恒能量同步荧光法测定焦化厂气溶胶中多环芳烃

2015-10-16何立芳章汝平邱如斌

分析科学学报 2015年5期

何立芳，章汝平，邱如斌

(1.福建龙岩学院化学与材料工程系，福建龙岩 364012;2.福建龙岩闽西职业技术学院化学工程系，福建龙岩 364021)

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)主要来源于化石燃料、木材、烟草及塑料等有机物的不完全燃烧，是一种具有三致效应的、广泛存在于环境中的典型持久性有机污染物[1]，对人体健康有着严重的危害。焦化厂是多环芳烃的重要人为污染源之一。煤炭在隔绝空气的高温条件下经过复杂的裂解和聚合作用会生成PAHs，严重危害人体健康[2 - 4]。因此，鉴别和研究焦化厂大气溶胶中多环芳烃的组成及含量具有重要的意义。

在多环芳烃分析中，常规使用的索氏提取法，其提取时间长，消耗试剂量大。而气相色谱分析中广泛应用火焰离子化检测器(FID)，它虽具有较好的线性响应和灵敏度，以及常规定量的可靠性，但是由于FID对PAHs不是选择性的，所以在色谱分析之前要进行大量的分离和提纯PAHs流出物的工作。气相色谱-质谱(GC-MS)为监测PAHs提供了有力的技术支持[5]，但其设备昂贵。近年来，同步荧光法(SFS)因其具有简化光谱、窄化谱带、减少光谱重叠、减少散射光影响等优点，在多环芳烃的分析中占有重要的地位[6 - 8]。恒能量同步荧光法是同步荧光法的一个分支，该法是在激发和发射波长的同时扫描过程中保持两者之间的一个恒定的能量差关系，对多环芳烃的混合物体系的同时测定尤为有利[9 - 13]。本文采用超声提取-恒能量同步荧光技术对气溶胶中PAHs 进行检测，简化了样品前处理，提高了定性定量的准确性。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

FLUORAT-02-PANORAMAN荧光分光光度计(俄罗斯,刘梅克斯公司)，仪器单色仪狭缝宽度为5 nm，波长扫描速度为120 nm/min，1 cm比色皿。AS3210超声波清洗器(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)；RE-52AA旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)。

1.2 实验方法

1.2.1PAHs的提取将采集的焦化厂气溶胶的玻璃纤维滤膜的尘面内向折成细筒状，并对折后，置入50 mL的棕色磨口试剂瓶中，加入30 mL环己烷超声提取10 min，将提取液转移至鸡心瓶中，再向试剂瓶中加入10 mL环己烷，重复超声提取10 min，将提取液合并至同一鸡心瓶中。用旋转蒸发器浓缩至5 mL,待同步荧光分析测定。

2 结果与讨论

2.1 气溶胶中多环芳烃的光谱特征

在选定实验条件下，对焦化厂气溶胶中多环芳烃做了定性分析。图1是某一气溶胶样品的恒能量同步荧光光谱图，表1是气溶胶中所含的多环芳烃成分及它们的同步荧光光谱的特征，在恒能量同步荧光光谱中，每个化合物都有相应的特征峰。

图1 气溶胶样品的恒能量同步荧光光谱Fig.1 Constant-energy synchronous fluorescence spectra of sample in aerosols

表1 气溶胶中所含的多环芳烃成分及其同步荧光光谱的特征Table 1 Component and synchronous spectrofluorimetric characteristics of PAHs in aerosols

2.2 定量分析

2.2.1方法的线性范围与检出限从表2多环芳烃检出限和表3多环芳烃的含量可以看出，实际气溶胶中PAHs的含量在测定的线性范围之内，回归方程的相关系数在0.999以上，检出限低于气溶胶中各组分的含量。表明该测定方法可用于气溶胶中PAHs的测定。

表2 7种PAHs 的检出限和响应参数Table 2 The detection and response parameters of 7 PAHs

2.2.2空白、回收率的研究取1张与采样时面积等大的玻璃纤维滤膜。将其剪细条后与分析实际样品同样的步骤处理，进行同步荧光分析，未出现任何干扰峰。另外，在空白的玻璃纤维滤膜上，加入一定量的多环芳烃标准溶液，进行提取、浓缩和分析，根据实测值与加入量理论值之比求出样品的加标回收率，结果如表2所示，PAHs的回收率为80.0%～125.2%。