ISO 27108:2010 — 水质 — 固相微萃取气相色谱质谱法测定农药

1. SPME-GC-MS 水质分析方法的范围与原理

ISO 27108:2010 规定了使用固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）测定饮用水、地下水和地表水中选定植物处理剂和杀生物产品的方法。该方法对大多数目标化合物达到至少 0.05 微克/升的测定限，使其适用于针对严格饮用水法规的合规监测。该标准由 ISO/TC 147/SC 2 制定，以应对全球水资源农药污染日益增长的关注。

SPME 是一种无溶剂萃取技术，将采样、萃取和浓缩整合为一步。涂有聚合物吸附剂的熔融石英纤维直接浸入水样中，分析物根据其平衡分配系数分配到纤维涂层中。达到萃取平衡后，将纤维转移到 GC 进样口，分析物在此热解吸并转移到色谱柱。SPME 的无溶剂特性消除了溶剂处置成本和暴露风险，该技术仅需 8 至 16 毫升的小样品体积，非常适合实验室和现场应用。

2. 分析程序与方法验证

SPME 程序包括将 8 至 16 mL 水样置于带磁力搅拌棒的玻璃样品瓶中，加入氯化钠控制离子强度并通过盐析效应提高萃取效率，然后将 SPME 纤维浸入设定萃取时间（通常 30 至 60 分钟）并持续搅拌。萃取时间必须针对目标化合物优化——时间过短可能无法达到平衡，时间过长则降低样品通量。萃取后，将纤维收回保护针中，转移到 GC 进样口，在 250 至 280°C 下热解吸。然后在清洁进样口中调节纤维以备下次萃取。

GC-MS 分析使用电子轰击电离的选定离子监测模式以获得最大灵敏度和选择性。使用目标分析物的氘代类似物作为内标进行校准定量，校正萃取效率、进样体积和质谱仪响应的变化。该标准在资料附件中提供保留时间、质谱图以及所有目标化合物的定量和确认离子等全面数据。方法必须针对每个实验室的特定仪器配置进行验证，定义线性、精密度、准确度和检测限的可接受性能标准。

使用在试剂水中制备的标准溶液进行校准，校准范围覆盖实际样品中的预期浓度范围。该标准建议最少五个校准水平加空白。通过校准曲线的相关系数评估线性，应至少达到 0.99。如果任何化合物在实际样品中显示出显著基质效应，应使用标准加入校准或基质匹配校准替代外标校准。

3. 环境分析实验室的工程见解

SPME-GC-MS 方法相比传统液液萃取和固相萃取方法具有显著优势。溶剂消耗几乎消除，降低了成本和环境影响。样品体积更小——8 至 16 mL 对比 SPE 方法的 200 至 1000 mL。自动化系统的每个样品制备时间相当，但 SPME 消除了 SPE 中需要的溶剂蒸发和复溶步骤。但 SPME 有一些局限性：萃取基于平衡而非完全提取，因此萃取效率取决于纤维类型、萃取时间、温度和基质组成。必须仔细考虑这些因素进行定量。

地表水和废水分析中基质效应更为显著，因为溶解性有机物和悬浮颗粒会竞争纤维结合位点或改变分配系数。该标准建议对复杂样品使用基质匹配校准或标准加入法。必须通过向所有样品、标准品和空白一致添加氯化钠来控制盐度效应。添加盐不仅控制样品间离子强度变化，还通过盐析效应提高许多分析物的萃取效率。纤维选择至关重要——该标准指定非极性化合物用 100 微米 PDMS，较极性分析物用 65 微米 PDMS/DVB。

该标准包括含有气相色谱图、质谱图和实验室间精密度数据的资料性附件。这些资源对方法开发和故障排除很有价值。质谱图特别有助于分析人员在由于色谱柱老化或仪器维护导致保留时间偏移时确认化合物身份。该标准指出适用范围可扩展到未明确列出的其他化合物，但需要对每种附加化合物进行全面验证。对于不适于 GC-MS 的化合物，如高极性或热不稳定农药，应考虑 LC-MS/MS 等替代方法。

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