《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法》編制說(shuō)明

《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法

（征求意見(jiàn)稿）》編制說(shuō)明

1項(xiàng)目背景

1.1任務(wù)來(lái)源

2020年10月10日，生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)司發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展＜海洋微塑料監(jiān)測(cè)

技術(shù)規(guī)范>等35項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂工作的通知》（監(jiān)測(cè)函〔2020〕73號(hào)文），下達(dá)了綠色

通道項(xiàng)目《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法》（項(xiàng)目統(tǒng)一編號(hào)：

2020-L-56）標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作任務(wù)。

任務(wù)承擔(dān)單位為中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站、浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心。

1.2工作過(guò)程

1.2.1成立標(biāo)準(zhǔn)編制組

2020年10月，在標(biāo)準(zhǔn)制修訂任務(wù)下達(dá)后，中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站、浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中

心成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，成員中包括有多年有機(jī)分析工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。在標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目立項(xiàng)前，

標(biāo)準(zhǔn)編制組成員開(kāi)展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法研究以及6家實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證工作，形成了標(biāo)準(zhǔn)文本草

案及編制說(shuō)明。由于本標(biāo)準(zhǔn)是綠色通道立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，已有較好的編制基礎(chǔ)，按規(guī)定不需要進(jìn)行

開(kāi)題論證，所以標(biāo)準(zhǔn)編制組在已有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展文獻(xiàn)調(diào)研以及實(shí)驗(yàn)研究。

1.2.2工作調(diào)研及資料查詢

2019年8月～9月，根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ168-2010）

的相關(guān)規(guī)定，查閱了中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)、中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索了國(guó)

際標(biāo)準(zhǔn)化組織、我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)及分析方法標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)EPA等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)分析方法，在此基礎(chǔ)

上確定了標(biāo)準(zhǔn)制訂原則和技術(shù)路線。

1.2.3實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的方法研究

2019年9月，標(biāo)準(zhǔn)編制組總結(jié)已有的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步開(kāi)展分析方法優(yōu)化，

完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析方法性能數(shù)據(jù)，初步形成了標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明。2021年，標(biāo)準(zhǔn)編制組

根據(jù)要求增加廢水樣品分析，開(kāi)展海水、廢水樣品的方法研究。

1.2.4方法驗(yàn)證工作

2019年9月～2019年10月，組織6家具備分析儀器設(shè)備且具有相關(guān)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行

方法驗(yàn)證，統(tǒng)一派發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)樣品，開(kāi)展了地下水、地表水方法驗(yàn)證工作。標(biāo)準(zhǔn)編

制組進(jìn)行了各實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的匯總和數(shù)據(jù)的數(shù)理分析工作，編寫完成了方法驗(yàn)證報(bào)告。2021

年4月～9月，按照要求，組織6家實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)充了海水、生活污水和工業(yè)廢水樣品方法驗(yàn)證，

1

進(jìn)一步完善方法驗(yàn)證報(bào)告。

1.2.5編寫標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明

2019年10月，完成標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明編寫。2021年7月～9月，根據(jù)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)室

內(nèi)方法研究以及6家實(shí)驗(yàn)室方法驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明進(jìn)行完善。

1.2.6征求意見(jiàn)稿技術(shù)審查會(huì)

2022年10月26日，生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)司以視頻會(huì)議形式組織召開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)征求意

見(jiàn)稿的技術(shù)審查會(huì)。專家組通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿的技術(shù)審查，建議按照修改意見(jiàn)完善后，

提請(qǐng)公開(kāi)征求意見(jiàn)：（1）標(biāo)準(zhǔn)文本中進(jìn)一步完善干擾和消除的相關(guān)內(nèi)容，試劑和材料中補(bǔ)

充離子柱的規(guī)格、類型；（2）編制說(shuō)明中補(bǔ)充水樣pH值對(duì)保存時(shí)間的影響，基體干擾消

除的試驗(yàn)結(jié)果及懸浮物對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；（3）按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)

則》（HJ168-2020）和《環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編制出版技術(shù)指南》（HJ565-2010）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本和

編制說(shuō)明進(jìn)行編輯性修改。

按照專家意見(jiàn)，編制組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明進(jìn)一步修改完善，形成征求意見(jiàn)稿和編制

說(shuō)明。征求意見(jiàn)稿技術(shù)審查會(huì)意見(jiàn)匯總情況及落實(shí)情況見(jiàn)表1。

表1歷次審查意見(jiàn)和落實(shí)情況匯總表

工作階段專家意見(jiàn)落實(shí)情況

已落實(shí)。在“4干擾和消除”中，

補(bǔ)充說(shuō)明基質(zhì)抑制效應(yīng)的情況“信

號(hào)響應(yīng)抑制60%以上”，以及離子

標(biāo)準(zhǔn)文本中進(jìn)一步完善干擾和消除的相關(guān)

交換小柱具體為氫型陽(yáng)離子交換

內(nèi)容，試劑和材料中補(bǔ)充離子柱的規(guī)格、

小柱。在“5試劑和材料”中，補(bǔ)

類型。

充“5.12氫型陽(yáng)離子交換柱：1.0

ml，填料為磺化交聯(lián)的苯乙烯二乙

烯基苯共聚物?！?/p>

已落實(shí)。關(guān)于水樣pH值對(duì)保存

時(shí)間的影響研究見(jiàn)“5.5.1采集與

保存”，研究不同水樣pH值對(duì)保

征求意見(jiàn)稿技術(shù)審查會(huì)

存的影響，確定水樣保存pH值為

2022年10月

2～7。

關(guān)于基體干擾消除的試驗(yàn)結(jié)果研

編制說(shuō)明中補(bǔ)充水樣pH值對(duì)保存時(shí)間究見(jiàn)“5.6.4水樣的基質(zhì)效應(yīng)”，研

的影響，基體干擾消除的試驗(yàn)結(jié)果及懸浮究不同離子交換柱以及C18小柱

物對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的影響，確定氫型陽(yáng)離

子交換小柱可有效降低水樣的基

體抑制效應(yīng)。

關(guān)于懸浮物對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響結(jié)

果研究見(jiàn)編制說(shuō)明“5.6.3水樣中

懸浮物的影響”，選擇懸浮物含量

不同水樣進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，確定水樣

2

工作階段專家意見(jiàn)落實(shí)情況

中懸浮物對(duì)丙烯酰胺分析的影響

可以忽略。

已落實(shí)。按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法

按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ

則》（HJ168-2020）和《環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編168-2020）和《環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編制

制出版技術(shù)指南》（HJ565-2010）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)出版技術(shù)指南》（HJ565-2010）

文本和編制說(shuō)明進(jìn)行編輯性修改。要求，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明進(jìn)一

步修改完善。

2標(biāo)準(zhǔn)制訂的必要性分析

2.1丙烯酰胺的基本性質(zhì)

丙烯酰胺（Acrylamide，CAS號(hào)79-06-01）是一種不飽和酰胺，分子式為CH2=CHCONH2，

相對(duì)分子量71.08，分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。常溫下，丙烯酰胺為白色晶體，熔點(diǎn)84.5℃，溶于水、

丙酮、乙醇，微溶于甲苯，不溶于苯。在室溫下相對(duì)穩(wěn)定，在熔點(diǎn)或紫外光照射下易聚合，

在酸堿環(huán)境中可水解成丙烯酸。遇高熱、明火或氧化劑可引起燃燒發(fā)生爆炸。

圖1丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)

2.2丙烯酰胺的工業(yè)用途及來(lái)源

丙烯酰胺主要是通過(guò)丙烯腈與水混合再加入有骨架銅催化劑的反應(yīng)釜，在85℃～

125℃和0.3MPa～0.4MPa壓力下直接水合反應(yīng)生成。反應(yīng)后過(guò)濾循環(huán)催化劑，然后將反應(yīng)

液加熱濃縮，將氣體冷凝回收未反應(yīng)的丙烯腈，丙烯酰胺水溶液經(jīng)濃縮、冷卻得丙烯酰胺結(jié)

晶。反應(yīng)方程式為：

CH2＝CH-CN+H2O→CH2＝CHCONH2

丙烯酰胺是一種用途廣泛的重要有機(jī)化工原料，廣泛用于制造水溶性聚合物：聚丙烯酰

胺共聚物[1]。我國(guó)目前超過(guò)90%的丙烯酰胺單體用于此生產(chǎn)。以丙烯酰胺為單體合成的產(chǎn)品

中，聚丙烯酰胺具有較好的穩(wěn)定、絮凝作用，在污水處理、石油開(kāi)采、造紙工業(yè)等行業(yè)都有

十分廣泛的應(yīng)用，素有“百業(yè)助劑”之稱。除了工業(yè)生產(chǎn)排放外，食品加工過(guò)程中容易產(chǎn)生

丙烯酰胺。2002年瑞典研究人員發(fā)現(xiàn)富含碳水化合物低蛋白質(zhì)的植物性食物在油炸及焙烤

等高溫（＞120℃）烹飪處理下容易產(chǎn)生丙烯酰胺[2]。食品中丙烯酰胺的形成是一個(gè)多級(jí)反

應(yīng)過(guò)程，目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為美拉德反應(yīng)中天冬酰胺和還原糖是形成丙烯酰胺的關(guān)鍵因素[3]。

3

2.3丙烯酰胺的環(huán)境危害

由于丙烯酰胺具有很強(qiáng)的水溶性，人類生產(chǎn)、生活中排放的丙烯酰胺可直接進(jìn)入河流湖

泊，或淋溶進(jìn)入地下水。絕大部分丙烯酰胺進(jìn)入環(huán)境后，通過(guò)水體或食物鏈直接或間接進(jìn)入

人體或生物圈，進(jìn)而影響人體及生物圈安全。人體可通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種

途徑接觸丙烯酰胺。丙烯酰胺是一個(gè)具有親電基團(tuán)的有機(jī)小分子，水溶性極強(qiáng)，可通過(guò)皮膚、

黏膜、呼吸道、胃腸道等進(jìn)入體內(nèi)，食物中的丙烯酰胺通過(guò)腸道完整的吸收，而環(huán)境中暴露

的丙烯酰胺約25%被皮膚吸收[4]。吸收后的丙烯酰胺通過(guò)血液循環(huán)系統(tǒng)廣泛分布于體內(nèi)各個(gè)

組織[5]。

丙烯酰胺的毒性主要包括神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性、免疫毒性及潛在致癌性，目

前在人體中得到證實(shí)的是神經(jīng)毒性[6]。丙烯酰胺中毒者主要的癥狀體征為皮膚脫皮紅斑、四

肢麻木、手足多汗、體重減輕及遠(yuǎn)端觸痛覺(jué)減退、深反射減退等神經(jīng)功能受損的癥狀[7]。動(dòng)

物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺進(jìn)入機(jī)體后會(huì)影響動(dòng)物的生育能力，影響大鼠的精子數(shù)量及形態(tài)，

引起睪丸組織病變[8]。丙烯酰胺的免疫毒性體現(xiàn)在損傷胸腺和脾臟等免疫器官，從而抑制細(xì)

胞免疫功能[9]。由于丙烯酰胺的致癌性，1994年丙烯酰胺就被國(guó)際癌癥機(jī)構(gòu)列為2A類致癌

物[10]。

2.4相關(guān)生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)環(huán)境管理工作的需要

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）規(guī)定集中式飲用水源地水中丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)

限值為0.5μg/L?！渡铒嬘盟l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2022）規(guī)定了生活飲用水中丙烯酰胺

的標(biāo)準(zhǔn)限值為0.5μg/L?！兜叵滤|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）、《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB

3097-1997）均沒(méi)有對(duì)丙烯酰胺做具體要求。

我國(guó)的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）沒(méi)有涉及丙烯酰胺。而《石油化學(xué)工業(yè)污染

物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571-2015）規(guī)定廢水的有機(jī)特征污染物包含丙烯酰胺，排放限值為5μg/L。

現(xiàn)有的水中丙烯酰胺分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法是衍生化-GC/ECD，適用于地表水、地下水、工

業(yè)廢水和生活污水，未包括海水，而且該方法存在不足之處，比如方法過(guò)程繁瑣復(fù)雜、溴化

衍生效率不穩(wěn)定、產(chǎn)生毒性大的污染物等。

通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的制定，可以有效滿足上述質(zhì)量和排放標(biāo)準(zhǔn)的管理需求。

3國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法研究

3.1主要國(guó)家、地區(qū)及國(guó)際組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)外關(guān)于水中丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)分析方法不多，美國(guó)、德國(guó)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法（見(jiàn)表2）。

美國(guó)EPA有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法：Method8032A和Method8316。Method8032A的方法內(nèi)容是水

樣經(jīng)飽和溴水溴化，無(wú)水硫酸鈉鹽析，乙酸乙酯萃取，硅酸鎂小柱凈化后，用GC-ECD檢

測(cè)，應(yīng)用于水和廢水中丙烯酰胺的分析。EPAMethod8316的方法內(nèi)容是水樣直接進(jìn)樣液相

色譜，經(jīng)分離后紫外檢測(cè)器檢測(cè)，可用于水和廢水中丙烯酰胺的分析。該方法采用的色譜柱

為C18反相色譜柱（4.6mm×250mm,10μm），對(duì)于丙烯酰胺儲(chǔ)備液的保存條件為4℃避光

保存，最多可保存6個(gè)月。德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)方法為DIN38413-6，方法內(nèi)容為水樣經(jīng)活性炭小柱

4

富集后，用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)，用于水、污水中丙烯酰胺的分析。該方法采用C18

色譜柱分離，三重四極桿質(zhì)譜儀的電噴霧正離子模式檢測(cè)。

其他關(guān)于丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)方法是針對(duì)食品，比如咖啡、薯片。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法有ISO

18862:2016Coffeeandcoffeeproducts—Determinationofacrylamide—Methodsusing

HPLC-MS/MSandGC-MSafterderivatization、DINEN16618：Foodanalysis-Determinationof

acrylamideinfoodbyliquidchromatographytandemmassspectrometry(LC-ESI-MS/MS)等，采

用的技術(shù)手段為HPLC-MS/MS和衍生化-GC-MS。

表2國(guó)外關(guān)于水中丙烯酰胺分析的標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)發(fā)布適用檢出

標(biāo)準(zhǔn)名稱前處理方法分析儀器樣品量

家時(shí)間水體限

METHOD8316acrylamide,

acrylonitrileandacroleinby未明10

1994直接進(jìn)樣HPLC-UV200μl

highperformanceliquid確μg/L

chromatography(HPLC)

美

丙烯酰胺與新

國(guó)

生溴發(fā)生加成

METHOD8032Aacrylamide0.032

1996水反應(yīng)，用乙酸乙GC/ECD50ml

bygaschromatographyμg/L

酯提取反應(yīng)產(chǎn)

物。

DIN38413-6German

standardmethodsforthe

examinationofwater,waste

waterandsludge-single

components(groupP)-part100

德水和活性炭小柱富>0.034

6:determinationof2007HPLC-MS/MSml～

國(guó)廢水集μg/L

acrylamide-methodusing500ml

highperformanceliquid

chromatographywithmass

spectrometricdetection

(HPLC-MS/MS)

3.2國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和儀器普及情況

3.2.1國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)關(guān)于水體丙烯酰胺分析的標(biāo)準(zhǔn)方法有兩種類型的方法（見(jiàn)表3）。第一類為將丙烯

酰胺衍生化后GC-ECD分析的標(biāo)準(zhǔn)，具體分析過(guò)程為在pH值為1～2條件下，丙烯酰胺與

新生溴發(fā)生加成反應(yīng)，生成二溴丙酰胺。用乙酸乙酯萃取二溴丙酰胺，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥、

濃縮、定容后，用GC-ECD檢測(cè)。衛(wèi)生部在1989年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T11936-1989）僅適

用于水源水，檢出限較高，為0.15μg/L；在2023年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5750.8-2023中，

相關(guān)方法的適用范圍生活飲用水和（或）水源水，檢出限為0.05μg/L。2014年，原環(huán)保部

5

發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)HJ697-2014將適用范圍擴(kuò)大至地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水，從而有

效滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB

31571-2015）的需求，檢出限為0.07μg/L。

衍生化-GC/ECD法是水中丙烯酰胺分析的經(jīng)典方法。由于氣相色譜儀相比液相色譜儀

較早成為比較成熟的商品化產(chǎn)品，因而在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用于水中各類有機(jī)污染物分析。

丙烯酰胺的極性強(qiáng)且難以氣化，無(wú)法直接用氣相色譜法分析，只能通過(guò)復(fù)雜繁瑣的衍生化方

法，使丙烯酰胺生成衍生物，才能采用氣相色譜儀分析；另外還需要對(duì)水樣進(jìn)行液液萃取濃

縮富集，以達(dá)到足夠的檢測(cè)靈敏度。為了讓溴化加成反應(yīng)完全，衍生化中產(chǎn)生的溴需要過(guò)量，

過(guò)量的溴毒性較大，對(duì)于人體健康構(gòu)成危險(xiǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，衍生化-GC/ECD法是國(guó)內(nèi)通用的

分析方法，可以滿足丙烯酰胺的檢測(cè)需要，但是該方法存在明顯的缺點(diǎn)，方法繁瑣復(fù)雜、溴

化衍生效率不穩(wěn)定、產(chǎn)生毒性大的污染物、易出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果等，而且對(duì)分析人員不友好，

并非相對(duì)理想的分析方法。

另一類標(biāo)準(zhǔn)方法是采用固相萃取技術(shù)富集水樣中丙烯酰胺，經(jīng)洗脫濃縮后上LC-MS/MS

分析。在2023年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5750.8-2023中，相關(guān)方法的適用范圍為生活飲用水，

檢出限為0.02μg/L。陜西省在2013年發(fā)布了相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)DB61/T563-2013，適用范圍

僅限于飲用水源地地表水、地下水，檢出限為0.008μg/L。相對(duì)衍生化-GC/ECD法，固相萃

取-LC-MS/MS法的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，而且不涉及高毒性的溴。該標(biāo)準(zhǔn)的固萃過(guò)程僅實(shí)現(xiàn)10倍

濃縮，取得的檢出限已遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，從檢測(cè)靈敏度角度，可不用固萃濃縮，

直接進(jìn)樣分析就可以滿足檢測(cè)要求。

表3國(guó)內(nèi)關(guān)于水中丙烯酰胺分析的標(biāo)準(zhǔn)情況

單發(fā)布適用水

標(biāo)準(zhǔn)名稱前處理方法分析儀器樣品量檢出限

位時(shí)間體

GB/T11936-1989

丙烯酰胺與新生溴發(fā)

水源水中丙烯酰胺

1989水源水生加成反應(yīng)，用乙酸GC/ECD100ml0.15μg/L

衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法

乙酯提取反應(yīng)產(chǎn)物。

氣相色譜法

生活飲

衛(wèi)丙烯酰胺與新生溴發(fā)

用水和

生生加成反應(yīng)，用乙酸GC/ECD100ml0.05μg/L

GB/T5750.8-2023（或）

部乙酯提取反應(yīng)產(chǎn)物。

生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢水源水

2023

驗(yàn)方法第8部分：

固相萃取富集水樣中

有機(jī)物指標(biāo)生活飲

丙烯酰胺，用甲醇洗LC-MS/MS100ml0.02μg/L

用水

脫，洗脫液濃縮。

地表

原水、地

HJ697-2014丙烯酰胺與新生溴發(fā)

環(huán)下水、

水質(zhì)丙烯酰胺的2014生加成反應(yīng)，用乙酸GC/ECD100ml0.07μg/L

保工業(yè)廢

測(cè)定氣相色譜法乙酯提取反應(yīng)產(chǎn)物。

部水和生

活污水

6

單發(fā)布適用水

標(biāo)準(zhǔn)名稱前處理方法分析儀器樣品量檢出限

位時(shí)間體

DB61/T563-2013飲用水

固相萃取富集水樣中

陜水質(zhì)丙烯酰胺的源地地

2013丙烯酰胺，用甲醇洗LC-MS/MS10ml0.008μg/L

西測(cè)定高效液相色表水、

脫，洗脫液濃縮。

譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法地下水

《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)第8部分：有機(jī)指標(biāo)》（GB/T5750.8-2023）

規(guī)定水樣的采集是“用磨口玻璃瓶采集樣品，采集后進(jìn)行溴化、萃取液可放冰箱內(nèi)可保存7

d”?！端|(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣相色譜法》（HJ697-2014）規(guī)定了水樣的采集和保存：

“參照HJ/T91和HJ/T164的相關(guān)規(guī)定采集樣品。用潔凈的磨口玻璃瓶或具特氟龍材質(zhì)隔墊

的棕色螺紋口玻璃瓶采集250ml樣品，于2℃～5℃下保存，7d內(nèi)完成萃取，萃取液可

保存30d”。《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》（DB61/T563-2013）

規(guī)定采用棕色玻璃瓶采樣，采集的水樣應(yīng)充滿樣品瓶并加蓋密封，在避光4℃以下最多冷

藏保存48h。

《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》（DB61/T563-2013）提供了

LC-MS/MS分析條件。色譜條件：色譜柱：填料為5μmODS，柱長(zhǎng)15cm，內(nèi)徑2.1mm的

反相色譜柱或其他性能相近的色譜柱；流動(dòng)相：流動(dòng)相A為0.1%甲酸溶液，流動(dòng)相B為甲

醇，梯度洗脫；流速：400μl/min；柱溫：40℃；進(jìn)樣量：50μl。主要的質(zhì)譜條件：離子源：

電噴霧（ESI）；掃描方式：正離子；監(jiān)測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）；定量離子對(duì)為72.4

＞55.5，定性離子對(duì)為72.4＞43.5。

3.2.2液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)和儀器普及情況

隨著液相色譜質(zhì)譜技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多技術(shù)人員采用液相色譜質(zhì)譜技術(shù)開(kāi)展分析

測(cè)試。在食品藥品領(lǐng)域，液相色譜質(zhì)譜法已經(jīng)明顯多于氣相色譜類方法，而在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，

雖然有機(jī)污染物分析還是以氣相色譜類方法為主，但是近年來(lái)陸續(xù)已經(jīng)發(fā)布不少采用液相色

譜質(zhì)譜法的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，比如《水質(zhì)4種硝基酚類化合物的測(cè)定液相色譜-三重四極

桿質(zhì)譜法》（HJ1049-2019）、《水質(zhì)17種苯胺類化合物的測(cè)定液相色譜-三重四極桿

質(zhì)譜法》（HJ1048-2019）、《水質(zhì)氨基甲酸酯類農(nóng)藥的測(cè)定超高效液相色譜-三重四極

桿質(zhì)譜法》（HJ827-2017）、《水質(zhì)丁基黃原酸的測(cè)定液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法》

（HJ1002-2018）、《土壤和沉積物氨基甲酸酯類農(nóng)藥的測(cè)定高效液相色譜-三重四極桿

質(zhì)譜法》（HJ961-2018）、《水質(zhì)4種硝基酚類化合物的測(cè)定液相色譜-三重四極桿質(zhì)

譜法等》（HJ1049-2019）等，另外微囊藻毒素等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法正在制訂中。總之，液相色

譜質(zhì)譜法的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，比如適合極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定的污染物，可直接進(jìn)水樣分析等，

使其在水體有機(jī)污染物分析中有越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。

另一方面，目前液相色譜質(zhì)譜儀在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已比較普及，省級(jí)站、省會(huì)城市站幾乎

都具備了液相色譜質(zhì)譜儀，地市監(jiān)測(cè)站陸續(xù)配備液相色譜質(zhì)譜儀。各地配置的液相色譜質(zhì)譜

儀主要為液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀，該儀器為最常用定量分析儀器，除此之外，還有一

7

些監(jiān)測(cè)中心（站）配置了液相色譜-高分辨質(zhì)譜儀，比如HPLC/Q-TOF，用于污染物定性分

析及未知污染物分析等?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置的液相色譜質(zhì)譜儀幾乎為國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，

近年來(lái)國(guó)產(chǎn)儀器廠商開(kāi)始生產(chǎn)銷售液相色譜質(zhì)譜儀。液相色譜質(zhì)譜儀的普及為本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

推廣提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

本標(biāo)準(zhǔn)采用的液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)較為普及，為本標(biāo)準(zhǔn)

方法的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。而已發(fā)布的各類液相色譜質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)方法，在質(zhì)譜定量定性技術(shù)

要求、注意事項(xiàng)等方面，可為本標(biāo)準(zhǔn)的制定提供重要的參考。

3.3文獻(xiàn)資料研究

文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于水中丙烯酰胺的分析方法有衍生化-GC/ECD、衍生化-GC/MS、衍生化

-LC/UV、直接進(jìn)樣-LC/MS等。1972年，Croll和Simkins首先報(bào)道了痕量丙烯酰胺的檢測(cè)

方法[11]。該方法過(guò)程為通過(guò)對(duì)水樣中的丙烯酰胺進(jìn)行紫外光照射-溴化反應(yīng)，用乙酸乙酯將

反應(yīng)產(chǎn)物2,3-二溴丙酰胺提取，GC-ECD檢測(cè)。當(dāng)采用100ml水樣進(jìn)行分析，該方法的檢

出限為0.1μg/L，可滿足相關(guān)檢測(cè)需求。由于該方法2,3-二溴丙酰胺的生成量受水質(zhì)狀況、

紫外光強(qiáng)度以及其他反應(yīng)條件的影響，為了克服衍生化反應(yīng)條件帶來(lái)的變化，Croll和

Simkins建議需要制定一個(gè)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化操作程序。1976年，Hashimoto認(rèn)為上述方法存在

一些不足之處，比如2,3-二溴丙酰胺的生成率比較低，而且受樣品狀況影響；溴化反應(yīng)容易

受到銨離子的干擾；在處理大批量樣品時(shí)，使用紫外燈不夠方便；無(wú)法通過(guò)凈化過(guò)程完全去

除干擾。他對(duì)該方法進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于溴化反應(yīng)采用離子化反應(yīng)代替自由基反應(yīng)，采用小體積

乙酸乙酯即可有效提取溴化產(chǎn)物，提高了回收率，采用的水樣體積為50ml，檢出限低至0.032

μg/L[12]。另外，實(shí)驗(yàn)中海水樣品或8%銨離子未對(duì)方法產(chǎn)生干擾。呂康樂(lè)等人采用溴化衍生

-三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定地表水中丙烯酰胺，采用的水樣體積為100ml，方法檢出限為

0.08μg/L[13]。

除了氣相色譜方法，液相色譜類方法可用于分析丙烯酰胺，主要包括液相色譜紫外檢測(cè)

法和液相色譜質(zhì)譜法。在液相色譜類方法中，丙烯酰胺可以經(jīng)過(guò)衍生化反應(yīng)后得到檢測(cè)，或

者無(wú)需衍生化分析。1979年，Brown和Rhead認(rèn)為ECD檢測(cè)器容易受到污染，而且長(zhǎng)時(shí)間

使用后維護(hù)麻煩，靈敏度容易下降，因此參考Hashimoto的溴化反應(yīng)條件，采用了液相色譜

紫外檢測(cè)器來(lái)分析，采用的水樣體積為100ml，方法檢出限為0.2μg/L[14]。羅毅等主編的《地

表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)實(shí)用分析方法》包括了固相萃取-液相色譜法測(cè)定水體中丙烯酰胺[15]。中

國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站建立該方法的作業(yè)指導(dǎo)書，并通過(guò)持證上崗考核和計(jì)量認(rèn)證。該方法原理是

采用實(shí)驗(yàn)室制備的活性炭固相萃取小柱萃取水中丙烯酰胺，采用超高效液相色譜紫外檢測(cè)器

檢測(cè)，檢測(cè)波長(zhǎng)為205nm。該方法的儀器檢出限為1μg/L，當(dāng)水樣的取樣量為200ml時(shí)，

方法檢出限0.005μg/L。

隨著液相色譜質(zhì)譜技術(shù)的成熟以及儀器的普及，關(guān)于液相色譜質(zhì)譜法檢測(cè)水中丙烯酰胺

的文獻(xiàn)報(bào)道越來(lái)越多。由于液相色譜質(zhì)譜法的檢測(cè)靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，因此水樣無(wú)需

復(fù)雜的前處理，可直接進(jìn)入液相色譜質(zhì)譜儀分析。Marin等比較了液相色譜質(zhì)譜法3種離子

源（ESI、APCI和IonSabreAPCI）分析水中丙烯酰胺的情況，發(fā)現(xiàn)3種離子源均能達(dá)到0.1

μg/L，APCI的基質(zhì)干擾要小于ESI，而采用IonSabreAPCI的基質(zhì)干擾最小，檢出限低至

8

0.03μg/L[16]。關(guān)于直接進(jìn)樣-LC/MS方法分析丙烯酰胺的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道已不少[17-23]，該方法

的應(yīng)用已非常成熟。該方法中丙烯酰胺的檢出限在0.025μg/L～0.21μg/L之間，滿足現(xiàn)有的

環(huán)境管理需求。

液相色譜質(zhì)譜法中采用的最多質(zhì)譜為三重四極桿質(zhì)譜儀。關(guān)于離子化方式，多數(shù)采用電

噴霧正離子化模式（ESI+），偶爾見(jiàn)大氣壓電離正模式（APCI+）。丙烯酰胺在三重四極桿

質(zhì)譜中的離子化途徑見(jiàn)圖2所示。丙烯酰胺母離子（m/z72）可分別丟掉—NH3、—H2O、

—C2H4得到m/z55、m/z54、m/z44的碎片離子，m/z55、m/z54可分別進(jìn)一步丟掉CO、CNH

得到m/z27碎片離子。丙烯酰胺質(zhì)譜檢測(cè)中涉及的離子對(duì)有72＞55、72＞44、72＞27等，

主要以72＞55作為定量離子。定量的方式有外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)法采用的同位素內(nèi)標(biāo)有

丙烯酰胺-d3。

圖2LC/MS分析中丙烯酰胺的離子化途徑[21]

液相色譜質(zhì)譜法中常采用的分離模式是反相模式，采用的液相色譜儀有高效液相色譜儀

以及近年來(lái)迅速發(fā)展的超高效液相色譜儀。關(guān)于流動(dòng)相種類，多數(shù)采用甲醇/水作為流動(dòng)相，

在流動(dòng)相中加入一定濃度甲酸（水相中比例為0.1%）可顯著提高離子化效率。關(guān)于流動(dòng)相

洗脫條件，有等度洗脫和梯度洗脫兩種方式，采用梯度洗脫方式可對(duì)色譜柱進(jìn)行清洗，保持

色譜柱良好的性能。關(guān)于色譜柱，常用的C18色譜柱可用于丙烯酰胺的分離，由于丙烯酰胺

的極性很強(qiáng)，在C18色譜柱的保留能力相對(duì)較弱，因此一般使用有機(jī)相濃度較低的流動(dòng)相條

件。

3.4與本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)方法沒(méi)有相關(guān)直接進(jìn)樣-液相色譜/質(zhì)譜法，無(wú)法供本標(biāo)準(zhǔn)直接參考，但是美

國(guó)EPAMethod8316在儲(chǔ)備液保存條件和時(shí)間方面，德國(guó)DIN38413-6在液相色譜質(zhì)譜分析

條件等方面可為本標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行調(diào)查分析，確定本標(biāo)準(zhǔn)需要彌補(bǔ)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法的不足，

同時(shí)達(dá)到一樣的適用范圍以及相當(dāng)?shù)姆椒ㄐ阅?。已有的?guó)內(nèi)丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)方法HJ697-2014

在樣品采集和保存條件，DB61/T563-2013在儀器分析條件等方面取得的研究成果，可為本

標(biāo)準(zhǔn)的研究提供了重要參考。此外，本標(biāo)準(zhǔn)方法還需要與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)，

確定相應(yīng)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求。

調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法的文獻(xiàn)資料可為確定本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線提供支持。調(diào)研結(jié)果顯示

直接進(jìn)樣-LC/MS方法的檢出限可滿足我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需求。文獻(xiàn)資料中涉及直接進(jìn)樣

9

-LC/MS方法的條件，包括液相色譜條件和質(zhì)譜條件，以及方法研究的成果均可為本標(biāo)準(zhǔn)的

研究提供很好的參考和借鑒。

4標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則和技術(shù)路線

4.1標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則

（1）方法的檢出限和測(cè)定范圍滿足相關(guān)生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)環(huán)境管理工作的要求

現(xiàn)有的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

（GB31571-2015）規(guī)定了丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)限值。本標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定下限至少要達(dá)到最低的標(biāo)準(zhǔn)

限值（0.5μg/L），對(duì)應(yīng)的方法檢出限需要低于0.125μg/L，以保證檢出限和測(cè)定范圍滿足

標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）方法準(zhǔn)確可靠，滿足各項(xiàng)方法特征指標(biāo)的要求

方法準(zhǔn)確可靠，各項(xiàng)方法特性指標(biāo)至少達(dá)到與《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣相色譜法》

（HJ697-2014）大致相當(dāng)水平，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)≥0.995，方法實(shí)驗(yàn)室間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于30%，加標(biāo)回收率為70%～130%。

（3）方法具有普遍適用性，易于推廣使用

方法操作步驟簡(jiǎn)易，使用的試劑材料和儀器設(shè)備常見(jiàn)，使用不同類型的儀器進(jìn)行驗(yàn)證，

使方法具有普遍適用性，易于推廣使用。所采用的液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀在全國(guó)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)已經(jīng)大量配置，而且直接進(jìn)樣法無(wú)需復(fù)雜的前處理，只需進(jìn)行過(guò)濾操作，易于技術(shù)人員

掌握操作。

4.2標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線

本標(biāo)準(zhǔn)擬采用的分析技術(shù)為直接進(jìn)樣-液相色譜三重四極桿質(zhì)譜法。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研顯

示水樣經(jīng)過(guò)過(guò)濾后可直接進(jìn)行液相色譜三重四極桿質(zhì)譜法分析，方法性能參數(shù)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

要求。通過(guò)采用直接進(jìn)樣法，水中丙烯酰胺分析非常省時(shí)省力，可有效克服衍生化-GC/ECD

方法的不足之處。在本標(biāo)準(zhǔn)制訂中，需要特別考察直接進(jìn)樣法對(duì)于不同水體的適用性。如直

接進(jìn)樣法可以實(shí)現(xiàn)不同水體的分析，則對(duì)水樣不需要采取復(fù)雜的凈化措施。

本標(biāo)準(zhǔn)擬采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。由于本標(biāo)準(zhǔn)采用直接進(jìn)樣方法，水樣中的基質(zhì)可能會(huì)對(duì)

丙烯酰胺的質(zhì)譜信號(hào)產(chǎn)生顯著影響，而且不同種類水樣的影響差異可能比較大。如采用外標(biāo)

法定量分析，定量準(zhǔn)確度難以保證。在樣品中加入丙烯酰胺同位素內(nèi)標(biāo)，采用內(nèi)標(biāo)法定量，

可有效消除水樣基質(zhì)干擾以及質(zhì)譜分析過(guò)程變化，大大提高分析的準(zhǔn)確度。此外，丙烯酰胺

同位素內(nèi)標(biāo)已經(jīng)有不少商品化產(chǎn)品，可供選擇。

本標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線圖見(jiàn)圖3所示。梳理現(xiàn)行的水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及污染物排放標(biāo)

準(zhǔn)關(guān)于丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)限值，確定制訂的標(biāo)準(zhǔn)需滿足相應(yīng)的監(jiān)測(cè)需求。通過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

及文獻(xiàn)調(diào)研，確定擬采用的分析方法。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行方法研究，在色譜質(zhì)譜條件、過(guò)濾條

件、樣品基質(zhì)效應(yīng)、樣品采集與保存條件等方面開(kāi)展具體研究，確定方法的具體技術(shù)參數(shù)。

對(duì)于建立的方法，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行方法性能研究，包括方法檢出限、精密度和正確度。將本

標(biāo)準(zhǔn)方法與《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣相色譜法》（HJ697-2014）進(jìn)行方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)。

10

選擇具有不同廠家的液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀的6家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行方法驗(yàn)證，考察方法檢

出限、空白加標(biāo)實(shí)驗(yàn)精密度和正確度、實(shí)際水樣加標(biāo)實(shí)驗(yàn)的精密度和正確度，其中實(shí)際水樣

包括了地下水、地表水、海水、工業(yè)廢水（石化廢水）、生活污水。對(duì)方法驗(yàn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行匯

總分析，完成標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明的編寫。

11

環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂需求分析

國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)調(diào)研

擬采用的分析方法

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法研究

色譜質(zhì)譜條件樣品基質(zhì)效應(yīng)樣品采集與保

過(guò)濾條件研究

優(yōu)化研究研究存條件研究

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法性能研究（檢出限、

精密度和正確度）

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)方法比對(duì)

本標(biāo)準(zhǔn)方法《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣相

（直接進(jìn)樣-LC/MS法）色譜法》（HJ697-2014）

6家實(shí)驗(yàn)室方法驗(yàn)證

標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說(shuō)明編寫

圖3方法編制的技術(shù)路線圖

12

5方法研究報(bào)告

5.1方法研究的目標(biāo)

為滿足丙烯酰胺的監(jiān)測(cè)需求，本標(biāo)準(zhǔn)擬滿足地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水和海

水的測(cè)定，并通過(guò)實(shí)際樣品的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明適用性。

本方法的檢出限、測(cè)定范圍、精密度和準(zhǔn)確度擬至少與《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣相

色譜法》（HJ697-2014）大致相當(dāng)，達(dá)到檢出限小于0.07μg/L，方法實(shí)驗(yàn)室間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于30%，加標(biāo)回收率為70%～130%。

5.2方法原理

水樣經(jīng)過(guò)濾后直接采用高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀進(jìn)行分析，選用丙烯酰胺特征

碎片離子進(jìn)行定性和定量分析，內(nèi)標(biāo)法定量，根據(jù)保留時(shí)間、定性定量離子豐度比定性分析。

文獻(xiàn)資料調(diào)研顯示直接進(jìn)樣/液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法用于水樣分析已比較成熟，本標(biāo)準(zhǔn)

采用該技術(shù)手段，通過(guò)方法優(yōu)化研究以及大量實(shí)際樣品分析測(cè)試確認(rèn)該技術(shù)手段的可行性，

方法性能可以滿足相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于基質(zhì)復(fù)雜的水樣，可采用稀釋或離

子交換小柱凈化等預(yù)處理。雖然萃取濃縮前處理方法可進(jìn)一步降低方法的檢出限，但是增加

分析成本以及操作復(fù)雜性，鑒于直接進(jìn)樣法可滿足要求，故本標(biāo)準(zhǔn)不采用。

5.3試劑和材料

5.3.1甲醇（CH3OH）：液相色譜級(jí)。

普通的分析純?cè)噭o(wú)法滿足分析需求，必須使用液相色譜級(jí)或更高級(jí)別的試劑。

5.3.2甲酸（HCOOH）：液相色譜級(jí)。

用于配制流動(dòng)相和調(diào)節(jié)水樣pH值。

5.3.3氨水（NH3·H2O）：w∈[25%,28%]。

用于調(diào)節(jié)水樣pH值。

5.3.4甲酸水溶液：φ(HCOOH)＝0.1%。

移取1ml甲酸（5.3.2）于預(yù)先加入適量純水的1L容量瓶中，用純水定容。

5.3.5丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)貯備液，ρ(C3H5NO)=100mg/L。

市售標(biāo)準(zhǔn)100mg/L，按標(biāo)準(zhǔn)溶液證書要求保存。

5.3.6丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)中間液，ρ(C3H5NO)=1.00mg/L。

取0.10ml標(biāo)樣于10ml容量瓶中，用甲醇稀釋至標(biāo)線，濃度為1.00mg/L。標(biāo)準(zhǔn)中間液

保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度在試驗(yàn)期60d內(nèi)偏差為2.1%，認(rèn)為60d內(nèi)濃度保持

穩(wěn)定，因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中間液可在-18℃以下冷凍保存60d。

表4標(biāo)準(zhǔn)中間液的保存實(shí)驗(yàn)

保存時(shí)間1天10天30天60天

丙烯酰胺（mg/L）1.01.00.970.96

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5.3.7丙烯酰胺使用液：ρ(C3H5NO)=100μg/L。

取1.0ml標(biāo)準(zhǔn)使用液（5.6）于10ml容量瓶中，用純水定容，混勻。臨用現(xiàn)配。

5.3.8丙烯酰胺內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（丙烯酰胺-d3）貯備液，ρ(C3H5NO-d3)=100mg/L。

市售標(biāo)準(zhǔn)100mg/L，按標(biāo)準(zhǔn)溶液證書要求保存。

5.3.9丙烯酰胺內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)使用液，ρ(C3H5NO-d3)=1.00mg/L。

取100μl標(biāo)樣于10ml容量瓶中，用甲醇稀釋至標(biāo)線，濃度為1.0mg/L。內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)使用

液參考同濃度的標(biāo)準(zhǔn)中間液，規(guī)定在-18℃以下冷凍保存60d。

5.3.10針式過(guò)濾器：0.22μm，濾膜材質(zhì)為親水聚四氟乙烯。

5.3.11氮?dú)猓杭兌取?9.999%，用于高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀。

5.3.12氫型陽(yáng)離子交換柱：1.0ml，填料為磺化交聯(lián)的苯乙烯二乙烯基苯共聚物。

5.4儀器和設(shè)備

5.4.1高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀規(guī)定用三重四極桿質(zhì)譜儀。三重四極桿質(zhì)譜可以提供目標(biāo)化合物分子離子峰和二

級(jí)碎片，是非常經(jīng)典的用于定量和定性分析的質(zhì)譜儀，而單極質(zhì)譜只能提供目標(biāo)化合物分子

離子峰。因此三重四極桿質(zhì)譜能有效降低分析的假陽(yáng)性概率，更適合環(huán)境樣品中痕量化合物

的分析。目前環(huán)境監(jiān)測(cè)部門使用最多的液相色譜質(zhì)譜儀為液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀。

本標(biāo)準(zhǔn)還要求質(zhì)譜儀配備電噴霧離子源，該離子源為三重四極桿質(zhì)譜儀的常規(guī)配置，適

用于丙烯酰胺的離子化。

5.4.2色譜柱

本標(biāo)準(zhǔn)提供了填料粒徑為1.7μm，柱長(zhǎng)為100mm，內(nèi)徑為2.1mm的C18色譜柱，供參

考使用。對(duì)于其他性能相近的色譜柱，通過(guò)優(yōu)化后亦可使用。

5.4.3棕色采樣瓶

由于采用直接進(jìn)樣分析方法，本標(biāo)準(zhǔn)所需水樣體積較少。根據(jù)丙烯酰胺的理化性質(zhì)，水

樣需要避光密封。因此，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用100ml具聚四氟乙烯襯墊瓶蓋的螺口棕色玻璃瓶

或棕色具塞磨口瓶。

5.4.4一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備

比如渦旋振蕩器、超聲波清洗器、流動(dòng)相抽濾裝置、冰箱等。

5.5樣品

5.5.1采集與保存

按照GB17378.3、HJ91.1、HJ91.2、HJ164和HJ442.3的相關(guān)規(guī)定采集代表性物質(zhì)，

采集的樣品保存在潔凈、不存在干擾物的具塞棕色玻璃瓶?jī)?nèi)。《水質(zhì)丙烯酰胺的測(cè)定氣

相色譜法》（HJ697-2014）中規(guī)定在0～4℃條件下，水樣可保存7d，未對(duì)水樣pH值有明

確要求。

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編制組采用地表水和廢水（加標(biāo)后濃度分別為2.0μg/L和10.0μg/L），首先查看不同

pH條件下，丙烯酰胺的信號(hào)響應(yīng)情況（見(jiàn)圖4）。結(jié)果顯示在pH值2至7條件下，地表水

和廢水的丙烯酰胺信號(hào)響應(yīng)較高，分別為標(biāo)樣的67%～88%和58%～65%，而當(dāng)pH值在8

至11條件下，地表水和廢水的丙烯酰胺信號(hào)響應(yīng)明顯下降，分別為標(biāo)樣的22%～34%和0%～

4.1%。

圖4不同pH條件下地表水和廢水中丙烯酰胺的信號(hào)響應(yīng)

基于上述結(jié)果，編制組選擇pH值2至7條件，分別對(duì)地表水和廢水（加標(biāo)后濃度分別

為2.0μg/L和10.0μg/L），進(jìn)一步開(kāi)展保存時(shí)間的研究。結(jié)果（圖5）顯示1～20天內(nèi)，地

表水和廢水中丙烯酰胺的絕大部分回收率在80%～100%之間。為考慮不同來(lái)源水樣基質(zhì)復(fù)

雜程度不同，本標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)控制，規(guī)定樣品采集后需調(diào)節(jié)pH值至2～7之間，于0～4℃冷藏

避光保存，15d內(nèi)完成分析。

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圖5不同pH值條件下地表水和廢水樣品的保存情況

5.5.2樣品的制備

丙烯酰胺具有強(qiáng)極性和水溶性，在水體中的存在形式是溶于水中，幾乎不吸附在顆粒物。

因此，本標(biāo)準(zhǔn)采用對(duì)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單過(guò)濾后直接進(jìn)樣進(jìn)行儀器分析。濾膜材質(zhì)的不同可能影響

丙烯酰胺測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。所選擇的濾膜應(yīng)對(duì)丙烯酰胺不發(fā)生吸附且不會(huì)析出干擾物質(zhì)。

本實(shí)驗(yàn)比較了3種常見(jiàn)的水樣過(guò)濾用的0.22μm濾膜：親水聚四氟乙烯膜、尼龍膜、玻璃纖

維膜，考察采用不同材質(zhì)的濾膜過(guò)濾對(duì)丙烯酰胺回收率的影響，見(jiàn)表5。結(jié)果顯示采用的3

種材質(zhì)濾膜過(guò)濾，丙烯酰胺的回收率較好，且未出現(xiàn)干擾物質(zhì)。因此，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上述3

種濾膜均可用于水樣的過(guò)濾。

表5不同材質(zhì)濾膜過(guò)濾對(duì)丙烯酰胺回收率的影響

目標(biāo)化合物親水聚四氟乙烯尼龍膜玻璃纖維膜

膜

丙烯酰胺回收率（%）96.9100107

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5.6分析步驟

5.6.1質(zhì)譜條件優(yōu)化

5.6.1.1質(zhì)譜調(diào)諧

質(zhì)譜儀的日常維護(hù)極為重要，直接關(guān)系質(zhì)譜的性能好壞及穩(wěn)定性。應(yīng)定期、開(kāi)關(guān)機(jī)或維

修后進(jìn)行質(zhì)譜調(diào)諧，保證儀器處于正常狀態(tài)。

5.6.1.2質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化

本標(biāo)準(zhǔn)使用高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法，使用多反應(yīng)模式進(jìn)行定量分析。因?yàn)槠?/p>

通單極質(zhì)譜僅使用1個(gè)特征離子對(duì)丙烯酰胺進(jìn)行定性定量分析，而三重四極桿質(zhì)譜法的多反

應(yīng)監(jiān)測(cè)模式采用了多個(gè)離子對(duì)對(duì)丙烯酰胺進(jìn)行定性定量分析，可大大降低分析的假陽(yáng)性概率，

提高分析的準(zhǔn)確度。

高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜主要使用的電離源有電噴霧源和大氣壓化學(xué)源，前者適

合分析有一定極性的目標(biāo)化合物，后者適合分析極性較弱的化合物。由于丙烯酰胺有較強(qiáng)的

極性，故選擇電噴霧源。根據(jù)丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)，結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)研究，選用電噴霧

正離子化方式對(duì)丙烯酰胺進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)質(zhì)譜儀進(jìn)行多種參數(shù)優(yōu)化的目的是提高分析方法的靈敏度。在建立丙烯酰胺的質(zhì)譜分

析方法前，必須要研究丙烯酰胺的質(zhì)譜行為。配制丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，用蠕動(dòng)泵直接進(jìn)樣質(zhì)

譜，改變質(zhì)譜的錐孔電壓，觀察丙烯酰胺分子離子峰的響應(yīng)。一級(jí)質(zhì)譜中丙烯酰胺產(chǎn)生的分

子離子峰為[M+H]+，m/z為72。通過(guò)優(yōu)化毛細(xì)管電壓、錐孔電壓、脫溶劑氣溫度和流量、

錐孔氣流量使丙烯酰胺分子離子峰信號(hào)最強(qiáng)。然后打開(kāi)碰撞氣，對(duì)[M+H]+分子離子進(jìn)行碰

撞裂解。通過(guò)改變碰撞氣能量，觀察特征碎片的強(qiáng)度，確定定性和定量用的碎片離子，以及

碎片強(qiáng)度最大時(shí)的碰撞氣能量。結(jié)果顯示，丙烯酰胺分子離子經(jīng)過(guò)裂解可產(chǎn)生信號(hào)較強(qiáng)的

m/z55.1和m/z44.0的碎片離子，與文獻(xiàn)資料一致。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，確定丙烯酰胺及同位素的關(guān)

鍵質(zhì)譜條件見(jiàn)表6。不同濃度水平離子豐度比的變異情況見(jiàn)表7，結(jié)果表明各濃度點(diǎn)的離子

對(duì)豐度比相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.2%，說(shuō)明不同濃度點(diǎn)離子對(duì)豐度比較為穩(wěn)定。不同廠家的質(zhì)譜

條件差別很大，本標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜條件為參考條件。

表6丙烯酰胺及同位素的關(guān)鍵質(zhì)譜條件

編號(hào)化合物監(jiān)測(cè)離子對(duì)（m/z）錐孔電壓（V）碰撞能量（V）

72.0＞55.1*3015

1丙烯酰胺

72.0＞44.03018

75.1＞58.0*4017

2丙烯酰胺-d3

75.1＞44.04030

注：帶*為定量離子對(duì)

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表7丙烯酰胺不同濃度水平離子豐度比的變異情況

濃度梯度不同監(jiān)測(cè)離子對(duì)（m/z）的離子豐度比（%）

（μg/L）72.0＞55.1*72.0＞44.0

2.001006.69

5.001005.75

7.501006.27

20.01006.16

RSD（%）/6.2

5.6.2色譜條件優(yōu)化

5.6.2.1流動(dòng)相的選擇

LC-MS/MS分析丙烯酰胺方法常用的流動(dòng)相為甲醇/水。為提高丙烯酰胺在質(zhì)譜中離子

化效率，提高分析靈敏度，可在水相中加入適量的有機(jī)酸（甲酸）或有機(jī)銨鹽（乙酸銨）。

編制組以0.1μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液為例，研究了不同流動(dòng)相組合對(duì)丙烯酰胺靈敏度的影響。以甲醇

/5mM乙酸銨流動(dòng)相的丙烯酰胺峰面積為參照，對(duì)其他流動(dòng)相條件下丙烯酰胺峰面積進(jìn)行歸

一化處理。結(jié)果顯示采用甲醇/0.1%甲酸時(shí)丙烯酰胺有較高的信號(hào)響應(yīng)，為甲醇/5mM乙酸

銨的2倍，故本標(biāo)準(zhǔn)確定流動(dòng)相為甲醇/0.1%甲酸。

本標(biāo)準(zhǔn)涉及的化合物只有丙烯酰胺1個(gè)化合物，而且丙烯酰胺不存在同分異構(gòu)體，因此

LC/MS方法對(duì)于色譜分離條件要求不高，采用等度洗脫方式一般可以滿足分析要求。然后，

由于本標(biāo)準(zhǔn)使用直接進(jìn)樣的方式，沒(méi)有凈化過(guò)程，如果采用等度洗脫條件，水樣中保留能力

強(qiáng)的化合物會(huì)在色譜柱上累積，干擾色譜分離過(guò)程，降低色譜柱的壽命。通過(guò)采用梯度洗脫

的方法，等丙烯酰胺流出后使用較高濃度有機(jī)相沖洗色譜柱，保證分析過(guò)程的穩(wěn)定，提高色

譜柱的使用壽命。編制組對(duì)流動(dòng)相的梯度洗脫條件進(jìn)行優(yōu)化，分別使用初始有機(jī)相比例為

2%、5%、10%、15%、20%進(jìn)行梯度洗脫，優(yōu)化結(jié)果見(jiàn)圖6，使用初始有機(jī)相比例為2%時(shí)

丙烯酰胺的保留時(shí)間最長(zhǎng)且峰型、基線等最合適。使丙烯酰胺在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間出峰，避免其他

雜質(zhì)對(duì)丙烯酰胺離子化的干擾，同時(shí)使丙烯酰胺能盡快出峰，減少分析時(shí)間，實(shí)現(xiàn)又快又好

的分離。最終確定的梯度洗脫條件見(jiàn)表8，流速為0.3ml/min。

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圖6流動(dòng)相的梯度洗脫條件優(yōu)化情況

表8梯度洗脫條件

時(shí)間（min）甲酸水體積分?jǐn)?shù)（%）甲醇體積分?jǐn)?shù)（%）

0982

1.5982

2.0595

3.0595

4.0982

6.0982

5.6.2.2色譜柱的選擇

十八烷基硅烷鍵合填