徐樂(lè)

(上海市松江區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海 201613)

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兩種吹掃捕集濃縮儀在測(cè)定土壤VOCs時(shí)的性能比較

徐樂(lè)

(上海市松江區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海 201613)

從儀器精密度、方法檢出限、準(zhǔn)確度等角度對(duì)吹掃捕集濃縮儀Stratum PTC與Eclipse 4660的性能進(jìn)行比較。結(jié)果表明，大部分分析物用Stratum PTC的方法檢出限略高于Eclipse 4660，但精密度比Eclipse 4660稍差；Eclipse 4660用于分析極性的、水溶性物質(zhì)的效果比Stratum PTC好，回收率更高。兩種吹掃捕集儀的測(cè)試結(jié)果均滿足《土壤和沉積物揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ 605-2011)標(biāo)準(zhǔn)方法的指標(biāo)要求。

吹掃捕集；精密度；方法檢出限；準(zhǔn)確度

吹掃捕集能夠高效地將揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)從樣品基體中吹脫出來(lái)并濃縮至捕集阱上， 然后脫附傳輸?shù)綒庀嗌V的柱子，且不犧牲色譜的峰形、回收率以及準(zhǔn)確度。當(dāng)前USEPA揮發(fā)性有機(jī)物列表中的大量化學(xué)物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性、在水中的溶解度、吹掃效率以及對(duì)于捕集阱吸附劑的親和度等各個(gè)方面存在極大的差別，測(cè)定時(shí)必須盡量同時(shí)滿足所有目標(biāo)物質(zhì)的方法性能判據(jù)。此外，國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于土壤中VOCs的監(jiān)測(cè)還缺乏經(jīng)驗(yàn)，這就對(duì)土壤分析的方法和儀器的性能提出了更高的要求。以美國(guó)Tekmar公司生產(chǎn)的吹掃捕集濃縮儀Stratum PTC 與美國(guó)OI公司生產(chǎn)的Eclipse 4660兩種吹掃捕集儀為例，共用一臺(tái)4552型水土兩用自動(dòng)進(jìn)樣器，分別對(duì)土壤檢測(cè)方法的精密度、準(zhǔn)確度、方法檢出限等指標(biāo)進(jìn)行比較，深入了解兩臺(tái)儀器的特點(diǎn)與適用情況。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與主要技術(shù)指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)中所使用的吹掃捕集濃縮儀分別為美國(guó)Tekmar公司生產(chǎn)的吹掃捕集濃縮儀Stratum PTC與美國(guó)OI公司生產(chǎn)的Eclipse 4660，兩臺(tái)濃縮儀都鏈接于同一臺(tái)GC/MS(Agilent6890/5975)，主要技術(shù)指標(biāo)及優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)操作條件[1-5]見(jiàn)表1和表2。

1.2 試劑與材料

空白試劑水：二次蒸餾水(使用前經(jīng)空白檢驗(yàn)，確認(rèn)在目標(biāo)化合物的保留時(shí)間區(qū)間內(nèi)無(wú)干擾峰出現(xiàn)，或目標(biāo)化合物濃度低于方法檢出限)；甲醇：一級(jí)色譜純；抗壞血酸：一級(jí)色譜純；AccuStandard公司生產(chǎn)的VOCs標(biāo)準(zhǔn)溶液：200 mg/L；替代物：二溴氟甲烷、甲苯-d8、4-溴氟苯(美國(guó)SUPELCO公司)250 mg/L； 內(nèi)標(biāo)物：氟苯、1,4-二氟苯、氯苯-d5(美國(guó)SUPELCO公司)2 000 mg/L；基體土(不含被測(cè)目標(biāo)物的替代土)；氦氣：純度(體積分?jǐn)?shù))為99.999%以上；氮?dú)猓杭兌?體積分?jǐn)?shù))為99.999%以上。

表1 Stratum PTC與Eclipse 4660的主要技術(shù)指標(biāo)

表2 Stratum PTC與Eclipse 4660的實(shí)驗(yàn)操作條件

1.3 儀器性能的比較

文獻(xiàn)[6]中所提供的定量分析的評(píng)價(jià)方法，分別從儀器精密度、方法準(zhǔn)確度與方法檢出限三個(gè)方面對(duì)兩臺(tái)儀器的性能進(jìn)行比較。

1.3.1 儀器精密度

連續(xù)測(cè)定5次判斷結(jié)果相符程度，用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示。

1.3.2 方法檢出限

采用7 次含有土壤樣品(5.0 g)的測(cè)試結(jié)果計(jì)算得到方法檢出限[7]。

1.3.3 方法準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確稱取5.0 g基體土于40 mL樣品瓶中加入磁轉(zhuǎn)子、5 mL試劑水及標(biāo)樣，然后在4552型進(jìn)樣器的土壤模式下測(cè)試準(zhǔn)確度,得到5次重復(fù)結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器精密度

采用Eclipse 4660和Stratum PTC 樣品濃縮儀，對(duì)文獻(xiàn)[8]中分析物得到的初始校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，校準(zhǔn)和計(jì)算方法跟文獻(xiàn)[8]一樣采用內(nèi)標(biāo)法，分別用氟苯、1,4-二氟苯、氯苯-d5為內(nèi)標(biāo)物和二溴氟甲烷、甲苯-d8、4-溴氟苯為替代物。Eclipse 4660所有物質(zhì)的平均RSD為3%，比Stratum PTC的4%略優(yōu)，滿足甚至優(yōu)于文獻(xiàn)[8]的校準(zhǔn)判據(jù)。

表3 Stratum PTC與Eclipse 4660對(duì)于文獻(xiàn)[8]標(biāo)準(zhǔn)的分析物得到的初始校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比

續(xù)表

2.2 方法準(zhǔn)確度

Eclipse 4660和Stratum PTC的加標(biāo)回收率的結(jié)果見(jiàn)表4，校準(zhǔn)和計(jì)算方法同2.3.1。由表中的數(shù)據(jù)可以看出Eclipse 4660的平均回收率為85%～113%，而Stratum PTC的平均回收率為82%～116%，所以Eclipse 4660在方法準(zhǔn)確度方面要優(yōu)于Stratum PTC，特別是在酮類等極性物質(zhì)方面會(huì)比較明顯，與它們的除水技術(shù)有很大的關(guān)系。但總的來(lái)講，Eclipse 4660和Stratum PTC的準(zhǔn)確度都很好，兩者都優(yōu)于文獻(xiàn)[8]的指標(biāo)要求，從準(zhǔn)確度角度來(lái)說(shuō)，兩臺(tái)儀器都比較可靠。

表4 分別采用Stratum PTC與Eclipse 4660得到加標(biāo)回收率的結(jié)果比較表(n=5)

續(xù)表

2.3 方法檢出限

Eclipse 4660和Stratum PTC的方法檢出限(MDL)研究結(jié)果見(jiàn)表5，校準(zhǔn)和計(jì)算方法同2.3.1。MDL的研究通過(guò)運(yùn)行7次5.0 g土壤和5 mL試劑水的水狀樣品得到。

由于吹掃最關(guān)鍵的技術(shù)是除水，Eclipse 4660采用專利的旋風(fēng)式除水技術(shù)，且是在脫附的階段進(jìn)行除水;而Stratum PTC則是采用U型冷凝擴(kuò)展腔技術(shù)進(jìn)行除水，且是在吸附階段進(jìn)行除水，Eclipse 4660比Stratum PTC的除水技術(shù)更優(yōu)。

由表5可見(jiàn)，Eclipse 4660的平均MDL為0.45 μg/kg，Stratum PTC的平均MDL為0.51 μg/kg，且Stratum PTC的大部分分析物的MDL要比Eclipse 4660的略高，特別是酮類的物質(zhì)比較明顯，但2者都能滿足文獻(xiàn)[8]的指標(biāo)要求。

表5 分別采用Stratum PTC與Eclipse 4660得到的方法檢出限MDL研究比較(n=7) μg/kg

續(xù)表

3 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)Tekmar公司生產(chǎn)的Stratum PTC 與美國(guó)OI公司生產(chǎn)的Eclipse 4660兩種吹掃捕集儀在檢測(cè)土壤中VOCs均得到了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，精密度、方法檢出限、準(zhǔn)確度等指標(biāo)均較好地滿足文獻(xiàn)[8]的要求。對(duì)于大部分分析物用Stratum PTC的方法檢出限略高于Eclipse 4660，但精密度稍微比Eclipse 4660差， Eclipse 4660用于分析極性的、水溶性的物質(zhì)效果比Stratum PTC好，回收率更高。在關(guān)鍵的除水技術(shù)方面， Eclipse 4660采用專利的旋風(fēng)式除水技術(shù)，是在脫附階段進(jìn)行除水；而Stratum PTC則是采用U型冷凝擴(kuò)展腔技術(shù)進(jìn)行除水，是在吸附階段進(jìn)行除水。Eclipse 4660的除水技術(shù)優(yōu)于Stratum PTC，這對(duì)于實(shí)際分析過(guò)程中相關(guān)儀器設(shè)備的選擇具有較好的參考價(jià)值。

[1] EPA Method 5035.Closed-system purge-and-trap and extraction for volatile organics in soil and waste samples[S].

[2] EPA Method 8260B.Volatile organic compounds by chromatography/mass spectrometry(GC/MS)[S].

[3] SIEGRIST R L,JENSSEN P D.Evaluation of sampling method effects on volatile organic compound measurements in contaminated soils[J].Envir Sci Technol,1990,24:92-1387.

[4] 李娟，章勇.超聲波萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定土壤11215和POPs類有機(jī)氯農(nóng)藥[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010，2(6)：11-14.

[5] 胡思寧，楊麗莉，王美飛，等.加速溶濟(jì)萃取-氣相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定土壤中20種有機(jī)氯農(nóng)藥[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2013，5(6)：24-26，34.

[6] 環(huán)境保護(hù)部.HJ 168-2010 環(huán)境監(jiān)測(cè) 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

[7] USEPA.Contract laboratory program national functional guidelines for inorganic data review[J].Washington DC,2004:134.

[8] 環(huán)境保護(hù)部.HJ 605-2011 土壤和沉積物 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

Performance Comparison between Purge-and-trap Concentrators of Stratum PTC and Eclipse 4660 for Determination of VOCs in Soil

XU Le

(SongjiangDistrictEnvironmentalMonitoringStation,Shanghai201613,China)

The performance of purge-and-trap concentrators was compared between Stratum PTC and Eclipse 4660 in the way of precision of instruments, method detection limits, accuracy and so on. The results showed that the method detection limits of most analytes tested by Stratum PTC were slightly higher than by Eclipse 4660, while the precision was a little worse. Eclipse 4660 was more appropriate to analyze polar or water-soluble components, and the recovery was higher than that of Stratum PTC. The experimental results of both instruments met the requirements in standard method 《Soils and sediments Determination of Volatile Organic Compounds Purge and Trap/Gas chromatography - mass spectrometry》(HJ 605-2011) easily.

Purge-and-trap; Precision; Method detection limit; Accuracy

2014-06-23；

2014-08-11

徐樂(lè)(1980—)，男，工程師，碩士，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與信息化相關(guān)工作。

O622;O657.63

B

1674-6732(2015)02-0020-06