高效液相色譜法測(cè)定大氣顆粒物中蒽和萘

楊蕾

（江蘇省鎮(zhèn)江環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇鎮(zhèn)江 212000）

1 引言

蒽和萘是煉焦工業(yè)副產(chǎn)品主要的組分之一，二者同樣有毒，容易揮發(fā)，不溶于水，可溶于乙醇和乙醚等。蒽可燃并有腐蝕性，屬有機(jī)腐蝕物品，對(duì)皮膚有輕度刺激，具有光敏和光毒作用，皮膚接觸尤其在日光照射下接觸可引起局部皮膚損害［1］。反復(fù)接觸萘蒸氣，可引起頭痛、乏力、惡心、嘔吐和血液系統(tǒng)損害［2］，可引起白內(nèi)障、視神經(jīng)炎和視網(wǎng)膜病變，皮膚接觸可引起皮炎。蒽和萘的工業(yè)污染主要發(fā)生在煉焦等石化工生產(chǎn)過(guò)程中，如煤焦油的煉制和加工過(guò)程，直接危害大氣、土壤、水源和企業(yè)員工健康。由于在全球的大量使用和排放，蒽已成為一種典型的環(huán)境污染物，被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署列入優(yōu)先控制污染物的16 種多環(huán)芳烴其中之一，也是國(guó)內(nèi)外許多工業(yè)污染場(chǎng)地的主要污染物。2017 年10 月，世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單，萘屬于2B 類致癌物，蒽在3 類致癌物清單中［3］。

高效液相色譜儀具有高的靈敏度和分辨率，用于測(cè)定大氣顆粒物中的蒽和萘?xí)r，其前處理操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度和精密度高，大大提高了檢測(cè)效率。

2 材料與方法

2.1 原理

采集大氣顆粒物的玻璃纖維濾膜，以乙腈為溶劑超聲波提取，用液相色譜分離測(cè)定提取液中蒽和萘的含量，根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量［4］。

2.2 儀器

超聲波清洗器；采樣器，符合GB 6921 要求的大流量采樣器（1.1～1.7 m3/min）；離心機(jī)，600 r/min；具塞玻璃刻度離心管，10 mL；高效液相色譜儀，Agilent 1200；色譜柱，反相，C18 柱；微孔濾膜，孔徑≤0.45 μm。

2.3 試劑

乙腈，色譜純，蒽和萘的標(biāo)準(zhǔn)溶液采用國(guó)家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，色譜純。

2.4 分析步驟

2.4.1 色譜條件

流動(dòng)相組成為A 乙腈、B 水柱溫25 ℃；進(jìn)樣量10 μL；紫外檢測(cè)器波長(zhǎng)225 nm；無(wú)參比波長(zhǎng)；流動(dòng)相流速0.7 mL/min。

流動(dòng)相的組成見(jiàn)表1。

表1 流動(dòng)相的組成

2.4.2 空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)

將裝好玻璃纖維濾膜的采樣夾帶至采樣點(diǎn)，除不連接采樣器采集空氣樣品外，其余操作同樣品，作為樣品的空白對(duì)照。

2.4.3 樣品前處理

將采過(guò)樣的玻璃纖維濾膜邊緣無(wú)塵部分剪去，然后將濾膜分成n 份，取1/n 濾膜剪碎放入10 mL具塞玻璃離心管中，準(zhǔn)確加入10 mL 乙腈（液面以超過(guò)濾膜部分為宜），超聲提取10 min，離心10 min，取上清液用0.45 μm 微孔濾膜過(guò)濾，濾液待分析。

2.4.4 樣品測(cè)定

用測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的操作條件測(cè)定樣品和空白對(duì)照洗脫液，以測(cè)得的樣品峰面積值減去空白對(duì)照的峰面積值后，由回歸方程計(jì)算得出待測(cè)樣品含量。

2.5 計(jì)算

按下式計(jì)算大氣顆粒物中蒽或萘的濃度：

式中，ρ 為大氣顆粒物中蒽或萘的濃度，μg/Nm3；Hy為測(cè)得濾膜中蒽或萘的峰面積；Cb為標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度，mg/L；Hb為標(biāo)準(zhǔn)樣品的峰面積；Vt為提取液的體積，mL；Vs為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣體積，m3；1/n 為分析用濾膜在整張濾膜中所占的比例。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用 微 量 注 射 器 分 別 取2.0，10.0，20.0，40.0，50.0 mg/L 的蒽標(biāo)準(zhǔn)溶液和萘標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣，以測(cè)得的峰面積值分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的含量，繪制蒽標(biāo)準(zhǔn)曲線及萘標(biāo)準(zhǔn)曲線。

蒽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制見(jiàn)表2。

表2 蒽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

萘標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制見(jiàn)表3。

表3 萘標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

3.2 精密度與檢出限

分別將濃度為2.00 mg/L 的蒽和萘標(biāo)準(zhǔn)溶液制成模擬樣品，重復(fù)測(cè)量7 次，并計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差。

蒽模擬樣品精密度實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 蒽模擬樣品精密度實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

萘模擬樣品精密度實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 萘模擬樣品精密度實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

由表4—5 可知，蒽和萘測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%和0.21%，說(shuō)明該方法具有良好的精密度，根據(jù)美國(guó)EPASW－846 中規(guī)定的檢出限為3.143 倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算，則蒽的檢出限為0.085 mg/L，萘的檢出限為0.013 mg/L。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣體積為30 L時(shí)，計(jì)算得空氣顆粒物中蒽的最低檢出濃度為28.3 μg/Nm3，空氣中萘的最低檢出濃度為4.19 μg/Nm3。

3.3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

將樣品濾膜平均分為8 份，其中2 份直接測(cè)定，取兩者平均值作為每份濾膜的原樣濃度，其余6 份分別加入濃度為0.1 mg/L 的蒽標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定回收率，再分別配置濃度為0.002 mg/L 蒽和萘的標(biāo)準(zhǔn)溶液制成模擬樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。

蒽模擬樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 蒽模擬樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

萘模擬樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 萘模擬樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

由表6—7 可見(jiàn)，當(dāng)加標(biāo)濃度為0.1 mg/L 時(shí)，蒽的加標(biāo)回收率在90.0%～94.0%之間，萘的加標(biāo)回收率在89.0%～94.0%之間，符合高效液相色譜法測(cè)定顆粒物中多環(huán)芳烴方法的要求。

4 結(jié)論

采用超聲波提取結(jié)合高效液相色譜儀對(duì)大氣顆粒物中蒽和萘的濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該方法檢出限低，精密度和準(zhǔn)確度較好，前處理操作簡(jiǎn)單，不但提高了分析效率，而且結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠滿足環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和應(yīng)急監(jiān)測(cè)的要求。