随着社会的发展和环境问题的日益凸显,环境监测对于保障生态环境质量、维护公众健康的重要性愈发显著。2025 年,国家生态环境部发布的 HJ 1361、HJ 1362、HJ 1363、HJ 1364 等标准即将正式实施。这些标准紧密围绕当前环境监测中的关键问题,在污染物检测的精准度、广度以及规范性上都提出了全新的要求。它们不仅聚焦于传统污染物的监测优化,更将目光投向新兴污染物,致力于构建更加完善、科学的环境监测体系。这一系列标准的落地,必然促使环境监测领域在技术和设备层面迎来重大变革,也为相关仪器设备和耗材的发展指明了新的方向。
EWG1990仪器学习网作为科学仪器知识普及平台,今天也梳理下,2025年即将实施的几个环境监测新标准,涉及哪些仪器设备及耗材?
一
检测指标
该标准的检测指标为固定污染源有组织排放废气中的硝酸雾。
硝酸雾通常是在化工、冶金等行业的生产过程中产生,如硝酸的生产、使用以及金属表面处理等环节。它以微小液滴的形式存在于废气中,不仅会对大气环境造成污染,形成酸雨等危害,还会对人体呼吸道、皮肤等造成刺激和损害 。准确测定硝酸雾的含量,对于评估相关企业的污染排放状况、制定有效的污染控制措施以及保障周边环境空气质量都具有重要意义。
二
检测原理
固定污染源有组织排放废气中的硝酸雾,经碱液浸渍的石英滤膜捕集,用水提取。提取液中的硝酸根经阴离子色谱柱交换分离,基于不同离子在离子交换树脂上的亲和力差异,通过淋洗液的洗脱,使硝酸根离子与其他离子依次分离,并以电导检测器检测,根据保留时间定性,外标法定量。
三
仪器及耗材清单
01
相关仪器
采样仪器:
烟尘采样器:采样流量 10 L/min - 60 L/min,采样管为耐腐蚀、耐热材质,采样头由弯管(不锈钢材质,采样嘴弯管半径≥内径 1.5 倍)、滤膜、不锈钢托网、密封铝圈组成,符合 HJ/T 48 和 HJ 836 技术要求,用于固定污染源有组织排放废气采样。
总悬浮颗粒物采样器:采样流量 80 L/min - 130 L/min,符合 HJ/T 374 规定,用于无组织排放监控点空气采样。
分析仪器:
离子色谱仪:配备阴离子色谱柱(聚二乙烯基苯 - 乙基乙烯苯 / 聚乙烯醇基质,具有烷基季铵或烷基醇季铵功能团的亲水性、高容量色谱柱,配阴离子保护柱)、电导检测器、抑制器以及二氧化碳去除器(在使用氢氧根体系时),用于对样品中的硝酸根离子进行分离和检测。
通用仪器:
超声波清洗机:频率 40 kHz~60 kHz。
02
相关耗材
化学试剂:
甲醇(CH3OH):分析纯,ρ = 0.79 g/mL,用于预处理柱活化等操作。
氢氧化钾(KOH):优级纯,用于配制氢氧化钾淋洗液等相关溶液。
碳酸钠(Na2CO₃):使用前在 105℃±5℃干燥 24 h,用于配制碳酸钠浸渍液、碳酸盐 / 碳酸氢盐淋洗液及硝酸根贮备溶液等。
碳酸氢钠(NaHCO3):使用前需置于干燥器内平衡24h,用于配制碳酸盐 / 碳酸氢盐淋洗液。
硝酸钠(Na2NO3):使用前在 105℃±5℃干燥 2 h,用于配制硝酸根贮备溶液和标准使用液。
碳酸钠浸渍液:c(Na2CO3)=1.0 mol/L,称取 106 g 碳酸钠,溶于水,移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释并定容至标线,混匀,转移至聚乙烯瓶中,于 4 ℃以下冷藏,保存期为 3 个月。
淋洗液:根据仪器型号及色谱柱说明书使用条件配制。
硝酸根贮备溶液:ρ( NO−3)=1000 mg/L。
硝酸根标准使用液:ρ( NO−3)=100 mg/L。
过滤与分离耗材:
预处理柱:以硅胶为基质的键合烷基醇季铵功能柱或同类净化柱,使用前需用甲醇和水活化,用于去除试样中的有机物。
水系微孔滤膜过滤器:孔径 0.45 µm,用于过滤样品提取液,保证进入分析仪器的样品纯净度。
滤膜:石英材质,直径 47 mm 或 90 mm,对粒径大于 0.3 µm 颗粒物的阻留效率不低于 99%,用于采集样品,直接与废气或空气接触,捕获硝酸雾。
碳酸钠浸渍滤膜:将滤膜放入碳酸钠浸渍液中完全浸没 10 min 后晾干备用,保存时间为 30 d,在采样过程中对硝酸雾有特定的吸附和捕获作用。
其他耗材:
样品管:聚乙烯材质,用于存放样品和试样,确保样品在储存和转移过程中不受污染。
注射器:1 mL - 10 mL,用于移取试剂和样品,在实验过程中起到准确量取和转移液体的作用。
一
检测指标
此标准的检测指标为固定污染源有组织排放废气和无组织排放监控点空气中的磷酸雾。
在化工、磷肥生产、金属表面处理等行业,磷酸雾的排放较为常见。磷酸雾若排放到大气中,会对空气质量产生影响,并且可能会随着大气沉降进入水体和土壤,对生态环境造成潜在威胁。对其进行有效监测,是控制磷污染、保护大气环境以及维护生态平衡的关键环节 。
二
检测原理
采用石英滤筒采集固定污染源废气样品,采用石英滤膜采集无组织排放监控点空气样品。用碱性提取液提取磷酸根,提取液经阴离子色谱柱交换分离,同样基于离子交换原理,利用电导检测器检测,根据保留时间定性,外标法定量。
三
仪器及耗材清单
01
相关仪器
采样仪器:
烟尘采样器:采样流量 10 - 60 L/min,采样管耐腐蚀、耐热,可安装石英滤筒,符合 HJ/T 48 规定,用于固定污染源有组织排放废气采样。
总悬浮颗粒物采样器:采样流量 80 - 130 L/min,采样头带聚乙烯网垫支撑石英滤膜,符合 HJ/T 374 规定,用于无组织排放监控点空气采样。
分析仪器:
离子色谱仪:配备阴离子色谱柱(聚二乙烯基苯/乙基乙烯苯/聚乙烯醇基质,具有烷基季铵或烷基醇季铵功能团的亲水性、高容量色谱柱,配阴离子保护柱)、电导检测器、抑制器以及二氧化碳去除器(在使用氢氧根体系时),用于对样品中的硝酸根离子进行分离和检测。
通用仪器:
超声波清洗机:频率 40 kHz~60 kHz
02
相关耗材
化学试剂:
甲醇(CH3OH):分析纯,用于预处理柱活化等。
磷酸二氢钾(KH2PO4):优级纯,用于配制磷酸根贮备液等。
氢氧化钠(NaOH):优级纯,用于配制碱性浸提液。
氢氧化钾(KOH):优级纯,用于配制淋洗液等。
碳酸钠(Na2NO3):使用前 105℃±5℃干燥 2 h,用于配制淋洗液等。
碳酸氢钠(NaHCO3):使用前干燥器平衡,用于配制碳酸盐 / 碳酸氢盐淋洗液。
碱性浸提液:C(OH-)=30mmol/L,临用现配,用于提取样品中的磷酸雾。
磷酸根贮备液:ρ(PO43-)=1000mg/L,4℃冷藏保存 3 个月,用于配制标准使用液。
磷酸根标准使用液:由贮备液稀释,临用现配,用于建立标准曲线。
过滤与分离耗材:
水系微孔滤膜针筒过滤器:孔径 0.3 µm,用于过滤样品提取液。
滤筒:石英材质,对粒径大于 0.3 µm 颗粒物的阻留效率不低于 99%,每批次需抽检本底,用于固定污染源有组织排放废气采样。
滤膜:石英材质,直径 90 mm,每批次需抽检本底,用于无组织排放监控点空气采样。
其他耗材:
样品管:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)材质,50 mL 和 100 mL 广口具螺旋盖,用于存放样品和试样。
一
检测指标
该标准的检测指标为地表水中的苯甲醚和甲基叔丁基醚。
苯甲醚和甲基叔丁基醚属于新兴有机污染物,它们在工业生产中被广泛应用,如苯甲醚常用于香料、医药等领域,甲基叔丁基醚则作为汽油添加剂使用。随着工业发展和化学品的广泛使用,这些物质通过工业废水排放、雨水冲刷等途径进入水环境。它们在水体中的存在可能会对水生生物的生长、繁殖产生影响,也可能通过食物链传递对人体健康造成潜在危害。对它们进行监测是保障水环境质量和水生态安全的重要举措 。
二
检测原理
样品中的目标化合物经氦气(或氮气)吹扫后吸附于捕集管中,将捕集管加热并以氦气(或氮气)反吹,被热脱附出来的目标化合物经气相色谱分离,基于不同物质在固定相和流动相中的分配系数差异实现分离。再通过质谱检测,根据保留时间、碎片离子质荷比及其丰度定性,内标法定量。
三
仪器及耗材清单
01
相关仪器
分析仪器:
气相色谱 - 质谱仪(GC-MS):色谱部分有分流 / 不分流进样口,质谱部分配备 70 eV EI 源。用于对经前处理的样品进行精确分析,依据目标化合物的特征离子及保留时间等信息,实现苯甲醚和甲基叔丁基醚的定性与定量检测。
前处理仪器:
吹扫捕集装置:由吹扫管和捕集管组成。吹扫管用于放置样品,通入氦气(或氮气)吹扫使目标化合物挥发;捕集管内填充活性炭混合吸附剂等,吸附挥发的目标化合物,再经加热反吹将其送入气相色谱 - 质谱仪,实现目标物的富集与初步分离,提升检测灵敏度。
02
相关耗材
化学试剂:
样品瓶:40 mL 和 25 mL 两种规格,带聚四氟乙烯衬垫螺旋盖。用于采集和保存水样及试剂,确保样品在储存和运输过程中不受污染和挥发损失。
盐酸(HCl):ρ = 1.18 g/mL,w∈[36%,38%],优级纯。用于调节样品 pH 值至 2,稳定样品化学环境,防止目标化合物发生变化。
甲醇(CH₃OH):色谱纯。作为溶剂配制标准溶液和稀释试剂,保证试剂纯度,避免杂质干扰分析。
抗坏血酸(C₆H₈O₆):消除样品中的余氯,防止余氯与目标化合物反应影响测定结果。
盐酸溶液:由盐酸和水 1∶1 混合而成,用于调节样品 pH 值,便于操作控制。
苯甲醚标准贮备液:ρ(C₇H₈O)=2000 μg/mL,用甲醇配制,-18℃冷冻或按说明书保存 180 d,用于配制不同浓度标准液绘制标准曲线。
苯甲醚标准使用液:ρ(C₇H₈O)=100 μg/mL,由贮备液稀释,4℃冷藏避光保存 30 d,方便日常分析使用。
甲基叔丁基醚标准贮备液:ρ(C₅H₁₂O)=2000 μg/mL,类似苯甲醚贮备液,为甲基叔丁基醚定量分析提供标准物质基础。
甲基叔丁基醚标准使用液:ρ(C₅H₁₂O)=100 μg/mL,由贮备液稀释,用于样品测定和标准曲线绘制。
内标贮备液:氟苯为内标,ρ = 2000 μg/mL,用甲醇稀释成使用液,用于内标法校正分析误差。
替代物标准贮备液:甲苯 - d₈ 作替代物,ρ = 2000 μg/mL,稀释成使用液,用于监控分析过程准确性。
4 - 溴氟苯(BFB):市售有证溶液,配成 10.0 μg/L 甲醇液,用于检查质谱仪性能。
其他耗材:
余氯试纸:检测样品余氯含量,为抗坏血酸添加提供依据,确保余氯不干扰目标物测定。
氮气:纯度≥99.9%,作为载气用于吹扫捕集和气相色谱分析,推动目标化合物传输。
氨气:纯度≥99.9%,其具体用途虽未在文中详细说明,但可能用于某些特定实验操作或仪器维护环节。
色谱柱:30 m(柱长)×0.25 mm(内径)×1.4 μm(膜厚),固定相为 6% 腈丙苯基⁃94% 二甲基聚硅氧烷,或其他等效毛细管柱。
微量注射器:5μL、10μL、50μL、100μL 和 1 000μL。
样品瓶:40 mL 和 25 mL 两种规格,带聚四氟乙烯衬垫螺旋盖。用于采集和保存水样及试剂,确保样品在储存和运输过程中不受污染和挥发损失。
一
检测指标
该标准的检测指标为水质中的阿维菌素 B1a 和阿维菌素 B1b。
阿维菌素是一种常用的农药,具有高效、广谱的杀虫、杀螨活性。在农业生产中广泛应用后,其可能会通过地表径流、土壤淋溶等方式进入水体。阿维菌素在水体中的残留会对水生态系统产生影响,干扰水生生物的正常生理功能,对鱼类、浮游生物等造成毒害。同时,其在饮用水源中的残留也会对饮用水安全构成潜在威胁。该标准的实施有助于及时掌握水体中这类农药残留的情况,为保障水生态环境和饮用水安全提供数据支持 。
二
检测原理
利用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,依次进入检测器进行检测。在该标准中,通过高效液相色谱仪能够准确测定水中阿维菌素 B1a 和阿维菌素 B1b 的含量。
三
仪器及耗材清单
01
相关仪器
分析仪器:
高效液相色谱仪:具荧光检测器,用于对目标化合物进行分离和检测。
前处理仪器:
浓缩装置:氮吹浓缩仪或其他性能相当的装置,用于萃取液、洗脱液等的浓缩。
涡旋振荡混匀器:在萃取、衍生化等过程中混匀试剂和样品。
02
相关耗材
化学试剂:
色谱纯试剂:乙酸乙酯(C4H8O2)、甲醇(CH3OH)、二氯甲烷(CH2Cl2)、乙腈(CH3CN),用于萃取、净化、流动相配制等。
其他试剂:
盐酸(HCl):ρ = 1.18g/mL,w∈[36.0%, 38.0%]
N - 甲基咪唑(C4H6N2):纯度≥99%
三氟乙酸酐(C4F6O3):纯度≥99%
氢氧化钠(NaOH)
氯化钠(NaCl):400℃烘烤 4h 后密封保存
无水硫酸钠(Na2SO4):400℃烘烤 4h 后密封保存)
盐酸溶液
氢氧化钠溶液:ρ(NaOH)=40g/L
二氯甲烷 - 乙酸乙酯混合溶剂:3∶1 体积比混合
衍生化试剂 Ⅰ:N - 甲基咪唑和乙腈 1∶1 体积比混合,临用现配
衍生化试剂 Ⅱ:三氟乙酸酐和乙腈 1∶2 体积比混合,临用现配
标准物质:
阿维菌素 B1a:C48H72O14,纯度≥90%
阿维菌素 B1b:C47H70O14,纯度≥90%
标准贮备液、标准使用液。
玻璃器皿耗材:
采样瓶:500 mL,用于采集各类水样并保存。
分液漏斗:250 mL,玻璃材质,用于萃取时样品与萃取溶剂的混合、分层操作。
离心管:5 mL,尖底具塞玻璃离心管,用于盛装样品、进行衍生化反应及转移样品等。
容量瓶:用于标准溶液的配制
其他耗材:
净化柱:500mg/6mL,填料为石墨化碳黑或等效柱,用于萃取液净化。
滤膜:孔径 0.45μm,用于过滤样品。
色谱柱:填料粒径为 5μm,柱长15cm,内径4.6mm 的 C18反相色谱柱,或其他等效色谱柱。