使用GCMS 快速分析土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物的方法

盧思捷

廣東匯錦檢測技術(shù)有限公司，廣東 東莞 523900

目前，實(shí)驗(yàn)室使用HJ 834 的方法分析土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物所需的時(shí)間要63min，儀器的長時(shí)間分析致使實(shí)驗(yàn)室每天完成的工作量十分有限；實(shí)驗(yàn)室可能需要增購GCMS 才能應(yīng)付大批量土壤的樣品，這就增加了檢測公司的負(fù)擔(dān)。

通常新的快速分析方法都需要新型的儀器或增加輔助配件，如果能在實(shí)驗(yàn)室原有的設(shè)備上提高分析效率，就會更快落實(shí)到日常檢測中，更受實(shí)驗(yàn)室的歡迎。此次試驗(yàn)使用舊款的島津GCMS-QP 2010，配合常規(guī)使用的30m 的Rxi-5Sil MS 色譜柱，通過設(shè)置快速的升溫程序、合適的流量和更快的掃描速度，整個(gè)分析時(shí)間為18min。

該方法無須額外增加配件和設(shè)備，同時(shí)顯著提高了實(shí)驗(yàn)室的效率，適合大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室使用，值得推廣使用。

1 試驗(yàn)原理

通過GC 柱溫箱快速升溫程序，配合適當(dāng)?shù)牧髁颗c壓力，加快了組分到檢測器時(shí)間，配合MS 端高靈敏度和快速的掃描，顯著縮短分析的運(yùn)行時(shí)間。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1 儀器和試劑

氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀：GCMS-QP2010，Shimadzu。色譜柱型號為Rxi-5Sil MS，規(guī)格為30m，內(nèi)徑0.25mm，膜厚0.25μm，廠家為Shimadzu。

64 種半揮發(fā)有機(jī)物。生產(chǎn)單位為壇墨質(zhì)檢；濃度為1000μg/mL、溶劑為二氯甲烷，64 種半揮發(fā)性有機(jī)物中的部分名稱見表1。

內(nèi)標(biāo)物。生產(chǎn)單位為壇墨質(zhì)檢；濃度為4000μg/mL、溶劑為二氯甲烷，包括1,4-二氯苯-D4、萘-D8、苊-D10、菲-D10、屈-D12、苝-D12。

替代物。生產(chǎn)單位為壇墨質(zhì)檢；濃度為1000μg/mL、溶劑為二氯甲烷/丙酮（1 ∶1），包括2-氟酚、苯酚-D6、硝基苯-D5、2-氟聯(lián)苯、2,4,6-三溴苯酚、4,4'-三聯(lián)苯-D14。

2.2 儀器條件設(shè)置

（1）GC 條件設(shè)置。進(jìn)樣口溫度為295℃，線速度為45cm/s，總流量為19.7mL/min，色譜柱流量為1.52mL/min，分流比為10 ∶1，升溫程序?yàn)?0℃保持1.5min，以20℃/min升溫速度升到320℃，保持4.5min。

（2）MS 條件設(shè)置。離子源為EI 源，210℃，溶劑延遲時(shí)間為1.75 min，掃描方式為SCAN，35 ～500amu，掃描速度為3333amu/s。

3 試驗(yàn)過程與方法

3.1 定性

配制1ug/L，5ug/L，10ug/L，20ug/L，50ug/L 的64 種半揮發(fā)性有機(jī)物和6 種替代物，內(nèi)標(biāo)物濃度40ug/L，定容到1mL。按照儀器條件（2.2.2）設(shè)置，先進(jìn)50ug/L 的標(biāo)液，進(jìn)行定性工作。

通過樣品中目標(biāo)物與標(biāo)準(zhǔn)系列總目標(biāo)物的保留時(shí)間、質(zhì)譜圖、碎片離子質(zhì)荷比及其豐度等信息比較，對目標(biāo)物進(jìn)行定性分析，得到各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)譜圖。

3.2 建立曲線

在對目標(biāo)物定性判斷的基礎(chǔ)上，按標(biāo)液濃度從低到高進(jìn)樣，采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，得到峰面積比與濃度的線性關(guān)系，經(jīng)過擬合計(jì)算得到各物質(zhì)5 個(gè)濃度點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如表1 所示。

3.3 精密度

為驗(yàn)證該儀器方法的穩(wěn)定性，選取1.0ug/L，10.0ug/L，50.0ug/L 低、中、高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液各重復(fù)分析6 次，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算其精密度，以觀察儀器方法的穩(wěn)定性。

4 數(shù)據(jù)分析

（1）由表1 可看出，在該儀器方法下，64 個(gè)目標(biāo)物的均可以響應(yīng)。從表1 的各物質(zhì)出峰的時(shí)間可得知，苯酚、苯酚-D6，N-亞硝基二正丙胺、4-甲基苯酚，萘-D8（內(nèi)標(biāo)2）、萘，4-氯苯基苯基醚、4-硝基苯胺，菲-D10（內(nèi)標(biāo)）、菲，屈-D12（內(nèi)標(biāo)5）、屈、苯并[a]蒽共5 組峰的幾乎完全重疊，其余的有部分重疊程度也較高。參考《土壤和沉積物 半揮發(fā)性有機(jī)物的測定 氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ834—2017）方法的總離子流圖，在能識別清楚各物質(zhì)的峰的情況下，峰重疊的情況是允許存在的。在此建議，各重疊的峰的在選擇定性定量離子時(shí)候，應(yīng)避免相同的離子碎片，減少同時(shí)分析的影響。

表1 各物質(zhì)的回歸方程及定性時(shí)間

（2）通過進(jìn)5 個(gè)不同濃度梯度點(diǎn)，擬合計(jì)算后得到各目標(biāo)物的曲線，各目標(biāo)物的線性都大于0.990，說明在目標(biāo)物很多、分析時(shí)間短的情況下，方法仍保持較好的靈敏度，使各濃度的物質(zhì)線性結(jié)果滿意。同時(shí)各物質(zhì)的線性都滿足標(biāo)準(zhǔn)HJ 834 第10.3 處要求的大于等于0.990。

（3）使用該方法對低、中、高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測試，以驗(yàn)證該方法的穩(wěn)定性，經(jīng)測試低濃度各目標(biāo)物（含替代物）的精密度范圍為0.45%～11.05%，中濃度的精密度范圍為0.49%～8.18%，高濃度的精密度范圍為0.29%～7.66%，說明該方法在低、中、高濃度的樣品都會保持較好的穩(wěn)定性。由于該方法沒有涉及前處理，因此不能用HJ 834 中要求的精密度評價(jià)，故參照《合格評定 化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》（GB/T 27417—2017）[2]附錄B，精密度符合其要求，可以驗(yàn)證該方法有較好的穩(wěn)定性。

（4）該方法能在18min 內(nèi)分析完畢，相對于《土壤和沉積物 半揮發(fā)性有機(jī)物的測定 氣相色譜-質(zhì)譜法》（HJ834—2017）方法的63min，快了近45min，按照標(biāo)準(zhǔn)方法做，24h 可以分析約21 個(gè)樣品，使用文章的方法，則可以分析約65 個(gè)樣品，產(chǎn)量提高將近3 倍，極大地提高實(shí)驗(yàn)室的效率[3]。

5 結(jié)束語

該方法通過改進(jìn)升溫的程序及掃描的速率，實(shí)現(xiàn)了可以在18min 內(nèi)分析完一個(gè)樣品，較標(biāo)準(zhǔn)方法快了近45min。經(jīng)過物質(zhì)的線性方程、相關(guān)系數(shù)、精密度等數(shù)據(jù)分析可驗(yàn)證，該儀器的分析方法靈敏度好、準(zhǔn)確度高、抗干擾的能力較強(qiáng)，有較好的穩(wěn)定性。同時(shí)該方法還能節(jié)省載氣、能耗降低成本。高效率還能給客戶更好的服務(wù)體驗(yàn)，給檢測公司帶來更好的效益。