DBJ440100T74-2010空气质量羰基化合物的测定DNPH衍生化高效液相色谱分析法.pdf 13页

'ICS13.040Z15DBJ广州市地方技术规范DBJ440100/T74—2010空气质量羰基化合物的测定DNPH衍生化高效液相色谱分析法Airquality—DeterminationofcarbonylcompoundsbyderivatizationwithDNPH—Highperformanceliquidchromatography（HPLC）2010-08-26发布2010-10-01实施广州市质量技术监督局发布 DBJ440100/T74—2010目次前言..............................................................................II1范围.................................................................................12规范性引用文件.......................................................................13术语和定义...........................................................................14原理.................................................................................15试剂和材料...........................................................................26仪器和设备...........................................................................27样品.................................................................................28样品分析.............................................................................39结果计算.............................................................................410质量控制要求........................................................................4附录A（资料性附录）..............................................................6A.12,4-二硝基苯肼的纯化................................................................6A.2DNPH采样柱的制备.................................................................6A.3臭氧去除柱的制备...................................................................6附录B（资料性附录）..............................................................7B.1准确度.............................................................................7B.2回收率.............................................................................7B.3检出限.............................................................................8B.4醛酮类化合物中英文对照及分子量.....................................................8I标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—2010前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护环境，保障人体健康，规范空气中醛、酮类化合物的测定方法，制定本规范。本规范规定了空气中十三种醛、酮类化合物的高效液相色谱分析法。本规范技术内容参考了USEPA8315A《羰基化合物的高效液相色谱法测定》（英文版）以及USEPASW-0100《室内空气中甲醛和其它羰基化合物的采样方法》（英文版）。本规范由广州市环境保护局提出并归口。本规范负责起草单位：广州市环境监测中心站。本规范参加起草单位：广东省环境监测中心、广州市水质监测中心。本规范主要起草人：区晖、周志军、吴清柱、周志洪、杨萍、韩天玮、徐丽莉、李健槟、贾静、徐小静。本规范为首次发布。www.bzfxw.comII DBJ440100/T74—2010www.bzfxw.comIII标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—2010空气质量羰基化合物的测定DNPH衍生化高效液相色谱分析法1范围本规范规定了环境空气、室内空气中十三种醛、酮类羰基化合物的采样及高效液相色谱分析法。十三种醛、酮类羰基化合物包括：甲醛、乙醛、丙酮、丙醛、丙烯醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、异戊醛、戊醛、己醛、邻甲基苯甲醛、2，5-二甲基苯甲醛。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。USEPA8315A羰基化合物的高效液相色谱法测定USEPASW-0100室内空气中甲醛和其它羰基化合物的采样方法HJ/T194www.bzfxw.com环境空气质量手工监测技术规范HJ/T167室内环境空气质量监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。3.1羰基化合物carbonylcompounds是指本规范所测定的十三种醛、酮类化合物。3.22,4-二硝基苯肼2,4-dinitrophenylhydrazine是一种衍生化试剂，用于羰基化合物的衍生化反应，英文缩写为DNPH。3.3检出限detectionlimit是指某特定分析方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或最小值。4原理空气中的醛、酮类化合物用涂附了2，4-二硝基苯肼(DNPH)的硅胶吸附，在酸性介质中醛、酮类化合物与DNPH发生衍生化反应，生成稳定的腙类衍生物，该反应具有高度特异性。用乙腈淋洗后，洗脱液用高效液相色谱仪紫外或二极管阵列检测器检测，以保留时间定性，峰面积（或峰高）定量。1 DBJ440100/T74—20105试剂和材料本规范所用试剂除另有注明外，均应为符合国家标准的分析纯化学试剂。除非另有说明，本规范中所涉及的水均为不含有机物的蒸馏水。5.1乙腈(CH3CN)：液相色谱纯。甲醛的浓度应小于1.5ng/mL。5.2DNPH采样管（制备方法见附录A，亦可直接购买商品化的产品。）5.3标准物质醛、酮类DNPH衍生物的标准贮备液：质量浓度为100μg/mL（以醛、酮类DNPH的衍生物计）含十五种醛、酮类2,4-二硝基苯腙的乙腈溶液，包括：甲醛-DNPH、乙醛-DNPH、丙烯醛-DNPH、丙酮-DNPH、丙醛-DNPH、丁烯醛-DNPH、丁醛-DNPH、苯甲醛-DNPH、异戊醛-DNPH、正戊醛-DNPH、邻甲基苯甲醛-DNPH、间甲基苯甲醛-DNPH、对甲基苯甲醛-DNPH、正己醛-DNPH、2，5-二甲基苯甲醛-DNPH。5.4臭氧去除柱（制备方法见附录A，亦可直接购买商品化的产品。）5.50.45μm玻www.bzfxw.com璃纤维滤膜。6仪器和设备6.1采样设备6.1.1恒流大气采样器：流量在50mL/min～1000mL/min范围内可调，流量稳定。6.1.2采样导管：经处理的不锈钢管、聚四氟乙烯管或硅橡胶管。6.2样品前处理设备6.2.1固相萃取装置及其附件（用于洗脱采样管中的醛酮衍生物）。6.2.2容量瓶：10mL。6.3分析设备6.3.1液相色谱仪（HPLC）：具有紫外或二极管阵列检测器。6.3.2色谱柱：填料为5μm的ODS，柱长25cm，内径4.6mm的C18柱或其他性能相近的色谱柱。7样品7.1样品的采集样品采集系统主要由恒流大气采样器、采样导管、臭氧去除柱和DNPH采样管组成，按图1所示连接。采样前需对大气采样器进行校正，并确保整个采样系统的气密性。采样流量0.1～0.5L/min，采样体积一般为10～20升，可根据实际样品中醛酮类化合物浓度的高低确定采样时间。准确记录采样的流量、体积、采样时间、日期、采样管编号、采样点位及气象条件等详细信息。2标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—2010图1采用DNPH采样管的采样系统组成示意图7.2干扰及消除为防止空气中臭氧浓度高时，会降低甲醛的采样效率，在采样管前串联一支臭氧去除柱，消除干扰。7.3样品的运输和保存应使用密封帽将采样管口封闭，并用锡纸或铝箔将采样管包严，4℃或以下保存与运输。保存时间不得超过30天。8样品分析8.1样品预处理8.1.1将采样管放于固相萃取装置上进行样品洗脱，洗脱液的流向应与采样管气流方向相反。8.1.2加入乙腈缓慢洗脱DNPH采样管（洗脱速率≤1.0mL/min，洗脱速度过快会降低样品的回收率），将洗脱液收集于10mL容量瓶中，用乙腈准确定容。用0.45μm玻璃纤维滤膜过滤洗脱液后，将样品置于样品瓶中，贴上标签4℃或以下避光存放。8.2色谱条件推荐的色谱www.bzfxw.com条件：8.2.1流动相：乙腈/水:70/30(V/V)8.2.2流动相流量：1.2mL/min8.2.3检测器波长：360nm8.2.4柱温：35℃8.3校准曲线8.3.1标准系列制备：取一定量2,4-二硝基苯腙校准标准贮备液以乙腈稀释，制备标准系列（不少于5个浓度点），浓度以醛、酮类DNPH衍生物计分别为0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0µg/mL，贮存在棕色样品瓶中，4℃以下避光存放。8.3.2绘制标准曲线：取各个浓度的标准溶液进样10μL，得到不同浓度的2,4-二硝基苯腙的色谱图。用保留时间定性，外标法定量；以峰面积（或峰高）为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。标准曲线的相关系数＞0.995，否则重新绘制标准曲线。8.3.3标准样品色谱图mAU37.5360nm,4nm(1.00)1335.0232.530.04527.5625.022.5720.0817.591015.01112.51210.0137.55.02.50.0-2.5-5.00.02.55.07.510.012.515.0min3 DBJ440100/T74—2010图2醛酮类-DNPH的色谱图1.甲醛(Formaldehyde)-DNPH；2.乙醛(Acetaldehyde)-DNPH；3.丙烯醛(Acrolein)-DNPH；4.丙酮(Acetone)-DNPH；5.丙醛(Propionaldehyde)-DNPH；6.丁烯醛(Crotonaldehyde)-DNPH；7.丁醛(Butyraldehyde)-DNPH；8.苯甲醛(Benzaldehyde)-DNPH；9.异戊醛(Isovaleradehyde)-DNPH；10.正戊醛(Valeraldehyde)-DNPH；11.邻-甲基苯甲醛(o-Tolualdehyde)-DNPH；12.正己醛(Hexaldehyde)-DNPH；13.2,5-二甲基苯甲醛(2,5-Dimethylbenzaldehyde)-DNPH。8.4样品测定取10μL待测样品注入高效液相色谱仪中，记录各化合物色谱峰的保留时间和峰面积（或峰高）。9结果计算9.1按式（1）计算标准状态（0℃，101.325kPa）下的采样体积Vs。P273AV=V´´（1）Sm101.325273+tA式中：VS——0℃，101.325kPa标准状况下的采样总体积，L；Vm——在测定温度、压力下的样品总体积，L；PA——采样环境的大气压，kPa；tA——采样时环境温度，℃。9.2按式（2）和（3）计算样品中醛、酮类化合物的质量浓度。m-mwww.bzfxw.comi0ρi=（2）Vs式中：3ρi——样品中组分i的质量浓度，mg/m；mi——采样管所采集到的醛酮组分i的质量，μg；m0——空白管中醛酮组分i的质量，μg；Vs——标准状态下的采样体积，L；其中m=ρ×K×V1（3）ρ——通过色谱峰面积，在标准曲线上查出的某醛酮衍生物质量浓度，μg/mL；K——醛酮化合物与衍生物的换算系数（见附录B）V1——洗脱溶剂的体积，mL；注：由于每支DNPH采样管的空白值都是未知的，所以在计算结果中选用空白的平均值。10质量控制要求10.1仪器要求仪器应符合国家有关标准的技术要求，及时校准和标定，通过计量检定并在有效期内。10.2流量校准每次采样前应对采样系统进行气密性检查，不得漏气。并用流量计在采样负载条件下校准采样系统的采样流量，流量应满足采样前后两次误差小于10％的要求。10.3空白检验确保每批采样管的空白检验应满足以下要求：4标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—20101—甲醛小于0.15μg/管；2—乙醛小于0.10μg/管；3—丙酮小于0.30μg/管；4—其它羰基化合物小于0.10μg/管。每次采样应至少留有2个采样管作为采样过程中的现场空白，在采样结束后和其它采样管一并送交实验室测定。测定结果与校准曲线的零点浓度值进行比较，若出现异常，则该批次样品作废。10.4平行样检验平行采样（每批样品不少于10%的平行样），平行样品的相对偏差不得超过20%。10.5曲线校验样品测定前，测定中间浓度的标准样品进行曲线校验，测定值与标准值的相对误差应在±20%以内，否则重新绘制标准曲线。并且每天各化合物保留时间的精度都应保证在±7%以内。10.6精密度重复测定醛酮DNPH衍生物含量为1.0μg/mL的标准样品，相对标准偏差RSD（n=6）≤10%。10.7回收率测定实际空气样品，各化合物的DNPH衍生物加标回收率在70%~120%范围之间，（采样管中加入5μg标准物，洗脱溶剂为10mL）。www.bzfxw.com5 DBJ440100/T74—2010附录A（资料性附录）2,4-二硝基苯肼（DNPH）的纯化、DNPH采样柱及臭氧去除柱的制备A.12,4-二硝基苯肼的纯化A.1.1在通风橱中，向200mL乙腈中加入过量的DNPH，煮沸1h。将上清液转移至带盖的烧杯中，放在40-60℃电热板上，使溶液逐步冷却并使溶液温度保持在40～60℃，直至95％的溶剂蒸发为止。A.1.2将剩余溶液倒入废液缸中，再用多于上清液三倍以上体积的乙腈洗涤晶体二次。A.1.3将晶体转移至另一个干净的烧杯中，加200mL乙腈，加热沸腾，在40～60℃进行重结晶，直至95％的溶剂蒸发。A.1.4重复A.1.2的洗涤过程一次。A.1.5纯化后的DNPH应保存在密封玻璃瓶中，再用密封胶带密封。注：为使DNPH符合使用要求，必须进行纯化处理。A.2DNPH采样柱www.bzfxw.com的制备A.2.1量取30mL经过纯化处理的饱和DNPH储备溶液到1000mL容量瓶中，用1.0mL浓HCL酸化，再加入乙腈定容，摇匀。以HPLC检验酸化溶液的杂质含量，甲醛的含量应小于0.025µg/mL。A.2.2利用注射器向空白硅胶柱(含1g硅胶)加入10ml乙腈，并去除注射器与硅胶柱间的气泡。当柱子的出口流出最后一滴乙腈，立刻加入7mL酸化的饱和DNPH溶液到注射器中，缓慢加注到柱子中，并让柱子自然沥干。A.2.3将每个涂渍好的采样柱都通氮气15min，其流量为300~400mL/min。用乙腈清洗柱子的外表面及开口处。最后用聚丙烯塞塞住硅胶柱的两头，并将硅胶柱放置于带螺旋盖的玻璃管中保存。A.2.4涂渍好的硅胶柱在4℃以下避光保存可以稳定六个月。A.3臭氧去除柱的制备臭氧去除柱可用1米外径为0.64cm、内径0.46cm的铜管卷绕而成，首先将铜管浸泡于饱和碘化钾的水溶液中5min，将其沥干后通入清洁空气或者是氮气干燥1h。上述的臭氧去除柱的去除能力为200μg臭3氧/mh。另外，商业化的臭氧去除柱是由300～500mg颗粒状的碘化钾填充而成的，具有相同的去除臭氧的作用。6标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—2010附录B（资料性附录）准确度、回收率和检出限参考数据B.1准确度测定国家有证标准样品中醛酮类DNPH衍生物的含量，十三种化合物的检测结果与证书示值（1.0μg/mL）的相对误差、相对标准偏差RSD（n=6）结果参见表1。表1醛酮类DNPH衍生物测定相对标准偏差和相对误差醛酮衍生物测定值（μg/mL）相对误差（%）相对标准偏差%（RSD）甲醛-DNPH0.9465.403.92乙醛-DNPH1.0605.994.64丙烯醛www.bzfxw.com-DNPH1.0605.964.25丙酮-DNPH1.0898.945.24丙醛-DNPH1.0636.274.77丁烯醛-DNPH1.0474.734.17丁醛-DNPH1.0707.044.40苯甲醛-DNPH1.0535.264.07异戊醛-DNPH1.0474.734.15戊醛-DNPH1.0444.445.98邻-甲基苯甲醛--DNPH1.0616.094.94已醛-DNPH1.0818.074.142,5-二甲基苯甲醛-DNPH1.0656.505.41B.2回收率按本规范的条件测定实际空气样品，各化合物的DNPH衍生物加标回收率结果参见表2（采样管中加入5μg标准物，洗脱溶剂为10mL，相当于浓度为0.5μg/mL的醛酮类衍生物）。表2室内空气、环境空气样品加标回收率回收率（%）醛酮衍生物室内空气环境空气甲醛-DNPH97.899.5乙醛-DNPH101.490.7丙烯醛-DNPH91.084.6丙酮-DNPH89.177.97 DBJ440100/T74—2010丙醛-DNPH97.591.7丁烯醛-DNPH100.381.5丁醛-DNPH96.085.0苯甲醛-DNPH86.776.1异戊醛-DNPH95.988.7戊醛-DNPH91.888.8邻-甲基苯甲醛--DNPH88.589.1已醛-DNPH99.091.92,5-二甲基苯甲醛-DNPH90.783.4B.3检出限配制低浓度（0.03μg/mL）醛酮衍生物的标准样品，重复进样11次，其检出限结果参见表3。以定容体积10mL，标况下采样体积为10L计算，空气中醛酮化合物的检出限：MDL=C×K×V1/V2（4）式中：3MDL——空气中醛酮化合物的检出限，mg/m；C——醛酮衍生物在本规范分析条件下的检出限，mg/mL；K——醛酮化合物与衍生物的换算系数（见表4）；V1——洗脱溶剂的体积，mL；V2——采样的www.bzfxw.com标况体积，L。表3各醛酮化合物的检出限ab醛酮衍生物检出限空气中醛酮化合物检出限甲醛-DNPH0.02甲醛0.003乙醛-DNPH0.03乙醛0.005丙烯醛-DNPH0.03丙烯醛0.007丙酮-DNPH0.03丙酮0.007丙醛-DNPH0.03丙醛0.006丁烯醛-DNPH0.03丁烯醛0.008丁醛-DNPH0.03丁醛0.007苯甲醛-DNPH0.03苯甲醛0.01异戊醛-DNPH0.03异戊醛0.009戊醛-DNPH0.03戊醛0.009邻-甲基苯甲醛--DNPH0.02邻-甲基苯甲醛0.009已醛-DNPH0.03已醛0.012,5-二甲基苯甲醛-DNPH0.032,5-二甲基苯甲醛0.01注：a醛酮衍生物在本分析条件下的检出限，仪器的进样量为10μL，单位mg/mL；3b当空气样品采样体积为10L，洗脱溶剂为10mL时的检出限，单位mg/m。B.4醛酮类化合物中英文对照及分子量表4醛酮类化合物中英文对照及分子量化合物英文名分子式分子量DNPH衍生物的8标准分享网www.bzfxw.com免费下载 DBJ440100/T74—2010换算系数K甲醛FormaldehydeCH2O；HCHO300.143乙醛AcetaldehydeC2H4O；CH3CHO440.196丙烯醛AcroleinC3H4O；CH2CHCHO560.237丙酮AcetoneC3H6O；CH3COCH3580.244丙醛PropionaldehydeC3H6O；CH3CH2CHO580.244丁烯醛CrotonaldehydeC4H6O；CH2C(CH3)CHO700.280丁醛ButyraldehydeC4H8O；CH3(CH2)2CHO720.286苯甲醛BenzaldehydeC7H6O；C6H5CHO1060.371异戊醛IsovaldehydeC5H10O860.323戊醛ValeraldehydeC5H10O；CH3CH2CH2CH2CHO860.323邻-甲基苯甲醛o-TolualdehydeC8H8O1200.400已醛HexaldehydeC6H12O；CH3(CH2)3CH2CHO1000.3572,5-二甲基苯甲醛www.bzfxw.com2,5-DimethylbenaldehydeC9H10O1340.4272,4-二硝基苯肼DNPHC6H6N4O4198——9'