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沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质研制

田芹, 佟玲, 安子怡, 许春雪, 孙慧中, 刁金玲

田芹, 佟玲, 安子怡, 许春雪, 孙慧中, 刁金玲. 沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质研制[J]. 岩矿测试, 2022, 41(3): 511-520. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130149
引用本文: 田芹, 佟玲, 安子怡, 许春雪, 孙慧中, 刁金玲. 沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质研制[J]. 岩矿测试, 2022, 41(3): 511-520. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130149
TIAN Qin, TONG Ling, AN Ziyi, XU Chunxue, SUN Huizhong, DIAO Jinling. Development of Certified Reference Materials of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Biphenyls in Sediments[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(3): 511-520. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130149
Citation: TIAN Qin, TONG Ling, AN Ziyi, XU Chunxue, SUN Huizhong, DIAO Jinling. Development of Certified Reference Materials of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Biphenyls in Sediments[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(3): 511-520. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130149

沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质研制

基金项目: 

中国地质调查局地质调查项目 DD20221838

中国地质调查局地质调查项目 DD20190475

中国地质科学院基本科研业务费项目 CSJ-2021-01

中国地质调查局地质调查项目 12120115054901

详细信息
    作者简介:

    田芹,博士,正高级工程师,主要从事有机污染物分析技术及标准化研究。E-mail:tqname81@163.com

    通讯作者:

    佟玲,硕士,高级工程师,主要从事有机污染物分析技术研究。E-mail:winter_tl@sina.com

  • 中图分类号: O625.1; O625.21; O657.63

Development of Certified Reference Materials of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Biphenyls in Sediments

  • 摘要:

    多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)具有致畸、致癌、致突变效应,是优先控制的污染物。污染调查和治理对策的制定依赖于精准的分析测试数据,而标准物质是数据质量控制的重要保证,然而目前现有的相关标准物质无法满足实际需要。本文针对中国主要湖泊和河流分布特点,以及污染特征及沉积物调查现状,严格按照《国家一级标准物质技术规范》(JJF 1006—1994)和《地质分析标准物质的研制规范》(JJF 1646—2017),研制了适合中国环境监测和科学研究需求的多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯分析沉积物标准物质4个。研制过程中,为解决有机化合物标准物质的稳定性技术难点,考察了60Co灭菌和温度对有机化合物稳定性的影响,评估了长期稳定性和短期稳定性,结果表明样品稳定性良好。针对沉积物样品基体复杂的特点,采用不同的提取和净化技术,建立合理的量值溯源链,利用传统的液相色谱法、气相色谱电子捕获器法、气相色谱-质谱法和气相色谱-同位素稀释质谱法等多种分析方法,完成了9家实验室的协作定值。定值指标包括16种多环芳烃、3种有机氯农药和3种多氯联苯,含量范围为8.0ng/g~5.7μg/g,可以满足多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯同时分析的质量保证与质量控制的要求。该系列标准物质已被批准为国家一级标准物质(编号GBW07352~GBW07355),可用于分析方法验证、实验室质量控制、实验室分析能力考核等方面的需要。

    要点

    (1) 研制了中国河流和湖泊不同水系沉积物标准物质,定值化合物种类多:16种多环芳烃、3种有机氯农药和3种多氯联苯;特性量值覆盖范围广(ng/g到μg/g水平),可以满足不同分析测试需求。

    (2) 9家实验室采用涵盖高精准的同位素稀释质谱法等3种不同原理的分析方法进行协作定值,确保了定值准确。

    (3) 定值方法、不确定评定、定值准确度等达到同类标准物质水平。

    HIGHLIGHTS

    (1) The certified reference materials of sediments from different stream systems of rivers and lakes in China have been developed. This series of reference materials not only have three kinds of certified values: 16 PAHs, 3 OCPs and 3 PCBs, but also have a wide content range from ng/g to μg/g levels, which meet the needs of different analyses.

    (2) Nine laboratories used three analytical methods for collaborative analysis, including high-precision isotope dilution mass spectrometry, which ensured the accuracy of the certified values.

    (3) The method of certified values, accuracy and uncertainty have achieved the level of research and development of similar reference materials in the world.

  • 致谢: 9家实验室:中国计量科学研究院、浙江省地质矿产研究所、安徽省地质实验研究所、南京地质矿产研究所、青岛海洋地质研究所、江苏地质调查研究院、中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、浙江省农业科学院农产品质量标准研究所、中国科学院生态环境研究中心参加了该标准物质的协作定值或结果验证;标准物质的制备由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所协助完成。在此一并表示感谢!
  • 表  1   国内外研制的有关土壤/沉积物中PAHs、OCPs和PCBs分析标准物质

    Table  1   CRMs of PAHs, OCPs and PCBs standard materials in soils/sediments

    标准物质来源 标准物质个数 标准物质编号 定值组分
    中国 12 GBW(E)081518、GBW(E)081519、GBW07474 土壤中7种PCBs
    GBW08307 土壤中14种PCBs
    GBW(E)081937 土壤中15种OCPs
    GBW07473 土壤中8种OCPs
    GBW07469、GBW07470 土壤中8种OCPs和2种PCBs
    GBW07471、GBW07472 土壤中8种OCPs和7种PCBs
    GBW(E)081938 底泥中16种PAHs
    GBW(E)082042 底泥中11种OCPs
    美国国家标准与技术研究院(NIST) 2 SRM 1941b
    SRM1944
    海洋沉积物中7种OCPs、29种PCBs、24种PAHs
    港口积物中3种OCPs、29种PCBs、22种PAHs
    欧盟联合研究中心标准物质与测量研究所(IRMM) 5 ERM-CC007a
    BCR-481
    BAM-U019
    BCR-535
    BCR-536
    土壤中6种OCPs
    土壤中13种PCBs
    土壤中7种PCBs
    淡水沉积物中7种PAHs
    淡水沉积物中13种PCBs
    英国政府化学家实验室(LGC) 2 LGC6114
    LGC6188
    港口沉积物中7种PCBs
    河流沉积物中16种PAHs
    国际原子能机构(IAEA) 3 IAEA-408
    IAEA-417
    IAEA-383
    河口沉积物中5种OCPs、13种PAHs和14种PCBs
    湖泊沉积物中4种OCPs、17种PAHs和24种PCBs
    沉积物中1种OCPs、19种PAHs和18种PCBs
    日本国家计量研究院(NMIJ) 3 NMIJ CRM 7304-a、NMIJ CRM 7305-a
    NMIJ CRM 7307-a
    沉积物中4种OCPs和14种PCBs
    沉积物中16种PAHs
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    表  2   候选物GSSO-7均匀性检验结果

    Table  2   Homogeneity test for candidate material GSSO-7

    参数 苊烯 荧蒽 苯并[a]蒽
    平均值(ng/g) 1258 228 268 308 5785 350 3725 3224 1012 1258
    样品数量(件) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
    最小值(ng/g) 1068 189 224 256 4886 284 3239 2819 875 1038
    最大值(ng/g) 1485 253 300 349 6748 414 4225 3691 1178 1595
    RSD(%) 6.77 5.68 5.87 8.49 9.39 8.90 6.63 7.82 9.43 9.67
    F实测值 1.594 1.545 1.703 1.542 1.367 1.444 1.425 1.256 1.587 1.670
    Sbb(ng/g) 34.7 5.10 6.88 10.2 180 11.2 87.1 70.7 38.7 52.1
    参数 苯并[b] 荧蒽 苯并[k] 荧蒽 苯并[a]芘 二苯并[a, h]蒽 苯并[g, h, i]苝 茚并[1, 2, 3-cd]芘
    平均值(ng/g) 826 452 769 111 908 782
    样品数量(件) 25 25 25 25 25 25
    最小值(ng/g) 703 390 681 97.4 802 658
    最大值(ng/g) 954 518 897 131 1039 874
    RSD(%) 8.72 8.01 6.63 6.56 7.54 6.67
    F实测值 1.593 1.682 1.688 1.373 1.506 1.665
    Sbb(ng/g) 29.3 15.7 22.1 2.43 26.1 22.3
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    表  3   候选物GSSO-7长期稳定性检验结果

    Table  3   Long stability tests for candidate material GSSO-7(-18℃)

    化合物 含量平均值
    (ng/g)
    RSD
    (%)
    b1 t0.05×S(b1) usl
    1288 4.91 -1.289 7.800 113
    苊烯 209 4.59 -0.172 1.199 17.4
    240 4.53 0.065 1.407 20.2
    279 3.81 -0.319 1.224 17.6
    5652 4.59 -3.614 35.59 513
    315 4.21 -0.543 1.347 19.4
    荧蒽 4053 3.65 4.697 16.83 243
    3280 3.79 0.246 13.13 233
    苯并[a]蒽 1007 4.73 -1.475 5.454 78.5
    1396 3.85 -1.679 6.135 88.2
    苯并[b]荧蒽 870 3.63 -0.427 4.007 57.7
    苯并[k]荧蒽 474 3.04 -0.115 1.854 26.6
    苯并[a]芘 812 4.61 -0.480 4.757 68.4
    二苯并[a, h]蒽 110 4.71 -0.145 0.612 8.82
    苯并[g, h, i]苝 939 5.07 -0.796 5.969 86.0
    茚并[1, 2, 3-cd]芘 771 5.44 -0.738 5.238 75.3
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    表  4   候选物GSSO-7短期稳定性检验结果

    Table  4   Short stability tests for candidate material GSSO-7(25℃)

    化合物 含量平均值
    (ng/g)
    RSD
    (%)
    b1 t0.05×S(b1) uss
    1232 3.48 -4.261 17.74 55.9
    苊烯 196 3.05 -0.625 2.438 7.67
    243 3.35 -1.185 2.965 9.33
    266 2.89 -0.237 3.45 10.9
    5393 3.82 -31.802 72.57 229
    290 2.91 -1.115 3.221 10.2
    荧蒽 4189 3.26 -17.31 52.90 167
    3128 5.06 -27.27 50.83 160
    苯并[a]蒽 955 2.42 0.1402 10.46 32.9
    1353 2.07 -1.224 12.20 38.4
    苯并[b]荧蒽 856 3.24 -1.917 12.04 37.9
    苯并[k]荧蒽 466 3.66 0.281 7.697 24.2
    苯并[a]芘 812 3.30 -0.781 12.03 37.9
    二苯并[a, h]蒽 103 3.76 0.0566 1.744 5.49
    苯并[g, h, i]苝 906 3.03 0.441 12.39 39.0
    茚并[1, 2, 3-cd]芘 745 2.92 0.128 9.839 31.0
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    表  5   九家协作定值实验室所用分析方法

    Table  5   Analytical methods used in nine collaborative laboratories

    协作实验室 样品前处理方法 目标物含量测定方法
    本文项目组 ASE提取,SPE净化 GC-ECD,GC-MS,GC-IDMS,HPLC
    浙江省地质矿产研究所 ASE提取,SPE净化 GC-ECD,HPLC,GC-MS
    安徽省地质实验研究所 索氏提取,SPE净化 GC-ECD,HPLC,GC-MS
    南京地质矿产研究所 ASE提取,SPE净化 GC-MS
    青岛海洋地质研究所 ASE提取,SPE净化 GC-MS
    中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 ASE提取,GPC净化 GC-MS
    浙江省农业科学院农产品质量标准研究所 ASE提取,SPE净化 GC-MS
    江苏地质调查研究院 ASE提取,SPE净化 GC-ECD,HPLC,GC-MS
    中国计量科学研究院 ASE提取,SPE净化 GC-IDMS
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    表  6   沉积物标准物质认定值及扩展不确定度

    Table  6   Certified values and expanded uncertainties for sediments reference materials

    特性量 特性量值及扩展不确定度
    GBW07352
    (μg/g)
    GBW07353
    (ng/g)
    GBW07354
    (ng/g)
    GBW07355
    (ng/g)
    1.31±0.29 (53) (23) (61)
    苊烯 0.20±0.05 - - -
    0.25±0.06 - - -
    0.29±0.06 (12) (9) (13)
    5.7±1.3 (92) (66) (172)
    0.30±0.06 (9) (8) (12)
    荧蒽 4.10±0.66 80±13 71±13 159±27
    3.24±0.61 46±10 46±9 111±22
    苯并[a]蒽 1.03±0.20 30±8 24±7 101±20
    1.46±0.24 54±13 34±10 104±21
    苯并[b]荧蒽 0.90±0.17 51±11 31±9 119±20
    苯并[k]荧蒽 0.50±0.09 (18) 15±5 35±9
    苯并[a]芘 0.84±0.18 25±6 18±6 40±9
    二苯并[a, h]蒽 0.11±0.03 (12) (10) (15)
    苯并[g, h, i]苝 0.95±0.21 43±11 24±7 83±18
    茚并[1, 2, 3-cd]芘 0.77±0.18 34±8 20±6 56±12
    p, p’-DDE - - 61±14 -
    甲体六六六 - - 26±7 12±4
    乙体六六六 - - 43±10 29±7
    PCB 28 - - 39±9 -
    PCB 52 - - 46±11 -
    PCB 101 - - 43±11 -
    注:括号内数据表示参考值;“-”表示该化合物未定值。
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  • 收稿日期:  2021-10-12
  • 修回日期:  2021-12-07
  • 录用日期:  2022-01-27
  • 网络出版日期:  2022-07-28
  • 刊出日期:  2022-05-27

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