检测方法验证报告
检测项目：土壤和沉积物 石油烃(C10-C40)的测定
方法编号及名称：HJ 1021-2019 土壤和沉积物 石油烃(C10-C40)的测定 气相色谱法
分析方法名称：气相色谱法
1.方法概述
1.1方法原理
土壤和沉积物中的石油烃(C10-C40)经提取、纯化、浓缩定容后，用带氢火焰离子化检测器（FID）的气相色谱仪检测，根据保留时间窗定性，外标法定量。
1.2方法依据
HJ 1021-2019 土壤和沉积物 石油烃(C10-C40)的测定 气相色谱法
1.3方法适用范围
本标准规定了测定土壤和沉积物中石油烃(C10-C40)的气相色谱法
本标准适用于土壤和沉积物中石油烃(C10-C40)的测定。
当取样量为10.0g时，定容体积为1.0ml，进样体积为1.0μl时，本标准测定的挥发性石油烃(C10-C40)的方法检出限为6mg/kg，测定下限为 24mg/kg。
2. 试剂和材料
2.1二氯甲烷：农残级，经色谱鉴定无干扰峰。
2.2正己烷：农残级，经色谱鉴定无干扰峰。
2.3丙酮：农残级，经色谱鉴定无干扰峰。
2.4 C10-C40正构烷烃标准储备溶液：1000mg/L于正己烷，溯源号：110219-06-1ml，批号：359550。
2.5硅藻土：0.60mm-0.85mm（30目-20目），在450度下灼烧4h，冷却后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。
2.6硅镁型吸附剂：层析级0.15mm-0.25mm（100目-60目），在450度下灼烧4h，冷却后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。
2.7石英砂：在450度下灼烧4h，经色谱分析后无干扰，冷却后装入磨口玻璃瓶中，置于干燥器中保存。
2.8载气：氮气，纯度99.999%，用净化管净化。
2.9燃烧气：氢气，纯度99.99%。
2.10助燃气：空气，用净化管净化。
2.11无水硫酸钠：经高温烘烤后色谱无干扰。
2.12除非另有说明，分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂。
3.仪器和设备
3.1气相色谱仪：安捷伦7890B，配备有氢火焰检测器（FID），编号为QNJC/FX-051。
3.2空气发生器：PEAK Precision Air Compressor，设备编号为QNJC/FX-031。
3.3氢气发生器：PEAK Precision Hydrogen 300cc，设备编号为QNJC/FX-029。
3.4零点空气过滤器：PEAK Precision Zero 3.5L，设备编号为QNJC/FX-032。
3.5毛细管色谱柱：安捷伦HP-5，30m x 320μm x 3.0μm。
3.6提取设备：加压流体萃取仪，瑞士步琦E-916，编号为QNJC/FX-116。
3.7浓缩装置：浓缩装置：K-D浓缩装置，500ml。。
3.8容量瓶：10ml，精度为0.01ml。
3.9微量注射器：25μL、500μL、1000μL。
3.10硅酸镁净化柱：30mm*20mm的玻璃柱，底部带粗孔玻璃砂芯。
3.11本标准除特殊说明，分析时均使用符合国家标准A级标准的玻璃量器。
4.样品与现场质控样采集
4.1样品采集
样品的按照HJ/T166中半挥发物的相关要求采集和保存土壤样品。按照HJ494的相关要求采集水体沉积物样品，按照GB17378.3的相关要求采集海洋沉积物样品，每批样品应至少带一个全程序空白。
4.2现场质控样采集
4.2.1全程序空白样
称取10g硅藻土装入采样瓶中作为土壤样品，然后将土壤样品瓶带至采样现场，参与采样全过程，随后与其余实际样品一起带回实验室进行测定分析。
4.2.2现场空白样（无）
4.2.3现场平行样（无）
4.2.4现场加标样（无）
5.样品运输和保存
将采集好的样品立即置于4℃以下密封、避光冷藏保存，于14d内完成分析。提取液4℃以下密封、避光冷藏保存，于40d内完成分析。样品存放区域应无有机物干扰。
6.样品分析
6.1样品水分测定
土壤样品干物质和水分的测定按照HJ613执行，沉积物样品含水率测定按照GB17378.5执行。
6.2样品前处理
6.2.1制样准备
选择基质均匀的土壤样品，去除土壤采样瓶口处上表面样品，除去样品中的异物（如树叶，枯枝，石子等），称取约10g（精确到0.01g）样品于研钵中，加入适量无水硫酸钠，研磨均化成流砂状，再加入适量硅藻土对土壤进行脱水处理。
6.2.2样品的提取
选择加压流体萃取，将（6.2.1）中干燥好的土壤样品倒入事先垫过一层石英砂（高度约为0.5cm）的40ml萃取池中，然后覆盖一层同样为0.5cm左右厚度的石英砂，盖上纤维滤片，保证样品顶端离萃取池上端有0.5~1.0cm的空隙。将萃取池竖直平稳放入快速溶剂萃取仪中，用丙酮-正己烷（1：1）混合溶液在100℃下进行提取，用小口接收瓶接收提取液。
6.2.3样品浓缩
本实验采用KD浓缩方式，将加压流体萃取获得的提取液过无水硫酸钠除水后放置于500ml全玻璃KD浓缩器中，加入沸石后在65℃~75℃下进行KD浓缩，最后用正己烷定容至1ml后待上机测试。
6.2.4试样净化
依次用10ml正己烷-二氯甲烷混合溶剂、10ml正己烷硅酸镁净化柱。待柱上正己烷近干时，将浓缩液全部转移至净化柱中，开始收集流出液，用约2ml的正己烷洗涤浓缩收集装置，转移至净化柱，再用12ml正己烷淋洗净化柱，收集淋洗液，与流出液合并，浓缩至1.0ml，待测。
6.3空白样品的制备
加压流体萃取用硅藻土代替实际样品，称取10.0g硅藻土作为空白样品，然后按与试样的制备相同步骤进行空白试样的制备。
6.4曲线的绘制
取5个10ml棕色容量瓶，分别加入适量的正己烷，用微量注射器分别加入10.0μl、50.0μl、100μl、200μl、500 μl的C10-C40正构烷烃标准储备液，然后用正己烷定容，混匀。配制成各正构烷烃质量浓度分别为 1.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50 mg/L，即C10-C40总质量浓度分别为 31.0 mg/L、155 mg/L、310 mg/L、620mg/L、1550mg/L 的标准系列。以标准系列总质量浓度（mg/L）为横坐标，对应的总色谱峰峰面积为纵坐标，建立校准曲线。
6.5样品与空白样的测定
样品与空白样品的前处理及分析步骤按照（6.2）中所示进行。同时本方法使用的色谱分析条件如下所示：
（a）气相色谱参考条件
色 谱 柱：安捷伦HP-5（30 m x 320 μm x 0.25 μm）。
程序升温：60℃（1min）→8℃/min→290℃→30℃/min→320℃（hold 7 min）
进样口温度：320℃。
检测器温度：330℃。
柱（氮气）流量：2.0 ml/min。
分流比：不分流。
进样量：1.0μL。
6.6 结果计算与表示
6.6.1定性分析
根据色谱图组分保留时间对目标化合物进行定性，色谱图见图1。C10-C40目标化合物采用定总量的方式，即目标化合物积分从n-C10H22（包含）出峰开始时开始，到n-C40H82（包含）出峰结束，计算C10 -C40的总峰面积（此处峰面积为扣除柱流失后的总峰面积）。
图1 石油烃(C10-C40)的标准色谱图
6.6.2定量分析
土壤中挥发性石油烃(C10-C40)含量W1，按照公式（1）进行计算：
W1 = ×f…………………………………......（1）
式中：W1——土壤中挥发性石油烃(C10-C40)的浓度，mg/kg；
C——由校准曲线计算所得的石油烃(C10-C40)的浓度，mg/L；
V ——提取液浓缩定容后的体积，ml；
m——样品量（湿重），g；
Wdm——土壤干物质含量，%；
f——样品稀释倍数。
沉积物中石油烃(C10-C40)含量W2，按公式（2）进行计算：
W2 = ×f……………………………………......（2）
式中：W2——沉积物中挥发性石油烃(C10-C40)的浓度，mg/kg；
C——由校准曲线计算所得的石油烃(C10-C40)的浓度，mg/L；
V——提取液浓缩定容后的体积，ml；
m——样品量（湿重），g；
WH2O——沉积物含水率，%；
f——样品稀释倍数。
6.6.3 结果表示测定结果
小数点后位数的保留方法与方法检出限一致，最多保留三位有效数字。
7.质量保证和质量控制
7.1检出限测
在10g硅藻土中准确加入20L浓度为50mg/L的C10-C40正构烷烃标准使用液，然后用加压流体萃取仪进行提取，收集提取液后过滤KD浓缩至1ml后上机平行测定7次。C10-C40正构烷烃的检出限测定值如表1所示：
表1 土壤中C10-C40正构烷烃检出限测定值
平行样品编号 | 试样 |
(C10-C40)（mg/kg）
| 1 | 3.36 |
2 | 3.04 |
3 | 3.18 |
4 | 3.05 |
5 | 3.06 |
6 | 3.26 |
7 | 3.32 |
平均值X（mg/kg） | 3.18 |
相对标准偏差RSD（%） | 4.3 |
t值 | 3.143 |
检出限（mg/kg） | 0.4 |
结论：经过7次平行测定得出本方法的检出限为0.4mg/kg，满足标准规定的检出限值6mg/kg（当取样量为10.0g时）。
7.2测定下限
本方法以4倍检出限来作为测定下限，最终的测定下限值如下表2中所示：
表2 方法验证测定下限值
序号 | 化合物 | 验证测定下限（mg/kg） | 方法测定下限（mg/kg） |
1 | (C10-C40) | 1.7 | 24 |
结论：根据表中所示结果得出实验得出的测定下限都满足方法HJ1021-2019中规定的数值。
7.3精密度测定
7.3.1现场平行
对土壤和沉积物样品分别进行2次平行测定，测定的结果如下表3所示：
表3 土壤和沉积物样品平行性测定结果
类型 | 化合物 | 1 | 2 | 平均值（mg/kg） | 相对偏差（%） |
土壤（19MN0058） | (C10-C40) | 4.4 | 3.9 | 4.1 | 5.0 |
沉积物（19MN0060） | (C10-C40) | 86.3 | 87.1 | 86.8 | 0.5 |
结论：对土壤和沉积物样品分别进行2次平行测定，平行样品之间的相对偏差均满足≤25%的要求。
7.3.2分析平行
对10.0g硅藻土进行低、中、高三种不同浓度加标实验，加标量分别为1μg、10μg、50μg，然后用加压流体萃取仪进行提取，收集提取液后过滤KD浓缩至1ml后上机平行测定7次，测定结果如下表4所示：
表4 低、中、高三种浓度的加标实验测定值
平行号
| 试样 |
低 | 中 | 高 |
(C10-C40)（mg/kg）
| 1 | 3.36 | 32.8 | 151 |
2 | 3.04 | 33.1 | 152 |
3 | 3.18 | 33.0 | 154 |
4 | 3.05 | 33.3 | 155 |
5 | 3.06 | 33.1 | 155 |
6 | 3.26 | 33.9 | 157 |
7 | 3.32 | 33.7 | 158 |
平均值X（mg/kg） | 3.18 | 33.3 | 155 |
标准偏差S（mg/kg） | 0.14 | 0.40 | 2.5 |
相对标准偏差RSD（%） | 4.3 | 1.2 | 1.6 |
结论：从上述三种浓度加标实验测定值得出土壤中C10-C40进行低、中、高三种不同浓度加标测定的精密度值范围（RSD%）为1.2%~4.3%，满足相对标准偏差（RSD%）≤10%的要求。
7.4准确度测定
7.4.1质控样（无）
7.4.2加标回收率
对空白硅藻土进行基质加标进行回收率测定，加标体积为200μL，加标浓度为50mg/L，然后按照（6.2）中所示的前处理步骤进行分析测定，最终的加标结果如下表5所示：
表5 C10-C40正构烷烃加标回收率测定值
化合物 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 平均值（mg/kg） | 加标量（μg） | 加标回收率% |
(C10-C40) | 32.8 | 33.1 | 33.0 | 33.3 | 33.1 | 33.9 | 33.7 | 33.3 | 10 | 107 |
结论：对空白硅藻土进行进行C10-C40正构烷烃基质加标，测得的回收率为107%，满足加标回收率70%~120%的要求。
7.5空白样测定
7.5.1全程序空白
称取10g硅藻土装入采样瓶中作为土壤样品，然后将土壤样品瓶带至采样现场，参与采样全过程，随后与其余实际样品一起带回实验室进行测定分析，测定结果如下表6所示：
表6 全程序空白测定结果
化合物 | 测定值（mg/kg） | 方法检出限（mg/kg） |
(C10-C40) | <6 | 6 |
结论：经过测定得出全程序空白的测定结果满足小于方法检出限值的要求。
7.5.2分析空白
取10.0g硅藻土，按照（6.2）中步骤进行全程序测定，分析空白的测定结果如下表7所示：
表7 分析空白测定结果
化合物 | 测定值（mg/kg） | 方法检出限（mg/kg） |
(C10-C40) | <6 | 6 |
结论：经过测定得出分析空白的测定结果满足小于方法检出限值的要求。
7.6曲线校准
取5个10ml棕色容量瓶，分别加入适量的正己烷，用微量注射器分别加入10.0μl、50.0μl、100μl、200μl、500 μl的C10-C40正构烷烃标准储备液，然后用正己烷定容，混匀。配制成各正构烷烃质量浓度分别为 1.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50 mg/L，即C10-C40总质量浓度分别为 31.0 mg/L、155 mg/L、310 mg/L、620mg/L、1550mg/L 的标准系列。以标准系列总质量浓度（mg/L）为横坐标，对应的总色谱峰峰面积为纵坐标，建立校准曲线。所得的曲线信息如下表8所示：
表8 C10-C40正构烷烃校准曲线
化合物 | 校正曲线方程式 | 相关系数（γ） |
C10-C40 | Y=23.29680x | 0.9999 |
结论：C10-C40正构烷烃的校准曲线相关系数均满足方法0.995的要求。
8.结论
在10g硅藻土中准确加入20L浓度为50mg/L的C10-C40正构烷烃标准使用液，然后用加压流体萃取仪进行提取，收集提取液后过滤KD浓缩至1ml后上机平行测定7次。经过7次平行测定得出本方法的检出限为0.4mg/kg，满足标准规定的检出限值6mg/kg（当取样量为10.0g时）。
对土壤和沉积物样品分别进行2次平行测定，平行样品之间的相对偏差均满足≤25%的要求。
对10.0g硅藻土进行低、中、高三种不同浓度加标实验，加标量分别为1μg、10μg、50μg，然后用加压流体萃取仪进行提取，收集提取液后过滤KD浓缩至1ml后上机平行测定7次，从上述三种浓度加标实验测定值得出土壤中C10-C40进行低、中、高三种不同浓度加标测定的精密度值范围（RSD%）为1.2%~4.3%，满足相对标准偏差（RSD%）≤10%的要求。
对空白硅藻土进行基质加标进行回收率测定，加标体积为200μL，加标浓度为50mg/L，然后按照（6.2）中所示的前处理步骤进行分析测定，测得的回收率为107%，满足加标回收率70%~120%的要求。
称取10g硅藻土装入采样瓶中作为土壤样品，然后将土壤样品瓶带至采样现场，参与采样全过程，随后与其余实际样品一起带回实验室进行测定分析，经过测定得出全程序空白的测定结果满足小于方法检出限值的要求。
取10.0g硅藻土，按照（6.2）中步骤进行全程序测定，经过测定得出分析空白的测定结果满足小于方法检出限值的要求。
取5个10ml棕色容量瓶，分别加入适量的正己烷，用微量注射器分别加入10.0μl、50.0μl、100μl、200μl、500 μl的C10-C40正构烷烃标准储备液，然后用正己烷定容，混匀。配制成各正构烷烃质量浓度分别为 1.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50 mg/L，即C10-C40总质量浓度分别为 31.0 mg/L、155 mg/L、310 mg/L、620mg/L、1550mg/L 的标准系列。以标准系列总质量浓度（mg/L）为横坐标，对应的总色谱峰峰面积为纵坐标，建立校准曲线。C10-C40正构烷烃的校准曲线相关系数均满足方法0.995的要求。
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