高效液相色谱法测定大气颗粒物中蒽和萘

2020-09-08杨蕾

环境保护与循环经济 2020年7期

杨蕾

（江苏省镇江环境监测中心，江苏镇江 212000）

1 引言

蒽和萘是炼焦工业副产品主要的组分之一，二者同样有毒，容易挥发，不溶于水，可溶于乙醇和乙醚等。蒽可燃并有腐蚀性，属有机腐蚀物品，对皮肤有轻度刺激，具有光敏和光毒作用，皮肤接触尤其在日光照射下接触可引起局部皮肤损害［1］。反复接触萘蒸气，可引起头痛、乏力、恶心、呕吐和血液系统损害［2］，可引起白内障、视神经炎和视网膜病变，皮肤接触可引起皮炎。蒽和萘的工业污染主要发生在炼焦等石化工生产过程中，如煤焦油的炼制和加工过程，直接危害大气、土壤、水源和企业员工健康。由于在全球的大量使用和排放，蒽已成为一种典型的环境污染物，被美国环境保护署列入优先控制污染物的16 种多环芳烃其中之一，也是国内外许多工业污染场地的主要污染物。2017 年10 月，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单，萘属于2B 类致癌物，蒽在3 类致癌物清单中［3］。

高效液相色谱仪具有高的灵敏度和分辨率，用于测定大气颗粒物中的蒽和萘时，其前处理操作简单，准确度和精密度高，大大提高了检测效率。

2 材料与方法

2.1 原理

采集大气颗粒物的玻璃纤维滤膜，以乙腈为溶剂超声波提取，用液相色谱分离测定提取液中蒽和萘的含量，根据保留时间定性，外标法定量［4］。

2.2 仪器

超声波清洗器；采样器，符合GB 6921 要求的大流量采样器（1.1～1.7 m3/min）；离心机，600 r/min；具塞玻璃刻度离心管，10 mL；高效液相色谱仪，Agilent 1200；色谱柱，反相，C18 柱；微孔滤膜，孔径≤0.45 μm。

2.3 试剂

乙腈，色谱纯，蒽和萘的标准溶液采用国家认可的标准溶液配制，色谱纯。

2.4 分析步骤

2.4.1 色谱条件

流动相组成为A 乙腈、B 水柱温25 ℃；进样量10 μL；紫外检测器波长225 nm；无参比波长；流动相流速0.7 mL/min。

流动相的组成见表1。

表1 流动相的组成

2.4.2 空白对照实验

将装好玻璃纤维滤膜的采样夹带至采样点，除不连接采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空白对照。

2.4.3 样品前处理

将采过样的玻璃纤维滤膜边缘无尘部分剪去，然后将滤膜分成n 份，取1/n 滤膜剪碎放入10 mL具塞玻璃离心管中，准确加入10 mL 乙腈（液面以超过滤膜部分为宜），超声提取10 min，离心10 min，取上清液用0.45 μm 微孔滤膜过滤，滤液待分析。

2.4.4 样品测定

用测定标准系列的操作条件测定样品和空白对照洗脱液，以测得的样品峰面积值减去空白对照的峰面积值后，由回归方程计算得出待测样品含量。

2.5 计算

按下式计算大气颗粒物中蒽或萘的浓度：

式中，ρ 为大气颗粒物中蒽或萘的浓度，μg/Nm3；Hy为测得滤膜中蒽或萘的峰面积；Cb为标准样品的浓度，mg/L；Hb为标准样品的峰面积；Vt为提取液的体积，mL；Vs为标准状态下采样体积，m3；1/n 为分析用滤膜在整张滤膜中所占的比例。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线的绘制

用微量注射器分别取2.0，10.0，20.0，40.0，50.0 mg/L 的蒽标准溶液和萘标准溶液进样，以测得的峰面积值分别对应相应的含量，绘制蒽标准曲线及萘标准曲线。

蒽标准曲线的绘制见表2。

表2 蒽标准曲线的绘制

萘标准曲线的绘制见表3。

表3 萘标准曲线的绘制

3.2 精密度与检出限

分别将浓度为2.00 mg/L 的蒽和萘标准溶液制成模拟样品，重复测量7 次，并计算其标准偏差。

蒽模拟样品精密度实验测定结果见表4。

表4 蒽模拟样品精密度实验测定结果

萘模拟样品精密度实验测定结果见表5。

表5 萘模拟样品精密度实验测定结果

由表4—5 可知，蒽和萘测定结果的相对标准偏差为1.4%和0.21%，说明该方法具有良好的精密度，根据美国EPASW－846 中规定的检出限为3.143 倍的标准偏差计算，则蒽的检出限为0.085 mg/L，萘的检出限为0.013 mg/L。当标准状态下采样体积为30 L时，计算得空气颗粒物中蒽的最低检出浓度为28.3 μg/Nm3，空气中萘的最低检出浓度为4.19 μg/Nm3。