Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12403:2020 (ISO 18635:2016) về Chất lượng nước - Xác định alkan polyclo hóa mạch ngắn (SCCPs) trong trầm tích, bùn thải và hạt lơ lửng - Phương pháp sử dụng khí - khối phổ (GC-MS) và ion hóa bẫy điện tử (ECNI)

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12403:2020

ISO 18635:2016

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - XÁC ĐỊNH ALKAN POLYCLO HÓA MẠCH NGẮN (SCCPS) TRONG TRẦM TÍCH, BÙN THẢI VÀ HẠT LƠ LỬNG - PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG SẮC KÝ KHÍ- KHỐI PHỔ (GC-MS) VÀ ION HÓA BẪY ĐIỆN TỬ (ECNI)

Water quality - Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sev/age sludge and suspended (particulate) matter - Method using gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)

Lời nói đầu

TCVN 12403 :2020 hoàn toàn tương đương với ISO 18635:2016

TCVN 12403 :2020 do Tổng cục Môi trường biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Người sử dụng tiêu chuẩn này cần biết rằng vấn đề cụ thể có thể yêu cầu chỉ rõ các điều kiện biên bổ sung

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - XÁC ĐỊNH ALKAN POLYCLO HÓA MẠCH NGẮN (SCCPS) TRONG TRẦM TÍCH, BÙN THẢI VÀ HẠT LƠ LỬNG - PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG SẮC KÝ KHÍ- KHỐI PHỔ (GC-MS) VÀ ION HÓA BẪY ĐIỆN TỬ (ECNI)

Water quality - Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sev/age sludge and suspended (particulate) matter - Method using gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)

CẢNH BÁO - Người sử dụng tiêu chuẩn này cần phải thành thạo các phép thực hành cơ bản trong phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn này không đề cập tới mọi vấn đề an toàn liên quan đến người sử dụng. Trách nhiệm của người sử dụng là phải bảo đảm an toàn và có sức khỏe phù hợp với các quy định của quốc gia.

QUAN TRỌNG - Chỉ những nhân viên được đào tạo phù hợp mới được tiến hành phép thử theo tiêu chuẩn này.

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định định lượng tổng n-alkan polyclo hóa chuỗi ngắn cũng được biết là paraphin polyclo hóa chuỗi ngắn (SCCP) trong dải liên kết cacbon, từ n-C₁₀ đến n-C₁₃ trong hỗn hợp với thành phần khối lượng clo (“hàm lượng’’) từ 50 % đến 67 %, trong đó có khoảng 6000 đến khoảng 8000 đồng loại.

Phương pháp này áp dụng để xác định tổng SCCP trong trầm tích và chất (bụi) lơ lửng, bùn thải và đất sử dụng sắc ký khí- khối phổ với ion hóa bắt điện tử (GC-ECNI-MS).

Tùy thuộc vào nền mẫu và khả năng phát hiện của GC-ECNI-MS, phương pháp có thể áp dụng cho các mẫu có chứa tổng SCCP, ví dụ 0,03 μg/g đến 3 μg/g .

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6663-12 (ISO 5667-12) Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 12: Hướng dẫn lấy mẫu trầm tích đáy;

TCVN 6663-13 (ISO 5667-13) Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn nước bùn nước thải và bùn liên quan;

TCVN 6661-1 (ISO 8466-1), Chất lượng nước - Hiệu chuẩn và đánh giá các phương pháp phân tích và ước lượng các đặc trưng thống kê - Phần 1: đánh giá thống kê các hàm chuẩn tuyến tính

ISO 5667-17 Water quality - Sampling - Part 17: Guidance on sampling of bulk suspended solids;

ISO 12010 Water quality - Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in water- Method using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and negative-ion chembal ionization (NCI)

ISO/TS 13530 Water quality - Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical water analysis.

3 Nguyên lý

Xác định tổng SCCP trong dải liên kết cacbon, n-C₁₀ đến n-C₁₃, bao gồm hỗn hợp được chuyển đổi kỹ thuật và môi trường với phần khối lượng clorin (“hàm lượng”) từ 5 % đến 67 % (ví dụ xấp xỉ 3 đến 10 nguyên tử clo trên phân tử) và không phụ thuộc vào kiểu phân bố số C của đồng loại. Không cần phải công nhận hàm lượng clo.

Các mẫu được bổ sung chuẩn nội và được chiết sử dụng chiết lỏng áp suất với dung môi hữu cơ. Quy trình chiết mẫu sau quy trình làm sạch bởi sắc ký cột và sắc ký thẩm thấu gel để loại bỏ hợp chất cản trở. Sắc ký khí (GC) được thực hiện sử dụng cột mao quản ngắn trong khoảng thời gian lưu ngắn. Phát hiện các phần khối lượng lựa chọn được tiến hành sử dụng khối phổ (MS) trong chế độ giám sát ion lựa chọn sử dụng chế độ ion hóa âm bẫy eletron (ECNI). Các phần khối lượng và các thành phần của dung dịch hiệu chuẩn được dùng trong tiêu chuẩn này cần cho phân tích tổng SCCP.

Sắc đồ ion lựa chọn được tích hợp trên dải thời gian lưu đầy đủ của SCCP. Việc định lượng tổng SCCP được tiến hành sau khi thiết lập hiệu chuẩn bằng dung dịch đo hồi quy tuyến tính đa biến của hỗn hợp SCCP khác nhau được bổ sung chuẩn nội.

Tổng SCCP đã phân tích bao gồm nhiều loại SCCP với hàm lượng clo khác nhau và kiểu phân bố số lượng C như được tìm thấy trong hỗn hợp kỹ thuật, cũng như các thành phần trong môi trường. Hiệu chuẩn yêu cầu ít nhất ba hỗn hợp chuẩn tổng hợp khác nhau.

Các hỗn hợp chuẩn này mô phỏng hỗn hợp khác nhau được tìm thấy trong môi trường. Chỉ định lượng hồi quy tuyến tính đa biến với hỗn hợp riêng này có thể định lượng các loại hỗn hợp SCCP quan sát được trong môi trường và trong các thành phần kỹ thuật được nêu trong phạm vi áp dụng và tài liệu tham khảo [6], Không thể sử dụng một hỗn hợp chuẩn cho nhiệm vụ phức tạp này.

4 Cản trở

Cản trở nền không đặc trưng, cũng như cản trở từ tình trạng môi trường khác được giải quyết với việc sử dụng quy trình làm sạch. Việc giảm các hiệu ứng nền hơn nữa có thể đạt được bằng cách giảm độ phân giải khối phổ đến, ví dụ 0,4 amu thường là khả thi với máy khối phổ bốn cực. Khối lượng chính xác là 374,9588, 410,9169 và 422,9355 (xem Tài liệu tham khảo [6]).

Áp dụng toàn bộ quy trình, lựa chọn chất ô nhiễm clorin hóa đã được thử nghiệm và tìm thấy không gây ra cản trở dưới nồng độ được nêu tại Bảng 1.

Bảng 1 - Mức nồng độ cao nhất không gây ra cản trở không lớn hơn mức định lượng 0,03 μg/g

5 Thuốc thử

Sử dụng dung môi và thuốc thử độ tinh khiết đủ lớn, nồng độ SCCP thấp có thể bỏ qua, ví dụ thấp hơn giới hạn phát hiện của phương pháp.

Kiểm tra mẫu trắng thường xuyên trong toàn bộ quy trình để thiết lập kiểm soát chất lượng phân tích phù hợp.

5.1 Dung môi chiết, sắc ký cột và chuẩn bị dung dịch gốc

Dung môi để chiết là n-heptan. Các dung môi không phân cực khác, như n-hexan (C₆H₁₄), xyclohexan (C₆H₁₄) có thể được dùng nếu hiệu suất chiết tương đương với n-heptan.

Để ổn định cột làm sạch, sử dụng hỗn hợp n-heptan và propanol (axeton) như được nêu dưới đây.

5.2 Dung dịch gốc SCCP chuẩn so sánh

Sử dụng dung dịch có bán sẵn, trong xyclohexan hoặc n-hexan, của hỗn hợp đồng loại SCCP đơn lẻ có chiều dài chuỗi cacbon xác định và hàm lượng clo khác nhau (xem Bảng 2, hai cột đầu). Cách khác, sử dụng dung dịch hỗn hợp có bán sẵn với thành phần tương tự.

Hỗn hợp dung dịch tổng hợp được dùng để mô phỏng SCCP xảy ra trong môi trường hoặc sản phẩm kỹ thuật của SCCP. Ví dụ, dung dịch gốc hiệu chuẩn hỗn hợp tổng hợp “nước hồ Ontario” là hỗn hợp được lam tương tự nước hồ Ontario như được báo cáo trong Tài liệu tham khảo [5], Đặc tính là hàm lượng lương đối cao C₁₀ đến C₁₂, đặc biệt là C₁₂ và có hàm lượng clo thấp như được báo cáo một phần trong các mẫu nước. Dung dịch gốc hiệu chuẩn hỗn hợp tổng hợp “Perth” mỏ phỏng sự phân bố số lượng C được tìm thấy ở cá (xem Tài liệu tham khảo [6]). Hỗn hợp chuẩn “trầm tích Drevnice” mô phỏng hỗn hợp tự nhiên được báo cáo về trầm tích của sông Drevnice (xem Tài liệu tham khảo [7]) với hàm lượng C₁₃ cao và hàm lượng clo cao hơn.

Các thành phần của hỗn hợp hiệu chuẩn, như dung dịch đảm bảo chất lượng độc lập, là tự chọn để đạt được sự định lượng các loại hỗn hợp SCCP. Ví dụ độ thu hồi của dung dịch đảm bảo chất lượng được nêu trong Phụ lục H.

Chuẩn bị dung dịch “nước hồ Ontario”, “Perch” và “Trầm tích Drevnice” theo Bảng 2.

Bảng 2 - Dung dịch gốc các chất so sánh/tham chiếu

Hàm lượng clo (cột thứ 3) của hỗn hợp được tính theo trung bình khối lượng. Bảo quản dung dịch đã chuẩn bị trong tủ lạnh ở 2 °C đến 6 °C.

5.3 Dung dịch gốc chuẩn nội từ mỗi đồng loại đơn

Sử dụng dung dịch chuẩn đồng loại đơn có bán sẵn và chuẩn bị một dung dịch gốc trong propanol (axeton) (5.1) ở nồng độ, ví dụ 1 μg/ml.

- Đồng loại đơn SCCP với hàm lượng clo từ 50 % đến 67 % phù hợp làm chuẩn nội nếu vết khối lượng trong phát hiện khối phổ không bị ảnh hưởng bởi các thành phần nền, ví dụ 1,1,1,3,11,13,13,13- octaclotridecan tại, ví dụ 0,1 μg/ml.

CHÚ THÍCH 1 Đồng loại SCCP đơn khác nhau được dùng làm chất chuẩn nội có thể đóng góp vào mẫu môi trường thành tổng SCCP. Do vậy, sự đóng góp xấp xỉ < 1% nghĩa là làm tăng độ không đảm bảo đo là có thể bỏ qua.

CHÚ THÍCH 2 Đồng loại SCCP đơn khác nhau có thể tạp ra hệ số đáp ứng khác nhau, do vậy, cần sử dụng các nồng đó khác nhau.

Dung dịch cần được bảo quản trong tủ lạnh ở 2 °C đến 6 °C.

5.4 Dung dịch hiệu chuẩn

Sử dụng hỗn hợp chuẩn theo Bảng 2. Chuẩn bị tối thiểu chín dung dịch hiệu chuẩn (xem Bảng 3) với nồng độ theo khả năng phát hiện của máy khối phổ. Kết hợp và pha loãng dung dịch (5.2) và dung dịch gốc chuẩn nội (5.3) với n-heptan để thu được dung dịch có khoảng hiệu chuẩn, ví dụ như được nêu ở Bảng 3.

Bảng 3 - Dung dịch hiệu chuẩn

Dung dịch có thể được bảo quản trong tủ lạnh, ít nhất bền trong bốn tuần. Kiểm tra nồng độ của dung dịch hiệu chuẩn với chuẩn được chuẩn bị độc lập trước khi sử dụng.

Dung dịch kiểm tra kiểm soát chất lượng có thể được chuẩn bị để kiểm tra việc hiệu chuẩn độc lập. Sử dụng hỗn hợp hiệu chuẩn như được nêu tại ISO 12010 (xem Phụ lục K). Hỗn hợp này có bán sẵn (ví dụ trong xyclohexan hoặc n-hexan).

5.5 Vật liệu hỗ trợ và làm sạch

5.5.1 Cát silica tinh khiết cao, cỡ hạt 600 μm đến 850 μm, mẫu trắng không bị ô nhiễm.

5.5.2 Bột đồng, cỡ hạt < 63 μm.

5.5.3 Axit clohydric 2 mol/l

5.5.4 Al₂O₃, trung tính, hoạt độ cao (nước 10 %)

5.5.5 Bông thủy tinh

5.6 Khí vận hành, đối với GC-MS độ tinh khiết cao và theo yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất.

5.7 Nitơ, N2, độ tinh khiết ≥ 99,996 % theo thể tích để làm giàu dung dịch.

5.8 Natri sunphat, khan, Na₂SO₄, bột.

6 Thiết bị, dụng cụ

Làm sạch tất cả các thiết bị, dụng cụ thủy tinh bằng axeton (propanol) (5.1).

6.1 Chai cổ rộng, dung tích 1000 ml đến 5000 ml dùng cho trầm tích hoặc bùn ướt.

6.2 Thiết bị làm đông khô

6.3 Tủ đông sâu

6.4 Máy nghiền

6.5 Lò sấy, có khả năng duy trì nhiệt độ trong khoảng từ 100 °C đến 400 °C để sấy và bảo quản vật liệu làm sạch, để sấy bình thủy tinh và để xác định dư lượng khô của mẫu.

6.6 Máy lắc sàng với cỡ sàng phù hợp (cỡ lỗ), ví dụ 2 mm.

6.7 Bình hút ẩm.

6.8 Bình chiết lỏng áp suất (PLE) và phin lọc phù hợp với thiết bị

6.9 Thiết bị làm bay hơi

Ví dụ, máy làm bay hơi quay, máy làm bay hơi turbo hoặc thiết bị làm giàu chân không.

6.10 Cột thủy tinh cho làm sạch sắc ký

6.11 Hệ thống làm sạch GPC (với thiết kế phù hợp)

6.11.1 Bơm, bơm tiêm lấy mẫu, giá để mẫu, bình thu nhận

6.11.2 Cột, Shodex CLNparkPAE 800 AC®1) > 8,0 mm x 300 mm, hoặc tương đương

6.12 Ống đong định mức, 250 ml và 500 ml

6.13 Bình định mức, 1 ml, 2 ml, 10 ml và 25 ml

6.14 Pipet Pasteur, ví dụ 2 ml.

6.15 Xy ranh, 2 pi, 5 pi, 10 pi, và 50 pi, chính xác đến ± 2% thể tích.

6.16 Chai đựng mẫu

Thủy tinh hổ phách có nắp vặn fluoropolyme là phù hợp nhất.

6.17 Sắc ký khí, có cổng bơm chia dòng ghép cặp với máy khối phổ (GC-MS) với ion hóa học (ECNI) và khí phản ứng phù hợp (ví dụ CH₄)

6.18 Cột phân tích

Cột nhồi silica với pha tách thấp không phân cực (xem ví dụ ở Phụ lục C ), ví dụ đường kính trong <0,25 mm, chiều dài 15 m, và độ dày màng 0,1 μm được khuyến cáo.

7 Lấy mẫu và xử lý mẫu

Lấy mẫu như được quy định ở TCVN 6663-12 (ISO 5667-12), TCVN 6663-13 (ISO 5667-13) hoặc ISO 5667-17 vào chai (6.1). Vận chuyển chai trong tối ở nhiệt độ từ 2 °C đến 8 °C. Bảo quản các chai trong phòng thử nghiệm ở nhiệt độ từ 1 °C đến 5 °C. Xử lý trước mẫu ngay trong phòng thử nghiệm bằng cách làm đồng nhất và đông khô. Tùy thuộc vào nhiệm vụ phân tích, nghiền mẫu, ví dụ sử dụng thiết bị phù hợp (6.4) và sàng chúng sử sụng máy lắc sàng (6.6) với cỡ lỗ thích hợp.

8 Cách tiến hành

8.1 Chiết

Đặt phin lọc và cát vào bình chiết theo hướng dẫn về bình chiết (PLE). Chuyển một khối lượng thích hợp, ví dụ 5 g bụi/hạt lơ lửng hoặc 0,5 g bùn cống của mẫu khô đã xử lý vào bình chiết đã chuẩn bị. Tùy thuộc vào nồng độ dự đoán trong mẫu, thêm dung dịch chuẩn nội (5.3). Dung môi n-heptan cho phép chiết hoàn toàn bằng chương trình chiết được nêu ở Phụ lục A.

Làm giàu dịch chiết từ bình chiết (ví dụ 20 ml) về khoảng 1 ml sử dụng thiết bị làm bay hơi phù hợp ở nhẹ (ở nhiệt độ 40 °C) (6.9).

Kỹ thuật chiết khác, ví dụ chiết Soxhlet hoặc chiết siêu âm có thể được sử dụng sau khi kiểm tra là tương đương với PLE và chương trình đưa ra.

8.2 Chiết làm sạch

Quy trình làm sạch hai bước sau cần được tiến hành bắt đầu từ khoảng 1 ml dịch chiết đã làm giàu trong n-heptan (xem 8.1):

a) Làm sạch sắc ký cột với 2 g bột đồng hoạt tính (5.5.2) và 2 g AI₂O₃, trung tính, hoạt tính cao (5.5.4);

b) Làm sạch sắc ký gel (6.11) với Shodex CLNparkPAE 800 AC® 8,0 mm x 300 mm và 0,5 ml/min propan (axeton) làm dung dịch rửa giải.

Đổ đầy bột đồng vào cột thủy tinh có nút bông thủy tinh. Hoạt hóa đồng bằng cách thêm 10 ml axit clohydric 2 mol/l (5.5.3). Để tất cả axit clohydric ngâm trong bột đồng trước khi rửa cột, trước tiên với 25 ml nước và tiếp theo, với 20 ml axeton để loại bỏ axit và nước từ cột. Sau đó, có thể gắn một cái khóa vào đáy của cột để kiểm soát quá trình rửa giải. Sau khi mức dung môi đạt đến mức trên của bột đồng, rửa lớp đồng bằng 3 x 2ml n-heptan. Sau đó, 2 g oxit nhôm (nước 10 %) và khoảng 10 ml n- heptan được bổ sung vào để thu được cột theo lớp oxit đồng/nhôm. Cột ướt được dùng để áp dụng cho dịch chiết mẫu. SCCP được rửa giải bằng 10 ml hỗn hợp n-heptan/exeton (98:2) đã được làm giàu đến khoảng 1,2 ml. Không bao giờ được để cho cột sắc ký chạy khô.

Phần dung dịch đã làm giàu này được sử dụng cho làm sạch GPC tiếp sau. Bơm vào, ví dụ 1 ml dung dịch làm giàu và dung dịch rửa giải theo phần từ 12 ml đến 13,5 ml. Phần này được làm giàu lại lần nữa đến ví dụ 1 ml làm khô bằng natri sunphat (5.8) và chuyển vào một lọ mẫu để bơm vào GC-MS.

Sau khi sử dụng một cột mới để làm sạch GPC, kiểm tra xác nhận thể tích rửa giải về quá trình rửa giải hoàn toàn chất phân tích quan tâm bằng cách phân tích dung dịch chuẩn thích hợp và/hoặc dịch chiết mẫu được thêm chuẩn. Độ thu hồi của SCCP cần >50% và không có pic cản trở xuất hiện trong sắc đồ khí. Nếu cần, các điều kiện GPC cần được thay đổi để đáp ứng với các yêu cầu này.

CHÚ THÍCH Có thể sử dụng quy trình làm sạch thay thế, làm sạch sắc ký cột mở rộng (xem Phụ lục D) và làm sạch sắc ký gel cải biến (xem Phụ lục E). Các chất cản trở định lượng nêu tại Điều 4 áp dụng cho các điều kiện đã nêu trong điều này.

8.3 Đo và tích hợp sắc đồ

Tối ưu các điều kiện vận hành hệ thống GC-ECNI-MS, ví dụ theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Ví dụ các điều kiện sắc ký khí được nêu trong Phụ lục C.

Kiểm tra xác nhận hiệu năng của hệ thống GC-ECNI-MS bằng phân tích chuẩn hiệu chuẩn trước khi phân tích. Sử dụng, tối thiểu, dung dịch hiệu chuẩn “nước hồ Ontario” và “trầm tích Drevnice” để tối ưu hóa hệ thống GC-ECNI-MS.

Kiểm tra tính năng hệ thống GC-ECNI-MS thường xuyên, ví dụ mỗi từ 10 đến 20 mẫu, bằng dung dịch hiệu chuẩn đã chuẩn bị độc lập (Bảng 3) với tổng nồng độ của SCCP, ví dụ 1 μg/ml.

Phép đo được tiến hành trong chế độ ion lựa chọn với bốn mảnh ion khối lượng lựa chọn (giá trị khối lượng trên charge, m/z), nghĩa là m/z 375, m/z 411, và m/z 423, m/z 449. Diễn giải lựa chọn này, xem tài liệu tham khảo [4].

Việc tích hợp các giá trị m/z khác nhau cần được tiến hành trong khoảng thời gian lưu khác nhau được thiết lập từ các dung dịch hiệu chuẩn. Ví dụ khoảng tích hợp là đường chấm trong phụ lục F được nêu tại Bảng 4.

Bảng 4 - Khoảng thời gian lưu điển hình

Ví dụ tích hợp một mẫu thực được đưa ra ở Phụ lục I.

Sử dụng phép đo chế độ ion lựa chọn để phát hiện chuẩn nội. Tích hợp đáp ứng của chuẩn nội theo một pic đơn với giá trị m/z sau đây (xem Bảng 5).

Bảng 5 - Giá trị m/z của chuẩn nội

8.4 Hiệu chuẩn

8.4.1 Khái quát

n-alkan polyclo hóa chuỗi ngắn với hàm lượng clo từ 50 % đến 67 % được hỗn hợp chứa khoảng 6000 đồng loại. Hợp chất SCCP của hàm lượng clo khác nhau cho hệ số đáp ứng khác nhau trong ECNI- MS. Cản trở xảy ra trong phổ khối lượng do từng hợp chất đơn có thể không được tách bằng GC.

Có thể sử dụng định lượng kỹ thuật hồi quy tuyến tính đa biến để mở rộng hơn khoảng độc lập của hàm lượng clo (xem Phụ lục B và tài liệu tham khảo [4]).

Trong khi phần mềm khối phổ hiện đại thường không sử dụng kỹ thuật hồi quy tuyển tính đa biến, phần mềm có bán sẵn có thể thực hiện được. Xem bảng có sẵn (http://standards.iso.org/iso/18635).

8.4.2 Hiệu chuẩn nền/cơ sở

Phân tích dung dịch hiệu chuẩn (5.4) và tích hợp đáp ứng như được nêu tại 8.3. Việc hiệu chuẩn được tiến hành bằng phép hồi quy tuyến tính đa biến sử dụng Công thức (1):

Hoặc trong trường hợp chỉ hiệu chuẩn với m/z 411

Trong đó

P_ΣSCCP là nồng độ mục tiêu của tổng SCCP trong dung dịch hiệu chuẩn, tính bằng microgam trên mililit, μg/ml;

b₁, b₂ là hệ số hồi quy, tính bằng microgam trên miliirt, μg/ml;

A₁,A₂ là diện tích pic của chất phân tích, ví dụ m/z 375, m/z 423;

A_IS là diện tích pic của chuẩn nội, ví dụ m/z 460.

Hệ số hồi quy đã xác định được sử dụng để định lượng nồng độ chưa biết trong mẫu. Trình bày đồ họa của diện tích hiệu chuẩn theo 3 chiều kích thước được nêu ở B.3.

Trình bày đồ họa đã tính toán so với tổng nồng độ mục tiêu SCCP là biện pháp phù hợp cho đánh giá đồ họa hai chiều phù hợp nhất. Một ví dụ được nêu ở Phụ lục G sử dụng 15 dung dịch hiệu chuẩn nêu ở Bảng 3.

Bảng 6 - Hệ số hồi quy đối với tổng SCCP có hàm lượng clo từ 50 % đến 67 % nền chuẩn nội

Việc hiệu chuẩn có thể được kiểm tra với hỗn hợp kiểm soát chất lượng độc lập nồng độ tổng SCCP chưa biết. Bất kỳ một sự thay đổi nào trong giá trị dự kiến không được vượt quá mức được quy định ở 8.4.3. Các ví dụ điển hình được trình bày ở Phụ lục K (xem ISO 12010).

Kiểm tra xác nhận giới hạn định lượng và giới hạn phát hiện theo ISO/TS 13530. Sử dụng trình bày đồ họa phù hợp nhất (xem Phụ lục G) làm nồng độ ước lượng bắt đầu của giới hạn định lượng và giới hạn phát hiện. Kiểm tra xác nhận các phép đo này trong một nền phù hợp.

8.4.3 Nhận dạng và định lượng với kết hợp mảnh khối lượng

Giá trị dựa trên kết hợp mảnh ion khối lượng, m/z 375 và m/z 423 được dùng để định lượng nồng độ như kết hợp này tạo ra các kết quả chính xác nhất.

Các tiêu chí nhận dạng như sau:

a) Phần lồi của sắc đồ cần nằm trong khoảng thời gian lưu đặc trưng m/z của dung dịch chuẩn SCCP khác nhau (xem bảng 6);

b) Hình dạng của phần lồi sắc đồ cần phải giống như kiểu dáng của chuẩn SCCP (xem Phụ lục F);

c) Kết quả tính được dựa trên m/z 411 (hồi quy tuyến tính đơn giản) hoặc dựa trên m/z 411 và m/z 449 (kết quả âm là dấu hiệu với mật độ MCCP) không khác quá ±70 % kết quả dựa trên m/z 375 và m/z 423. Độ lệch lớn hơn có thể được quan sát với hỗn hợp SCCP đơn có chứa clo thấp hơn.

8.4.4 Tính toán kết quả

Tính kết quả theo Công thức (2) sử dụng hệ số hồi quy được xác định bằng hiệu chuẩn (xem 8.4.2)

Trong đó

ω_ΣSCCPs là tổng SCCP trong mẫu, tính bằng microgam trên gam, μg/g;

P_IS,s là nồng độ của chuẩn nội trong mẫu, tính bằng microgam trên gam, μg/g;

P_IS,cal là nồng độ của chuẩn nội trong dung dịch hiệu chuẩn, tính bằng microgam trên miiilit, μg/ml

b₁, b₂ là hệ số hồi quy, tính bằng microgam trên mililit, μg/ml, đã biết từ Công thức (1);

A₁, A₂ là diện tích pic của chất phân tích, ví dụ m/z 375, m/z 423;

A_IS là diện tích pic của chuẩn nội trong mẫu, ví dụ m/z 460.

8.4.5 Kiểm tra chất lượng để chuẩn nội

Tiến hành kiểm tra tuyến tính theo TCVN 6661-1 (ISO 8466-1) với dung dịch theo 5.3.

Xác định tỷ lệ thu hồi của chuẩn nội sau khi tối ưu quy trình làm sạch. Điều chỉnh thể tích cuối cùng đến 1 ml. Sau đó, tính tỷ lệ thu hồi của chuẩn nội từ Công thức (3)

Trong đó

A_IS,cal là diện tích pic trung bình của chuẩn nội trong mẫu hiệu chuẩn;

A_IS,s là diện tích pic của chuẩn nội trong mẫu.

Tỷ lệ thu hồi tối thiểu của chuẩn nội trong mẫu thực là 25 %.

Số liệu hiệu năng từ phép thử liên phòng thử nghiệm được nêu ở Phụ lục J.

9 Biểu thị kết quả

Báo cáo kết quả theo tổng SCCP (với hàm lượng clo từ 50 % đến 67 %), tính bằng microgam trên gam, đến hai chữ số có nghĩa.

10 Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Phương pháp thử được dùng, cùng với viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Tất cả thông tin được yêu cầu để nhận dạng đầy đủ mẫu;

c) Bảo quản và xử lý mẫu sơ bộ;

d) Biểu thị kết quả như được nêu tại Điều 9;

e) Bất kỳ sai lệch khỏi quy trình này.

Phụ lục A

(Quy định)

Chương trình chiết lỏng áp suất Bảng

A.1 - Chương trình chiết lỏng áp suất

Phụ lục B

(Tham khảo)

Giải thích hiệu chuẩn tổng SCCP với hồi quy tuyến tính đa biến

B.1 Hiệu chuẩn thông thường với hồi quy tuyến tính và hiệu chuẩn ngược

Hồi quy tuyến tính được dùng với một biến độc lập (nồng độ, ρ) và một biến phụ thuộc (đáp ứng, y). Hàm hiệu chuẩn thông thường như được trình bày ở Công thức (B. 1)

Trong đó

p là nồng độ của chất phân tích;

b_0, b₁ là hệ số hồi quy tuyến tính;

y là diện tích pic hoặc đáp ứng của chất phân tích.

Cũng có thể sử dụng hàm nghịch đảo, nghĩa là như công thức (B.2)

Nồng độ là một hàm đáp ứng của chất phân tích. Sai khác giữa Công thức (B.1) và (B.2) là hồi quy tuyến tính giảm thiểu bình phương sai số trong nồng độ, trục ρ và như trước đó, không bình phương sai số về diện tích pic, trục y. Sai khác này không phù hợp hoặc không có ý nghĩa.

Kiểu hàm hiệu chuẩn [biểu thị theo công thức (B.2)] có thể được biểu thị đồ họa theo hai chiều. Đường biểu thị hai kích thước/chiều này có thể được biểu thị ba kích thước/chiều (xem Hình B.1).

Tính phù hợp nhất có thể được biểu thị bằng sai số căn bình phương trung bình (căn quân phương) của dự đoán (RMSEP) được đưa ra bởi Công thức (B.3).

Trong đó

pi là nồng độ dự đoán của chất phân tích;

là nồng độ thực của chất phân tích trong mẫu hiệu chuẩn;

là bậc tự do.

RMSEP phản ánh độ lệch giữa giá trị nồng độ và giá trị nồng độ được tính.

CHÚ DẪN

X y₁ đáp ứng 1

X y₂ đáp ứng 2

Z ρ nồng độ

Hình B.1 - Hàm hiệu chuẩn thông thường (nghịch đảo) theo không gian ba chiều

B.2 Hiệu chuẩn hồi quy tuyến tính đa biến

So sánh với hồi quy tuyến tính ngược thông thường với chỉ một biến độc lập [công thức (B. 1)], bằng hồi quy tuyến tính đa biến nghịch đảo kiểu tương quan giữa hai hoặc nhiều biến giải thích được mô hình hóa, ví dụ diện tích pic của một giá trị m/z nào đó và nồng độ của chất phân tích. Trong trường hợp tiêu chuẩn này, hiệu chuẩn được thực hiện với hai biến. Nồng độ phụ thuộc vào hai đáp ứng khác nhau, y₁, y₂.

Trong đó

ρ là nồng độ;

b₀, b₁, b₂ là hệ số hồi quy, được xác định bằng phần mềm thuật toán;

y₁, y₂ là diện tích pic của chất phân tích.

Tính phù hợp nhất có thể được biểu thị bằng sai số căn quân phương của dự đoán (RMSEP) được tính theo Công thức (B.5).

Trong đó

là nồng độ dự đoán của chất phân tích ;

p_i là nồng độ thực của chất phân tích trong mẫu hiệu chuẩn;

v là bậc tự do

Hiện nay, Hàm hiệu chuẩn không được biểu thị bằng một đường thẳng, nhưng bằng một diện tích đã được chứng minh bằng diện tích và bốn đường trong nó.

CHÚ DẪN

X y₁ đáp ứng 1

X y₂ đáp ứng 2

Z ρ nồng độ

Hình B.2 - Hàm hiệu chuẩn hai biến y₁, y₂ - Diện tích hiệu chuẩn

Trình bày hai kích thước của độ phù hợp nhất có thể được đưa ra theo độ thu hồi của nồng độ dự đoán so với nồng độ thực, xem thêm Phụ lục G.

B.3 Hiệu chuẩn hồi quy đa biến đối với tổng SCCP

Xác định tổng SCCP bằng ECNI-MS là cần thiết bởi vì các yếu tố đáp ứng rất khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng clo của hợp chất (xem Tài liệu tham khảo [1]). Việc hiệu chuẩn bằng hồi quy đa biến là cách thức dùng thông tin diện tích pic vủa hai phần mảnh khối lượng.

Các đồng loại SCCP với hàm lượng clo thấp đóng góp vào các phần mảnh khối lượng nhỏ hơn, ví dụ m/z 375. Các đồng loại SCCP với lượng clo lớn hơn đóng góp vào mảnh khối lượng lớn hơn, ví dụ m/z 423. Bằng cách cân tổng của hai mảnh khối lượng lựa chọn, có thể mô tả tổng SCCP (xem Tài liệu tham khảo [3] về quy trình lựa chọn và thực nghiệm kiểm tra xác nhận).

Diện tích hồi quy điển hình bằng mảnh khối lượng lựa chọn, m/z 375 và m/z 423. Được trình bày ở Hình B.3. Dung dịch hiệu chuẩn được mô tả ở Bảng 3 được chứng minh là các điểm trong diện tích. Các điểm số liệu trong diện tích hiệu chuẩn được đánh dấu và đóng góp vào dung dịch hiệu chuẩn và dung dịch đảm bảo chất lượng được dùng.

Trong đó

ρ_ΣSCCP là nồng độ mục tiêu của tổng SCCP trong dung dịch hiệu chuẩn, tính bằng microgam trên lit, μg/l;

b₁,b₂ là hệ số hồi quy;

A₁, A₂ là diện tích pic của chất phân tích, ví dụ m/z 375, m/z 423;

A_IS là diện tích pic của chuẩn nội, ví dụ m/z 460.

Ví dụ, với Excel®, việc tính toán với hàm LINEST là có thể dễ dàng và ví dụ về bảng làm việc được trình bày ở http://standards.iso.org/iso/18635

Hình B.3 - Diện tích hồi quy của dung dịch hiệu chuẩn Bảng 3 và dung dịch đảm bảo chất lượng Bảng 4 và A.1

B.4 Diễn giải khối phổ của ion mảnh khối lượng lựa chọn

Trong khối phổ ECNI của SCCP, bậc phân mảnh tương đối thấp khi so sánh với kỹ thuật như tác động electron và ion hóa hóa học điện tích dương (Tài liệu tham khảo [2]). Trong ECNI-MS, giá trị m/z chiếm ưu thế là [M-CI-], [M-HCI]- và [M+CI]^-. Thực tế này đã được xác nhận bằng phổ của 1,2,5,5,6,9,10- heptaclorodecan. Chúng được đo trong các điều kiện ion hóa như nhau như được nêu ở Phụ lục C, nhưng ở chế độ quét đầy đủ. Không có ion phân tử nào được phát hiện. Các ion chính và các đồng vị clo tương ứng với chúng là m/z 345 [M-CI]^-, m/z 344 [M-HCI]^- và m/z 415 [M+CI]^- cùng với lượng nhỏ hơn m/z 309 [M-CI-HCI]^- hoặc [M-HCI-CI]^-, m/z 308 [M-HCI-HCI]^- và m/z 272 [M-HCI-HCI-HCI]^-.

Sau khi xác nhận con đường phân mảnh trong ECNI-MS được sử dụng, các mảnh có thể thuộc về ion khối lượng lựa chọn để định lượng như sau:

Dưới đây là một số các thành phần nguyên tố của các ion phân mảnh khối lượng lựa chọn.

Rất khó để giải thích, bằng lý do phổ khối lượng, tại sao các ion khối lượng đặc thù này phù hợp nhất với việc định lượng. Các thành phần nguyên tố khác nhau minh họa việc chồng lấn phổ phức tạp xảy ra khi tích hợp trên toàn khoảng thời gian lưu. Sử dụng sắc ký ion lựa chọn của hỗn hợp chuẩn (xem Hình trong Phụ lục I), chứng tỏ rằng giá trị m/z lựa chọn với khoảng thời gian lưu gần 1 min với tỷ lệ gia nhiệt GC rất nhanh (70 °C/min) và cột tương đối ngắn (15 min) thuộc về nhiều hợp chất đơn lẻ.

Việc lựa chọn để định lượng đã được tiến hành sử dụng một cách tiếp cận theo kinh nghiệm (xem Tài liệu tham khảo [4]).

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ví dụ về các điều kiện GC-MS điển hình

C.1 Ví dụ 1

C.2 Ví dụ 2

C.3 Ví dụ 3

C.4 Ví dụ 4

Phụ lục D

(Quy định)

Quá trình làm sạch thay thế với sắc ký cột

D.1 Khái quát

Quy trình làm sạch khác có thể được dùng cùng với các chất chuẩn nội thay thế.

Giá trị m/z của chuẩn nội

D.2 Chiết

2 g AI₂O₃ (AI₂O₃ 90, tiêu chuẩn cho phân tích hấp phụ sắc ký cột theo Brolmann) và hỗn hợp 10 g Na₂SO₄, 10 g cát (xem 5.5.1) và mẫu đã sấy khô được nạp đầy vào ngăn chiết của PLE (xem 8.1) (dung môi PLE: xyclohexan/etylaxetat 1:1). Sử dụng một chương trình PLE theo Phụ lục A.

D.3 Sắc ký cột

Đẩy khoảng 0,5 g Na₂SO₄ lên trên nút bông thạch anh vào một cột thủy tinh (dài: 20 cm, đường kính trong: 1,5 cm).

Rửa cột bằng 3 ml xyclohexan.

Nhồi 3 lớp silica gel (hoạt hóa: 8 h ở 550 °C) với các thuốc thử và tạo huyền phù trong xyclohexan sau:

- 3 g silica gel 3 % H₂O;

- 3 g silicagel 40 % H₂O;

- 10 g silica gel 44 % H₂SO₄.

Sử dụng dịch chiết mẫu, ví dụ 0,5 ml.

Rửa giải thực hiện dùng 25 ml n-hexan sau đó 25 ml 1:1 n-hexan/diclorometan. Đổ bỏ 30 ml đầu tiên và thu lấy phần sau (20 ml).

Làm giàu dịch rửa giải đến thể tích 1 ml và chuyển vào lọ đựng mẫu để đo.

D.4 Cản trở với hóa chất clo hóa (sản phẩm kỹ thuật)

Bảng D.1 - Mức nồng độ cao nhất không có cản trở có mức lớn hơn giới hạn định lượng 0,03 μg/g

Phụ lục E

(Tham khảo)

Làm sạch với sắc ký gel

Cột sắc ký gel sau đây có thể được dùng làm quy trình làm sạch khác. Camphelor (toxaphen) không được loại bỏ đầy đủ. Chúng phải được thử với các cản trở khác:

GPC: cột: Nucleogel 300 mm x 7,7 mm (MACHEREY-NAGEL).

0,5 ml/min axeton, thu phần 9,5 ml đến 11 ml.

Phụ lục F

(Tham khảo)

Sắc đồ điển hình của dung dịch chuẩn 1 μg/ml

CHÚ DẪN

1 nước “Hồ Ontario’’

2 “Perch”

3 “Trầm tích Drevnice”, 1 μg/ml

X thời gian, phút

Y cường độ

CHÚ THÍCH pic đơn lẻ là một tín hiệu của chuẩn nội.

Hình F.1 - Sắc đồ [giám sát ion lựa chọn (SIM)] của giá trị m/z 375 (sắc đồ trên) và giá trị m/z 423 (sắc đồ dưới) của hỗn hợp chuẩn hiệu chuẩn lựa chọn

Phụ lục G

(Tham khảo)

Trình bày sự phù hợp nhất của hiệu chuẩn

CHÚ DẪN

X Tổng SCCP mục tiêu, tính bằng μg/g

Y Kết quả tổng SCCP thực nghiệm, tính bằng μg/g

Hình G.1 - Trình bày sự phù hợp nhất của hiệu chuẩn

Phụ lục H

(Tham khảo)

Ví dụ về độ thu hồi của dung dịch đảm bảo chất lượng

Bảng H.1 - Các loại hỗn hợp SCCP trong chương trình

CHÚ DẪN

1 đến 9 1 μg/ml ± 0,4 μg/ml, hỗn hợp SCCP, xem Bảng H.2

X diện tích pic tương đối, m/z 375

Y diện tích pic tương đối, m/z 423

Z tổng SCCP, μg/ml

Hình H.1 - Diện tích hiệu chuẩn tổng SCCP được tính bằng hồi quy tuyến tính đa biến

Bảng H.2 - Hỗn hợp SCCP được lựa chọn, đánh dấu và vị trí của chúng trong diện tích hiệu chuẩn

Phụ lục I

(Tham khảo)

Sắc đồ của các mẫu thực

CHÚ DẪN

X thời gian, phút

Y cường độ

Hình I.1 - Mẫu trầm tích - Tổng nồng độ SCCP 0,07 μg/g; m/z 375 (sắc đồ trên); m/z 423 (sắc đồ dưới)

CHÚ DẪN

X thời gian, min

Y cường độ

Hình I.2 - Mẫu trầm tích - Tổng nồng độ SCCP 0,55 μg/g; m/z 375 (sắc đồ trên); m/z 423 (sắc đồ dưới)

CHÚ DẪN

X thời gian, min

Y cường độ

Hình 1.3 - Mẫu trầm tích - Tổng nồng độ SCCP 2 μg/g; m/z 375 (sắc đồ trên); m/z 423 (sắc đồ dưới)

Phụ lục J

(Tham khảo)

Dữ liệu tính năng

Phép thử liên phòng thí nghiệm để xác nhận giá trị sử dụng của ISO 18635 được tiến hành vào mùa thu 2015. Các kết quả được trình bày ở Bảng J. 1.

Bảng J.1 - Dữ liệu tính năng (định lượng sử dụng m/z 375 và m/z 423) (theo ISO 5725-2)

Phụ lục K

(Tham khảo)

Dung dịch kiểm tra kiểm soát chất lượng

Có thể sử dụng dung dịch kiểm tra kiểm soát chất lượng

Bảng K.1 - Các dung dịch cho các thành phần đảm bảo chất lượng, ng/ml

Sử dụng các dung dịch có bán sẵn, ví dụ xyclohexan hoặc n-hexan, hỗn hợp đơn của các đồng loại SCCP với chiều dài chuỗi cacbon xác định và hàm lượng clo xác định khác nhau (xem Bảng K.1, hai cột đầu). Cách khác, có thể sử dụng dung dịch hỗn hợp có sẵn như được nêu tại Bảng K.1.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] S. Bayen, J.P. Obbard, G.O. Thomas Chlorinated paraffins: A review of analysis and environmental occurrence. Environ. Int. 2006, 32 pp. 915-929

[2] P. Castells, F.J. Santos, M.T. Galceran Evaluation of three ionisation modes for the analysis of chlorinated paraffins by gas chromatography/ion-trap mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004, 18 pp. 529-536

[3] S. Geiss, J.W. Einax, S.P. Scott Determination of the sum of short chain polychlorinated n-alkanes with a chlorine content of between 49 % and 67 % in water by GC-ECNI-MS and quantification by multiple linear regression. Clean - Soil Air Water. 2010, 38, pp. 57-76

[4] S. Geiss, D. Loftier, B. Körner, M. Engelke, G. Sawal, P. Bachhausen Determination of the Sum of Short-Chain Chlorinated Paraffins with a chlorine content between 50% and 67% in sediment samples by GC-ECNI-MS and Quantification by Multiple Linear Regression. Microchem. J. 2015, 119 pp. 30-39

[5] M, Houde, D.C.G. Muir, G.T. Tomy, D.M. Whittle, C. Teixeira, S. Moore Bioaccumulation and Trophic Magnification of Short- and Medium-Chain Chlorinated Paraffins in Food Webs from Lake Ontario and Lake Michigan. Environ, Sci. Technol. 2008, 42 pp. 3893-3899

[6] G.T. Tomy, G.A. stern, D.C.G. Muir, A.T. Fisk, C.D. Cymbalisty, J.B. Westmore Quantifying C10- C13 polychloroalkanes in environmental samples by high resolution gas chromatography/electron capture negative ion mass spectrometry. Anal. Chem. 1997, 69 pp. 2762-2771

[7] P. Pribylová, J. Klánová, I. Holoubek Screening of short- and medium-chain chlorinated paraffins in selected riverine sediments and sludge from the Czech Republic. Environ Pollut. 2006, 144 pp. 248-254

[8] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo - Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.