使用GCMS 快速分析土壤中半挥发性有机物的方法

卢思捷

广东汇锦检测技术有限公司，广东 东莞 523900

目前，实验室使用HJ 834 的方法分析土壤中半挥发性有机物所需的时间要63min，仪器的长时间分析致使实验室每天完成的工作量十分有限；实验室可能需要增购GCMS 才能应付大批量土壤的样品，这就增加了检测公司的负担。

通常新的快速分析方法都需要新型的仪器或增加辅助配件，如果能在实验室原有的设备上提高分析效率，就会更快落实到日常检测中，更受实验室的欢迎。此次试验使用旧款的岛津GCMS-QP 2010，配合常规使用的30m 的Rxi-5Sil MS 色谱柱，通过设置快速的升温程序、合适的流量和更快的扫描速度，整个分析时间为18min。

该方法无须额外增加配件和设备，同时显著提高了实验室的效率，适合大多数实验室使用，值得推广使用。

1 试验原理

通过GC 柱温箱快速升温程序，配合适当的流量与压力，加快了组分到检测器时间，配合MS 端高灵敏度和快速的扫描，显著缩短分析的运行时间。

2 试验准备

2.1 仪器和试剂

气相色谱与质谱联用仪：GCMS-QP2010，Shimadzu。色谱柱型号为Rxi-5Sil MS，规格为30m，内径0.25mm，膜厚0.25μm，厂家为Shimadzu。

64 种半挥发有机物。生产单位为坛墨质检；浓度为1000μg/mL、溶剂为二氯甲烷，64 种半挥发性有机物中的部分名称见表1。

内标物。生产单位为坛墨质检；浓度为4000μg/mL、溶剂为二氯甲烷，包括1,4-二氯苯-D4、萘-D8、苊-D10、菲-D10、屈-D12、苝-D12。

替代物。生产单位为坛墨质检；浓度为1000μg/mL、溶剂为二氯甲烷/丙酮（1 ∶1），包括2-氟酚、苯酚-D6、硝基苯-D5、2-氟联苯、2,4,6-三溴苯酚、4,4'-三联苯-D14。

2.2 仪器条件设置

（1）GC 条件设置。进样口温度为295℃，线速度为45cm/s，总流量为19.7mL/min，色谱柱流量为1.52mL/min，分流比为10 ∶1，升温程序为60℃保持1.5min，以20℃/min升温速度升到320℃，保持4.5min。

（2）MS 条件设置。离子源为EI 源，210℃，溶剂延迟时间为1.75 min，扫描方式为SCAN，35 ～500amu，扫描速度为3333amu/s。

3 试验过程与方法

3.1 定性

配制1ug/L，5ug/L，10ug/L，20ug/L，50ug/L 的64 种半挥发性有机物和6 种替代物，内标物浓度40ug/L，定容到1mL。按照仪器条件（2.2.2）设置，先进50ug/L 的标液，进行定性工作。

通过样品中目标物与标准系列总目标物的保留时间、质谱图、碎片离子质荷比及其丰度等信息比较，对目标物进行定性分析，得到各物质的标准谱图。

3.2 建立曲线

在对目标物定性判断的基础上，按标液浓度从低到高进样，采用内标法进行定量，得到峰面积比与浓度的线性关系，经过拟合计算得到各物质5 个浓度点的标准曲线，如表1 所示。

3.3 精密度

为验证该仪器方法的稳定性，选取1.0ug/L，10.0ug/L，50.0ug/L 低、中、高浓度的标准溶液各重复分析6 次，记录数据，计算其精密度，以观察仪器方法的稳定性。

4 数据分析

（1）由表1 可看出，在该仪器方法下，64 个目标物的均可以响应。从表1 的各物质出峰的时间可得知，苯酚、苯酚-D6，N-亚硝基二正丙胺、4-甲基苯酚，萘-D8（内标2）、萘，4-氯苯基苯基醚、4-硝基苯胺，菲-D10（内标）、菲，屈-D12（内标5）、屈、苯并[a]蒽共5 组峰的几乎完全重叠，其余的有部分重叠程度也较高。参考《土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》（HJ834—2017）方法的总离子流图，在能识别清楚各物质的峰的情况下，峰重叠的情况是允许存在的。在此建议，各重叠的峰的在选择定性定量离子时候，应避免相同的离子碎片，减少同时分析的影响。

表1 各物质的回归方程及定性时间

（2）通过进5 个不同浓度梯度点，拟合计算后得到各目标物的曲线，各目标物的线性都大于0.990，说明在目标物很多、分析时间短的情况下，方法仍保持较好的灵敏度，使各浓度的物质线性结果满意。同时各物质的线性都满足标准HJ 834 第10.3 处要求的大于等于0.990。

（3）使用该方法对低、中、高浓度的标准溶液进行测试，以验证该方法的稳定性，经测试低浓度各目标物（含替代物）的精密度范围为0.45%～11.05%，中浓度的精密度范围为0.49%～8.18%，高浓度的精密度范围为0.29%～7.66%，说明该方法在低、中、高浓度的样品都会保持较好的稳定性。由于该方法没有涉及前处理，因此不能用HJ 834 中要求的精密度评价，故参照《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）[2]附录B，精密度符合其要求，可以验证该方法有较好的稳定性。

（4）该方法能在18min 内分析完毕，相对于《土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》（HJ834—2017）方法的63min，快了近45min，按照标准方法做，24h 可以分析约21 个样品，使用文章的方法，则可以分析约65 个样品，产量提高将近3 倍，极大地提高实验室的效率[3]。

5 结束语

该方法通过改进升温的程序及扫描的速率，实现了可以在18min 内分析完一个样品，较标准方法快了近45min。经过物质的线性方程、相关系数、精密度等数据分析可验证，该仪器的分析方法灵敏度好、准确度高、抗干扰的能力较强，有较好的稳定性。同时该方法还能节省载气、能耗降低成本。高效率还能给客户更好的服务体验，给检测公司带来更好的效益。