工填充巯基18棉富集法，用液相色谱-原子荧光串联可同时

8、检测水质中的甲基汞和乙基汞，是一种前处理简单，灵敏、简便、准确及快速测定水质中甲基汞和乙基汞含量的方法。4标准制订的基本原则和技术路线4.1标准制订的基本原则方法的检出限和测定范围满足相关环保标准和环保工作的要求。方法准确可靠、满足各项方法特性指标的要求。方法具有普遍适用性，易于推广使用。标准的格式按照环境监测分析方法标准制修订技术导则(HJ168-2010)、标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写(GB/T1.1-2009)的要求制定。4.2标准的适用范围和主要技术内容本标准适用于饮用水和地表水中烷基汞(甲基汞、乙基汞)的测定。本标准采用液相色谱-原子荧光串联法，侧重仪器分析条件的建立以及

9、质量保证和质量控制，同时兼顾便捷、准确的可操作性。4.3标准制订的技术路线本标准的制订是在查阅国内外相关文献的基础上，编制标准草稿，进行试验的准备、开展试验及对试验结果进行分析，通过标准验证试验，完成标准征求意见稿的修订工作。通过在全省进行标准征求意见稿的意见征求、汇总、修订，完成标准送审稿的编制。通过在标准送审稿的会议评审，完成标准报批稿的编制。技术路线图见图1。图1技术路线5方法研究报告5.1方法研究目的本标准适用于饮用水和地表水中烷基汞的测定。建立灵敏度高、简便、快速、具有良好精密度和准确度的饮用水和地表水中烷基汞的监测分析方法。5.2方法原理本方法采用固相萃取小柱进行水样前处理，用液相

10、色谱-原子荧光串联检测水质中的烷基汞。样品中的烷基汞通过C色谱柱，由于C柱对甲基汞和乙基汞的1818吸附能力不同，流动相将甲基汞和乙基汞依次洗脱，洗脱的溶液首先和氧化剂混合，再和空气混合，通过紫外光照射，将有机汞氧化成无机汞，最后混合还原剂和盐酸发生氢化反应，进入原子化器，与原子荧光联用进行测定。5.3试剂和材料5.3.1载气氩气：99.99%5.3.2除非另有说明，所用试剂均为分析纯，水为二次去离子水；液相色谱流动相所用试剂均为色谱纯，并经过0.45口m滤膜过滤。0.45口m次性四氟乙烯(PTFE)微孔滤膜，水系5.3.4固相萃取小柱AgilentSAMPLIQC18固相萃取小柱乙腈：HPL

11、C级。甲醇：HPLC级。5.3.7盐酸：优级纯。5.3.8乙酸铵：分析纯。5.3.9L-半胱氨酸：生物纯。5.3.10氢氧化钾(KOH):分析纯。5.3.11硼氢化钾(KBH):分析纯。45.3.12过硫酸钾(KSO):分析纯。2285.3.13硫脲：分析纯。5.3.14二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC):分析纯。5%乙腈（v/v）+0.462%乙酸铵+0.12%L-半胱氨酸：准确量取50mL乙腈（5.3.5）,0.462g乙酸铵（5.3.8）,0.12L-半胱氨酸（5.3.9）至1L容量瓶中，加水至刻度，混匀。经溶剂过滤器过滤后，放在超声波清洗器中超声20min,除去气泡；0.5%氢氧化钾+

12、1.5%硼氢化钾：先称取5.0g氢氧化钾（5.3.110）溶于少量水中，再称取15.0g硼氢化钾（5.3.11）溶解于水中，混匀，用水稀释至1L,存放于聚乙烯瓶中。0.5%氢氧化钾+1%过硫酸钾：称取5.0g氢氧化钾（5.3.10）和10g过硫酸钾（5.3.12）溶解于水中，用水稀释至1L，存放于聚乙烯瓶中。0.05%二乙基二硫代氨基甲酸钠：称取0.05g二乙基二硫代氨基甲酸钠（5.3.14）溶解于水中，用水稀释至100mL。5%硫脲+0.5%盐酸+1%乙腈：称取5.0g硫脲（5.3.13），移取0.5mL盐酸（5.3.7）和1.0mL乙腈（5.3.5）溶解于水中，用水稀释至100mL。10%

13、甲醇：移取100.0mL甲醇（5.3.6）至1L容量瓶中，加水至刻度，摇匀备用。5.3.21标准贮备液：甲基汞浓度为86.23.3口g/g（中国计量科学研究院），甲醇为溶剂；乙基汞浓度为64.72.4ug/g（中国计量科学研究院），甲醇为溶剂。5.3.22标准使用液：分别取甲基汞和乙基汞浓标各1.00ml至1000容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度，配制成甲基汞为68ug/L，乙基汞为51ug/L的混合标准溶液，保存于4C冰箱备用。5.4仪器和设备SAP10形态分析预处理装置（北京吉天仪器有限公司）；AFS-830型原子荧光光谱仪（北京吉天仪器有限公司）；5.4.3超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司

14、）；5.4.4超纯水制备仪（美国Millipore公司）。5.4.5仪器条件5.4.5.1形态分析预处理装置条件泵速：60转/分；紫外灯（UV）：开；5.4.5.1.3液体进样流程：氧化剂-空气-过紫外灯-还原剂-载流。色谱柱：C柱150X4.6mm（i.d）,5口m；18流速：ImL/min；进样体积：100口L。5.4.5.2原子荧光条件5.4.5.2.1总电流：30mA；负高压：280V；载气流速：300mL/min；屏蔽气流速：600mL/min。氧化剂：0.5%氢氧化钾+1%过硫酸钾（5.3.17）还原剂：0.5%氢氧化钾+1.5%硼氢化钾（5.3.16）流动相：5%乙腈+0.462

15、%乙酸铵+0.12%半胱氨酸（5.3.15）载流：7%盐酸（5.3.7）清洗液：10%甲醇（5.3.20）5.5样品5.5.1样品采集及保存样品采集在塑料瓶中，水样在25C条件下贮存。注：取样、制样及保存过程中应防止样品受到污染或发生残留物含量的变化。5.5.2样品制备首先用5mL的洗脱液和5mL的水活化SPE的C小柱，再用2mL改性液过柱，再用184mL水冲洗，然后过500mL的水溶液样品富集，最后用2mL洗脱液洗脱SPE小柱于进样小瓶里，密封保存于4C冰箱备用。5.5.2.1洗脱液及改性液的选择A洗脱液用量的选择分别用表5-1中不同条件下的洗脱液对富集的目标物进行洗脱，结果发现，随着洗脱液

16、中各物质浓度的增加回收率越高，当洗脱液各物质浓度的用量达到第2个条件时，回收率达到最高，且相差不大，本实验洗脱剂用量选择为第2个条件。表5-1洗脱液中各组分含量序号硫脲含量盐酸含量乙腈含量11%0.2%0.5%25%0.5%1%37%1%2%B改性液的选择分别用表5-2中不同条件下的改性液对富集的目标物进行洗脱，结果发现,改性液中二乙基二硫代氨基甲酸钠浓度为0.05%的回收率最高，本实验改性液用量选择为0.05%二乙基二硫代氨基甲酸钠。表5-2改性液含量序号改性液1不用20.05%二乙基二硫代氨基甲酸钠30.1%二乙基二硫代氨基甲酸钠5.6分析步骤及有关条件的选择5.6.1流动相、载流、氧化剂

17、、还原剂条件选择分别使用表5-3至表5-6中不同浓度的流动相、载流、氧化剂、还原剂进行样品分析，结果表明：流动相为5%乙腈+0.462%乙酸铵+0.12%半胱氨酸，氧化剂为0.5%氢氧化钾+1%过硫酸钾，还原剂为0.5%氢氧化钾+1.5%硼氢化钾，载流为7%盐酸时，样品中甲基汞、乙基汞的分离效果好，灵敏度高。表5-3流动相各组分含量的组成序号乙腈含量乙酸铵含量L-半胱氨酸含量11%50Mm/L5Mm/L25%60Mm/L10Mm/L37%70Mm/L15Mm/L表5-4载流中盐酸含量序号盐酸含量15%27%310%表5-5氧化剂各组分含量的组成序号氢氧化钾含量过硫酸钾含量10.2%0.5%20

18、.5%1.0%31.0%2.0%表5-6还原剂各组分含量的组成序号氢氧化钾含量硼氢化钾钾含量10.2%0.5%20.5%1.0%31.0%2.0%5.6.2标准曲线的绘制分别准确吸取标准使用液0.00、1.00、2.00、4.00、8.00mL于容量瓶中，用水定容至100mL，另外，吸取2.00ml的标准贮备液定容至10ml，配制成甲基汞浓度分别为0.00、0.68、1.36、2.72、5.44、13.6口g/L，乙基汞浓度分别为0.00、0.51、1.02、2.04、4.08、10.2ug/L的混合标准溶液，分别吸取100口L上述混合标准系列溶液按5.4.5的仪器条件直接上机测定，以峰面积对

19、浓度(ug/L)作线性回归分析，回归方程见表5-7、表5-8,标准曲线见图2、图3。表5-7甲基汞标准曲线测定编号123456浓度(ug/L)0.000.681.362.725.4413.6峰面积01729786422852774134911725462242623862线性方程Y=3157942.0841X-318122.2671线性相关系数r=0.9996表5-8乙基汞标准曲线测定编号123456浓度（ug/L）0.000.511.022.044.0810.2峰面积01403527280117959512911179434531316754线性方程Y=3077508.5518X-27773

20、8.3083线性相关系数r=0.99975.6.3空白试验用水代替水样，按与样品相同的步骤进行前处理和测定。5.6.4样品分析吸取100UL经5.5.2预处理的样品按5.4.5的仪器条件直接上机测定。5.7结果计算采用外标标准曲线定量。将峰面积代入标准曲线(y=ax+b),计算浓缩定容后的浓度C,再根据水样的体积计算原样中的浓度。C=(y-b)/(aXV)XV0式中：C水样中甲基汞或乙基汞的浓度(口g/L)；y目标物质吸收峰面积；a一标准曲线斜率；b标准曲线截距；V水样体积(mL)；V水样浓缩后体积(mL)。05.8方法检出限、测定下限及测定上限5.8.1方法检出限按照环境监测分析方法标准制修

21、订技术导则(H168-2010)要求，方法分别测定空白加标甲基汞浓度为2.72ng/L,乙基汞浓度为2.04ng/L的水样7份，剔除离群值后将各自的7次测定结果计算其标准偏差S,此时检出限MDL=SX3.143。具体数据及结果见表5-9和表5-10。表5-9甲基汞检出限测定数据平行号2.72ng/L12.9122.9532.63测定结果(ng/L)42.6652.4662.6672.88平均值X2.74标准偏差S0.18检出限(ng/L)0.56表5-10乙基汞检出限测定数据平行号2.04ng/L12.1121.9932.01测定结果(ng/L)41.4151.6461.5171.90平均值X

22、1.80标准偏差S0.27检出限(ng/L)0.855.8.2测定下限参照环境监测分析方法标准制修订技术导则町168-2010，以4倍方法检出限确定为本方法目标物的测定下限，所以，甲基汞的测定下限是2.24ng/L,乙基汞的测定下限是3.40ng/L。5.8.3测定上限测定上限为标准曲线最高点换算为水样后所对应的浓度，所以，甲基汞的测定上限为54.4ng/L，乙基汞的测定上限为40.8ng/L。5.9精密度和准确度5.9.1室内精密度测定对甲基汞浓度为5.44口g/L和乙基汞浓度为4.08口g/L的标准溶液分别进行6次测定，相对标准偏差分别为1.6%,2.6%,具体精密度测定结果见表5-11，

23、表5-12。表5-11甲基汞标准溶液测定结果浓度(ug/L)测定值(ug/L)均值(ug/L)标准偏差S相对标准偏差RSD(%)5.444.864.800.0751.6%4.734.774.824.904.71表5-12乙基汞标准溶液测定结果浓度(ug/L)测定值(卩g/L)均值(卩g/L)标准偏差S相对标准偏差RSD(%)4.083.893.730.0962.6%3.803.723.633.663.705.9.2室内准确度测定水样1和水样2分别为500mL饮用水和地表水中，分别对其进行6次加标回收率测定，甲基汞加标回收率在77.2.0%-102.6%之间，乙基汞加标回收率在77.1%-96.

24、5%之间，具体测定结果见表5-13、表5-14。表15-13甲基汞实际样品测试数据样品名称取样体积(mL)测定次数样品含量(ng/L)标准加入量(ng)加标后浓度(ng/L)测定值(ng/L)回收率(%)水样1500mL10.56ND4.08.06.1877.220.56ND4.08.06.2177.630.56ND4.08.06.4780.940.56ND4.08.07.0788.450.56ND4.08.06.9086.260.56ND4.08.06.6983.6X6.59SD0.36RSD(%)5.5续表15-13甲基汞实际样品测试数据样品名称取样体积(mL)测定次数样品含量(ng/L)

25、标准加入量(ng)加标后浓度(ng/L)测定值(ng/L)回收率(%)水样2500mL10.56ND10.020.019.9099.520.56ND10.020.018.6293.130.56ND10.020.019.1395.640.56ND10.020.020.53102.650.56ND10.020.019.6998.560.56ND10.020.020.7598.8X20.77SD0.72RSD(%)4.3表5-14乙基汞实际样品测试数据样品名称取样体积(mL)测定次数样品含量(ng/L)标准加入量(ng)加标后浓度(ng/L)测定值(ng/L)回收率(%)水样1500mL10.85N

26、D4.08.06.9386.720.85ND4.08.06.8685.730.85ND4.08.07.3692.040.85ND4.08.07.4993.650.85ND4.08.07.5994.960.85ND4.08.07.7296.5X7.33SD0.35RSD(%)4.8续表5-14乙基汞实际样品测试数据样品名称取样体积(mL)测定次数样品含量(ng/L)标准加入量(ng)加标后浓度(ng/L)测定值(ng/L)回收率(%)水样2500mL10.85ND10.020.015.4277.120.85ND10.020.016.6683.330.85ND10.020.016.8284.140

27、.85ND10.020.016.2181.050.85ND10.020.016.7883.960.85ND10.020.017.2186.0X16.52SD0.62RSD(%)3.85.8.6实验室间验证试验精密度测定在饮用水和地表水中分别加入一定量甲基汞和乙基汞标准液而制得水样1和水样2,由6个实验室分别对其进行6次测定，水样1实验室内甲基汞和乙基汞相对标准偏差为：5.5%-8.6%、4.8%-8.4%；实验室间甲基汞和乙基汞相对标准偏差为：1.7%、14.7%,重复性限甲基汞和乙基汞为：1.26mg/L、1.06mg/L，再现性限甲基汞和乙基汞为：3.46mg/L、1.78mg/L。水样2实验室内甲基汞和乙基汞相对标准偏差为：3.0%-11.3%、3.3%-7.8%