使用GCMS 快速分析土壤中半揮發性有機物的方法

盧思捷

廣東匯錦檢測技術有限公司，廣東 東莞 523900

目前，實驗室使用HJ 834 的方法分析土壤中半揮發性有機物所需的時間要63min，儀器的長時間分析致使實驗室每天完成的工作量十分有限；實驗室可能需要增購GCMS 才能應付大批量土壤的樣品，這就增加了檢測公司的負擔。

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，如果能在實驗室原有的設備上提高分析效率，就會更快落實到日常檢測中，更受實驗室的歡迎。此次試驗使用舊款的島津GCMS-QP 2010，配合常規使用的30m 的Rxi-5Sil MS 色譜柱，通過設置快速的升溫程序、合適的流量和更快的掃描速度，整個分析時間為18min。

該方法無須額外增加配件和設備，同時顯著提高了實驗室的效率，適合大多數實驗室使用，值得推廣使用。

1 試驗原理

通過GC 柱溫箱快速升溫程序，配合適當的流量與壓力，加快了組分到檢測器時間，配合MS 端高靈敏度和快速的掃描，顯著縮短分析的運行時間。

2 試驗準備

2.1 儀器和試劑

氣相色譜與質譜聯用儀：GCMS-QP2010，Shimadzu。色譜柱型號為Rxi-5Sil MS，規格為30m，內徑0.25mm，膜厚0.25μm，廠家為Shimadzu。

64 種半揮發有機物。生產單位為壇墨質檢；濃度為1000μg/mL、溶劑為二氯甲烷，64 種半揮發性有機物中的部分名稱見表1。

內標物。生產單位為壇墨質檢；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。生產單位為壇墨質檢；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-氟聯苯、2,4,6-三溴苯酚、4,4'-三聯苯-D14。

2.2 儀器條件設置

（1）GC 條件設置。進樣口溫度為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，升溫程序為60℃保持1.5min，以20℃/min升溫速度升到320℃，保持4.5min。

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

3 試驗過程與方法

3.1 定性

配制1ug/L，5ug/L，10ug/L，20ug/L，50ug/L 的64 種半揮發性有機物和6 種替代物，內標物濃度40ug/L，定容到1mL。按照儀器條件（2.2.2）設置，先進50ug/L 的標液，進行定性工作。

通過樣品中目標物與標準系列總目標物的保留時間、質譜圖、碎片離子質荷比及其豐度等信息比較，對目標物進行定性分析，得到各物質的標準譜圖。

3.2 建立曲線

在對目標物定性判斷的基礎上，按標液濃度從低到高進樣，采用內標法進行定量，得到峰面積比與濃度的線性關系，經過擬合計算得到各物質5 個濃度點的標準曲線，如表1 所示。

3.3 精密度

為驗證該儀器方法的穩定性，選取1.0ug/L，10.0ug/L，50.0ug/L 低、中、高濃度的標準溶液各重復分析6 次，記錄數據，計算其精密度，以觀察儀器方法的穩定性。

4 數據分析

（1）由表1 可看出，在該儀器方法下，64 個目標物的均可以響應。從表1 的各物質出峰的時間可得知，苯酚、苯酚-D6，N-亞硝基二正丙胺、4-甲基苯酚，萘-D8（內標2）、萘，4-氯苯基苯基醚、4-硝基苯胺，菲-D10（內標）、菲，屈-D12（內標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 半揮發性有機物的測定 氣相色譜-質譜法》（HJ834—2017）方法的總離子流圖，在能識別清楚各物質的峰的情況下，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候，應避免相同的離子碎片，減少同時分析的影響。

表1 各物質的回歸方程及定性時間

（2）通過進5 個不同濃度梯度點，擬合計算后得到各目標物的曲線，各目標物的線性都大于0.990，說明在目標物很多、分析時間短的情況下，方法仍保持較好的靈敏度，使各濃度的物質線性結果滿意。同時各物質的線性都滿足標準HJ 834 第10.3 處要求的大于等于0.990。

（3）使用該方法對低、中、高濃度的標準溶液進行測試，以驗證該方法的穩定性，經測試低濃度各目標物（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，故參照《合格評定 化學分析方法確認和驗證指南》（GB/T 27417—2017）[2]附錄B，精密度符合其要求，可以驗證該方法有較好的穩定性。

（4）該方法能在18min 內分析完畢，相對于《土壤和沉積物 半揮發性有機物的測定 氣相色譜-質譜法》（HJ834—2017）方法的63min，快了近45min，按照標準方法做，24h 可以分析約21 個樣品，使用文章的方法，則可以分析約65 個樣品，產量提高將近3 倍，極大地提高實驗室的效率[3]。

5 結束語

該方法通過改進升溫的程序及掃描的速率，實現了可以在18min 內分析完一個樣品，較標準方法快了近45min。經過物質的線性方程、相關系數、精密度等數據分析可驗證，該儀器的分析方法靈敏度好、準確度高、抗干擾的能力較強，有較好的穩定性。同時該方法還能節省載氣、能耗降低成本。高效率還能給客戶更好的服務體驗，給檢測公司帶來更好的效益。