土壤和沉积物挥发性有机物的测定-顶空气相色谱 质谱法

简介 挥发性有机物 (VOCs) 是指沸点在 50-250 °C 范围内的一系列化合物， 因其广泛应用于化工原料和有机溶 剂中，因此在自然界越来越多地检测到 VOCs 的存在。VOCs 对人体健康有巨大 影响，许多具有致突变、致癌和致畸效应，或者具有难闻气味，而且非常难以 降解，危害很大。因此对 VOCs 进行检测和含量控制是必须的。 中国环境保护标准 HJ 642-2013 规定了测定土壤和沉积物中挥发性有机物 (VOCs) 的顶空-气相色谱质谱法。该标准适用于土壤和沉积物中 36 种挥发性 有机物的测定。该标准的执行不仅需要实验室具有样品制备和处理能力，也 需要仪器设备具有足够的稳定性和灵敏度。本文使用 PerkinElmer TurboMatrix HS40 联用 Clarus SQ 8 GC/MS 测定土壤中 VOCs。TurboMatrix HS40 具有惰性 的样品传输管路和优异的气体控制模块，具备稳定性，其设计的压 力平衡时间进样技术保证了仪器的高灵敏度，配备 Clarus SQ 8 GC/MS 均符合 HJ 624-2013 方法设定的性能标准。文中所示 VOCs 的线性，结果重现性，回 收率和检出限，表明该仪器配置具有优异的检测性能，可以满足方法需要。

材料与方法 仪器 本 文 使 用 PerkinElmer Clarus SQ8 GC-MS（EI 源 ） 与 TurboMatrix HS40 联用分析。 试剂 实验用水：纯水机设备制备用水，经空白实验确认无干扰。 甲醇：色谱纯级别，使用前经空白实验确认无干扰。 氯化钠：优级纯 磷酸：优级纯 基体改进剂：250 mL 实验用水，滴加几滴磷酸，调节 PH 值≤ 2。加入 90 g 氯化钠。溶解并混匀。 标准使用液（37 种）：直接购买浓度为 1000 μg/ml 的 混标，使用前用甲醇稀释至 100 μg/ml。 内标使用液（3种）：选用氟苯，氯苯-d5和1,4-二氯苯-d4 做为内标物，配制浓度为 250 μg/ml，溶剂为甲醇。 替代物：4- 溴氟苯（BFB）和甲苯 -d8，浓度均为 100 μg/ml，溶剂为甲醇。 石英砂：外购，使用前确认无干扰。

校准曲线的配制 取 5 个顶空瓶，分别称取 2.0 g 石英砂于顶空瓶中，各加 入 5 mL 基体改进剂，再分别加入 0.5，1，2，5，10 μL 的 100 μg/mL 挥发性有机物混标，0.5，1，2，5，10 μL 的 100 μg/mL 替代物，2.0 μL 的 250 μg/mL 的内标 使用液，加盖密封，得到的初始校准曲线见表 1。

实验条件 顶空、气相色谱仪及质谱仪的操作条件见表 2 所示。

结果 根据表 2 的仪器运行条件，得到 37 种 VOCs 总离子流色谱图和选择离子流图，如图 1 所示。

如上表所示，100 μg/kg 和 250 μg/kg 浓度的加标样品 RSD% 范围分别为 1.48-8.76% 和 1.79-8.94%，在标准 （HJ642-2013）涵盖的范围 1.1-15% 之内。 加 标 回 收 范 围 分 别 为 74.92-117.51% 和 89.56- 106.41%，优于标准（HJ642-2013）涵盖的回收率范围 （100 μg/kg 回收率为 65.2-134%，和 250 μg/kg 回 收率为 73.3-107%）。 根据本文实验条件得到的检出限为 0.54 μg/kg~2.07 μg/kg，测定下限为 2.17 μg/kg~8.27 μg/kg。优于标 准（HJ642-2013）给出的方法检出限为 0.8-4 μg/kg， 测定下限为 3.2-14 μg/kg。

结论 实 验 结 果 表 明 使 用 PerkinElmer TurboMatrix HS40 联 用 Clarus SQ 8 GC/MS 测定土壤中 VOCs 很容易实现 HJ642-2013 方法所设定的性能标准。本文建立的方法 具有很好的准确度，精密度和检出限，该仪器配置具有 优异的检测性能，可以满足方法需要。