标准内容
ICS 13.300;13.020.40
中华人民共和国国家标准
GB/T27860-2011
化学品
高效液相色谱法估算士壤和
污泥的吸附系数
Chemicals--Estimation of the adsorption coefficient (K..) on soil and orsewage sludge using high performance liguid chromatography (HPLC)2011-12-30 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2012-08-01实施
本标推按照G/T11—2009的规则起草。GB/T 27860—2011
本标准与经济合作与发展组织(OECD)化学品测试导则N0.121(2001年)高效液相色谱法估算土壤和污泥中吸附系数》(英文版)技术内容相同,本标推做了下列结构和编辑性修改:一将适脂的化学物质示例由止文移人附录B中;一计量单位收为我国法定计量单位;为与现有标推系列一致,将标准名称改为客化学品高效液相色谱法估算土壤和污泥的吸附系数节。
本标准由金国危险化学品管理标准化技术委员会TTTKANTKACA
1范围
化学品高效液相色谱法估算土和污泥的吸附系数
GB/F27860—2011
本标准规定了高效液相色谱法(HPLC)估算化学品在土堰和污泥中吸附系数的术语和定义,受试物信息、方法概述、试验准备、试验、质量控制、数据与报告。本标准适用于试验期间化学性质稳定的物质,尤其适用于雄以用其他方法测试的物质,如:挥发性物质由丁水溶性差而无法分析检测其浓度的物质、对吸附试验器血具有强亲和性的化学物质也适用于含有不能完全分离洗脱带的混合体系(测试混合物的1gK。应给出其上下限)。本标准适用的吸附系数(1gK)范围为 1. 5~5. 0。本标准不适用于可与高效液相色谱固定相或流动相发生反应的物质,可与某些无机物以特殊方式发生作而的物质(如,与粘土矿物质基础形成露合物)和表面活性剂、无机物,中强酸和碱。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注口期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T21851化学品批平衡法检测吸附/解吸附试验GB/T21852化学品分配系数(正辛醇-水)高效减相色谱法试验3术语和定义
下列术语和必适用于本文件。
分配系数 K。partltion coefficient平衡状态下,化学物质在吸附剂(土壤或污泥)与水相之间的浓度之比。两相浓度均以质量浓度表示时,K。无量纲,差水相浓度以质量/体积方式表示,则K,的单位为毫升每克(mL/g)。K值随吸附剂的性质不同而不同,并与吸附剂的浓度有关。见式(1):K,
式中:
分配系数,无量纳或单位为毫升每克(mL/g):C+—平衡时土壤中受试物浓度,单位为微克每克(μ/g);C号记——平衡时污泥中受试物浓度,单位为微克每克(ug/g);C条一平衡时水相中受试物浓度,单位为微克每克(μg/g)或微克每毫升(μg/mL)。3.2
弗罗因德利希骏附系数K,Freandlich adsorption coefticient(1)
化学物质在水相中的平衡浓度为1g/mL时,化学物在吸附剂(土壤或污泥)(t/m)中的度。K,值随吸附剂的性质不同而不同。1
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对于大多数分子型化学物质,在士瘦或污泥与水的两相系统中的吸附规律,遵循弗罗因德利希方程。见式(2):
Ig三=IgKr+=·IgCk
式中,
2/m --
-弗罗因德利希吸附系数:
一平衡时吸附剂m吸附受试物工的量,单位为微克每克(g/g)1/n-吸附等温线斜率;
平衡时受试物在水和中的浓度,单位为微克每旁升(rg/mI.)。当水相中的平衡浓度C水为1ug/mL时,见式(3):IgKe-lg=
股附系数Kadsorption coefFicienl.(2)
通过吸附剂(土壤或污泥)中有机碳含量对化学物质的分配系数(K。)或弗罗因德利希吸附系数(K,)进行归一化而得到,使不同的化学物质之间具有可比性,儿其适用于非离子化物质。由于K,与K,的单位不同,K。可以是无量纳常数,也可以具有计量单位毫升每克(mL/)或微克每克(μg/g)。K。与K。并不总呈线性关系。K值随上壤的不同而有差异,但相对K.和K而言,其差异明显减小,见式(4)
式中:
K一吸附系数,无量纲,或单位为毫升每克(mL/g)或微克每克(ug/g);。:-一分配系数,无量纲,或单位为毫并每克(mL/g):K:--一弗罗因德利希吸附系数;fo
一有机碳含量。
容量因子
capacity factor
分配平衡时,组分在固定相中的质与在流动相中的质量比值。实际测试时,常根据化学物质的保留时间计算而得,见式(5):
式中:
灵”一容量因子:
tr..-.-保留时间,单位为分(min):te
一死时间,单位为分(min)。
正辛醇-水分配系数P。
partition cnefficient of n-oclanol - water平衡状态下,化学物质在正辛醇与水相之间的浓度之比,无量纲。见式(6),Pow
式中:
正辛醇-水分配系数;
CEt(=K)
平衡时受试物在正辛醇中的浓度,单位为微克每克(/)或微克每毫(/mL)TTTKANTKACA
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C*—平衡时受试物在水相中的浓度。单位为微克每克(ug/g)或微克每旁升(μg/mL)。4受试物信息
受试物信息包括:
a)分子式和结构式;
b)纯度;
电离常数+
水,有机溶剂中落解度
正辛醇-水分配系数;
f水解性。
5方法概述
5.1方法说明
K。可通过它与化学物质的水溶性和正亲醇-水分配系数的相关性估算12~8.~B,131。本方法用高效液相色谱(HPLC)法估算化学物质在土壤和污泥中的吸附系数K。=:1。与定量构效关系方法(QSAR)相比,本方法具有更高的可靠性。但作为一种估算方法,本方法不能完全代替批平衡试验方法(GB/T21851)。
5.2方法原理
HPLC采用含亲脂和极性基团的商业化鼠基硅胶分析柱,该固定相具有中等极性,其硅胶表面键合和如下:
-O-Si-CH.--CH。-CH
非极性区
极性区
当化学物质随流动相进人色谱柱,在流动相和固定相之间进行分配而被保留。由于基硅胶分析柱的固定相同时含有极性和非极性两种基团,可相应地与化学物质的极性和非极性基团发生作用。这与化学物质在土壤和污泥上的吸附具有相似之处。由此,建立化学物质相色谱保留时间与吸附系数之间的关系。
PH值对物质,尤其尽极性物质的吸附行为有非常重要的影响。农业土壤和污水处理池的PH值一般在 5. 5~7. 5 之间, 对于 pH 值为 5, 5~~7. 5 时电离度不小于 10%的离子化合物,要求通过适当的缓冲落液体系,分别测试受试物处于离子状态与非离子状态下的K。本标准仅利用化学物质在HPLC柱上的保留时间与吸附系数之间的关系来测定受试物的吸附系数,不涉及定量分析方法,只带测定受试物的保留时间。来用一系列合适的参比物,在标准试验条件下进行测定,因此,可以提供一种快速、有效的估算受试物吸附系数K。的方法。5.3参比物
通过HFLC保留时间数据来测定受试物的吸附系数Kc,首先应建立lgK,与lg之间的拟合校准曲线。选择参比物时应注意校准曲线至少由6个点拟合而成,其中大于和小于受试物K,值的各至少一个。
同时,应注意试验结果的准确性与参比物的选择有重要关系,因此,尽量选择与受试物结构相似的a
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比物。
若此类信息不,可选摔近当的校准物质,通带选摔同系物进行校准。附录A中表A,1和表A,3分别给出了一些物质在土鞭和污泥中的K。+可以用来作为校准物质。如有止当理由·也可选择其地校准物质。
5.4方法的准确性和有效性说明
一般情况下,用本方法估算的吸附系数与用批平衡法测得的吸附系数差异在士0.51gK(参见附录A中的表A.1)。如果选择结构与受试物结构非常相似的参比物,可以获得更高的准确性。对48种物质(大部分是农药的研究验证,用本方法估算的吸附系数与用批平衡法测得的吸附系数的相关系数R=0,95211。
11 个实验室之间的比对,进一步验证了本方法的有效性(参见附录 A 中的表 A. 2)-12- 已证实本方法对列人附录A的表A.1中的物质是有效的,本方法也适用于列人附录B的物质。6试验准备
6.1仪器设备
高效液相色谱仪,应配有无脉冲泵.适当的检测器、带有定基环的进样陶、硅胶键合鼠基色谱柱。相同固定相的保护柱骨于进样系统与分析程之间。色语柱的一般选择原为采用印醇:水为55:45的流动相。对1gKs一3.0的物随,其在色游柱上的容量因子1>0.0:对1gK一2.0的物质其在色谱柱七的容量因子Ig一0.4。6.2流动相
摇荐使用以下两种流动相:
申醇/永(5545,体积批)
—-甲醇/0.01M柠檬酸盐缓冲溶液pH6.0(55+45,体积比)用HPLC级甲醇、二次蒸馏水<或超纯水)或柠機酸盐經冲溶液配制洗脱液,使用之前需脱气处理。采用等度洗脱方法。如果甲醇/水混合体系流动相不合适,可尝试其他有机溶剂/水混合体系,如:乙醇/水,艺腈/水混合体系,
对于离子型物质,建议使用缓冲盐溶液获得稳定的PH。但使用有机溶剂/缓冲盐疮液混合体系时,应避免盐析和色谱柱柱效的降低。离子对试剂会影喇固定相的吸附性质,使固定相发生不可逆的改变,因此,禁止使用含该类添加剂的流动相。若确使用添加剂,建议使用单独的色谱柱进行试验。7试验
7.1溶质
受试物和参比物都应用流动相配制。7,2温度条件
测试过程中记录实验室温度,建议使用恒温箱以确保校准、估算和测试过程中温度恒定,7. 3确定死时间 t
有两种方法可以确定HPLC死时间to。1
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一种是通过同系物测定。见化学品分配系数(正辛醇-水)高效液相色谱法试验(GB/T21852)[7。另-·种是道过不被色谱柱保留的惰性物质(如甲酰胺、硫豚或硝酸钠)测定。测定时至少重复进样两饮。
7.4定保留时间级
只要确认每种参比物的保留时间不受其他参比物的影响,可直接混合物进样,定各参比物的保时间。各参比物的保留时间每天至少应在一定的时间间隔内校准两次,确保色谱柱性能稳定,未发生改变。如,在受试物进样前后分别进参比物,确保前后的保留时间没有发生就移。受试赖应单独进样,记录保留时间;进样尽可能少,避免色谱柱过裁。8质量控制
至少苹行测定2欲,两秋平行谢定之间的差异不大于0.251gK。9数据与报告
9.1数据处理
根据式(5),由死时间和保留时间+分别计算各参比物和受试物的容因子是。根据蔡比物的K用批平衡洁测得与版(参见耐录A中的表A.1,建文接推曲线校准曲线至少由 6个点拟合而成,其中大于和小于受试物Kre值的各至少一个。通过该校谁曲线,由受试物的lz值计算受试物的I这K。值。方法的准确性与参比物的选择有重要的关系,因此,尽量选揉与受试物结构相似的参比物,如果此类数据信息不足,也可选择结构不同的物质进行校准。9.2试验报告
报告应包括以下内容:
受试物和参比物的名称纯度,如果相关+应给山PK。值:-描述实验仪器和操作条件,如1分析柱和保护柱类型和规格、检测方式、流动相(包括组成比例和pH值)、测试过程的温度范围:死时间及其测定方法;
一受试物和参比物的进样量;
—用子校的参比物的保留时间
—g与IgK的拟合问归线和曲线图;受试物的平均保留时间和lgHc的估算;—色谱图。
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附录A
(资料性附录)
不同方法获得的相关化学物质的K,值不同方法获得的土壤和污泥K,值的比较见表A,1。A.1
阿特拉神
利容隆
倍硫辫
灭草隆
苯甲胺
1-硝基苯伊酰胺
乙酰苯胺
2,5-二氯苯胺
1912-24-9
330·55-2
55-38-9
150-68-5
85-01-8
93-99-2
55-21-0
619-80-7
103-84-4
62-53-3
95-82-9免费标准下载网bzxz
不同方法获得的土填和污泥K值的比较1>2污
(批平衡法)
(HPLC送)
HPL心方法11家实验室间的比对结果见表A.2。赛A.2
阿特拉锌
灭草座
利谷隆
倍硫磷
(批平衡法)
11 家实验室采用 HPLC方法的比对结果3CAS
1912-24-9
150-68-5
77608-88-3
330-552
55-38-9
(批平衡法)
HPLC法
(HPLC法)
78 ± 16
100±8
292 ± 58
465 ± 62
2 062±648
w. Kordel, D, Hennecke. M. Herrmann (1997). Application of the HFLC--screening method for the determina-1
tian of the adsorption coefficient on sewage sludges. Chemosphere+35 (1/2),121 128,W, Kordel,D, Hennecke,C Franke (l997). Determnination of the adaorptian caefficients of arganie substences on2)
sewage sludges. Chemosphere,35 (1/2),107-119,W, Kordel,G. Katthoff,J. Muller (1995). HPL.C-sereening method far the determination of the adsorptian coef-3)
ficient on soil—Results of a ring tesl. Chemosphere,30 (7),1373 1384.6
A.3基于土壤吸附数据推荐HPLC方法使用的参比物见表A.3。表A.3
藝比物
艺酰苯胺
2-硝基苯甲酰胺
N-三甲基萍甲酰胺
4-甲基苯甲酰胺
苯甲酸甲
劳去津
异芮座
3-硝基苯甲酰胺
3,5-二硝基苯孕酰胺
多菌灵
三唑醇
咪喉嗪
三噻麟
利谷睦
硫丹酶醇
灭虫战
酸性黄219
1,2.3-三氯萃
-六六大
倍雄群
真接红81
吡嘧磷
α-硫开
禾草灵
减性蓝 41(混合物)
基于土填吸附数据推转HPLC方法使用的参比物CAS
13-84-4
108-95-2
610-15-1
611-74-5
619-55-6
93-58-3
1912-24-9
94123-59-6
645-09-0
62-53-3
121-Bt-a
10605-21-7
55219-65-3
72459-586
24017-47-8
330-55-2
91-20-3
2157-19-9
2032-65-7
63405-85-6
87-61-6
55-38-9
2610-11-9
13457-18-6
959-98-8
51338-27-3
85-01-8
26850-47-5
12270-13-2
50-29-3
IgK平均值
(批平衡法)
的个数
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数据来自W.Kordel,J.Muller (1994).Bestimttung des Adsorptianskoeffizienten organischer Chemikalien mitderHPLC.UBAR&DReportNo.10601044(1994)b数据来自 B.V,Orpen.W.Kordel,W.Klein<1991).Chemosphere.22;285.304.心数据来自工业界,
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B.1下列物质适用于本文件:
附录B
(资料性附录)
本标准适用的化学物质
芳胺(如:氟乐灵、4-氯苯胺、3,5-二硝基苯胺、4-甲基苯胺,N-甲基苯胺、1-萘胺);a)
芳香羧酸酯(姒:萃甲酸甲酯,3,5-二硝基苯甲酸乙酯);e
芳烃(如:甲苯,二甲萃,乙苯,硝基苯,1+2,3-三氯苯),苯氨基丙酸酯(如:二氨苯氧基苯氧基丙酸甲酯、恶唑禾草灵、精恶唑禾草炙)苯并咪唑和咪噬杀真菌剂(如:多菌灵,呋基苯并咪,咪嗪)碳酸酰胺(如:2-氨苯甲酰胺、N,N--巾基苯甲酰胺,3,5-硝基苯甲酰胺,N-甲基苯甲酰胺2-硝基苯甲酰胺,3-硝基苯甲酰胺):氯代烃(期:碗丹DDT、六氨辈,五氣硝能苯):有机磷杀虫剂(如:谷巯磷、乙拌磷、苯线磷、异柳磷、定菌磷、硫丙磷、三唑磷);(如:苯酚、2-硝基苯酚,1-硝基苯酚、5-氨苯酚、2+4,6-三硝基苯酚,1-萘酚)t毕腺衔生物(如:异丙靡、绿谷隧、皮菌魔);色蒸染料(如:酸性黄219、碱性蓝41,直接红81):多环芳烃(如:苞、萘)
1,3,5-三嗪除草剂(如:扑草净,扑灭津、西津、去草净):m)
三唑衔生物(如:戏唑呼,三唑啊、抑芽唑)。藝考文献
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