空氣和廢氣監(jiān)測(cè) 課件 苯并a芘的測(cè)定

任務(wù)3.3.6苯并[a]芘的測(cè)定空氣和廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)任務(wù)3.3.6苯并[a]芘的測(cè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握高效液相色譜法測(cè)定環(huán)境空氣中苯并芘的方法原理；2.熟悉并掌握液相色譜儀的使用；3.能正確測(cè)定氣樣中苯并芘的含量，并能規(guī)范測(cè)定操作要點(diǎn)；4.能判斷測(cè)定結(jié)果的異?，F(xiàn)象并能解決；5.注意安全，確保自己和同伴安全及儀器設(shè)備安全；6.能夠理論與實(shí)踐相結(jié)合。7.具有環(huán)保意識(shí)和節(jié)約意識(shí)。8.具備認(rèn)真負(fù)責(zé)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。（一）指標(biāo)含義及測(cè)定意義

苯并[a]芘（BaP）不溶于水，微溶于有機(jī)溶劑，穩(wěn)定性好，無色至淡黃色，無生產(chǎn)和使用價(jià)值，是生產(chǎn)和生活中形成的副產(chǎn)物隨廢氣排放。

苯并[a]芘主要來自含碳燃料及有機(jī)物熱解過程。

苯并[a]芘對(duì)人體健康有巨大威脅，刺激眼睛、皮膚，有生物累積性，是致畸原及誘變劑，更是強(qiáng)致癌類物質(zhì)的代表，因此，苯并[a]芘是空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要部分。一、基本知識(shí)（二）控制標(biāo)準(zhǔn)

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）規(guī)定的苯并[a]芘的濃度限值見下表：污染物項(xiàng)目平均時(shí)間濃度限值單位一級(jí)二級(jí)苯并[α]芘（BaP）年平均0.0010.001μg/m324h平均0.00250.0025

《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2022）規(guī)定，苯并[α]芘的24h標(biāo)準(zhǔn)值為1.0ng/m3。（三）測(cè)定方法及原理1.

測(cè)定方法高效液相色譜法（HJ956—2018），適用于環(huán)境空氣和無組織排放監(jiān)控點(diǎn)空氣顆粒物（PM2.5、PM10或TSP等）中苯并[a]芘的測(cè)定。用二氯甲烷提取，定容體積為1.0ml時(shí)，方法檢出量為0.008μg，測(cè)定下限為0.032μg；用5.0ml乙腈提取時(shí)，方法檢出量為0.040μg，測(cè)定下限為0.160μg。當(dāng)采樣體積為6m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），用二氯甲烷提取，定容體積為1.0ml時(shí)，方法的檢出限為1.3ng/m3，測(cè)定下限為5.2ng/m3。當(dāng)采樣體積為144m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），用二氯甲烷提取，定容體積為1.0ml時(shí)，方法檢出限為0.1ng/m3，測(cè)定下限為0.4ng/m3。當(dāng)采樣體積為1512m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），取十分之一濾膜，用二氯甲烷提取，定容體積為1.0ml時(shí)，方法的檢出限為0.1ng/m3，測(cè)定下限為0.4ng/m3；用5.0ml乙腈提取時(shí)，方法的檢出限為0.3ng/m3，測(cè)定下限為1.2ng/m3。（三）測(cè)定方法及原理2.

測(cè)定方法原理用超細(xì)玻璃（或石英）纖維濾膜采集環(huán)境空氣中的苯并[a]芘，用二氯甲烷或乙腈提取，提取液濃縮、凈化后，采用高效液相色譜分離，熒光檢測(cè)器檢測(cè)，根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。（四）所需儀器與用具（1）高效液相色譜儀（HPLC）：具有熒光檢測(cè)器和梯度洗脫功能。（2）色譜柱：4.6mm×250mm，填料為5.0μm的ODS-C18。（3）顆粒物采樣器。（4）提取設(shè)備：低頻超聲波清洗器、索氏提取器或加壓流體萃取儀等提取設(shè)備。（5）濃縮設(shè)備：氮吹濃縮儀、K-D濃縮儀或其他性能相當(dāng)?shù)脑O(shè)備。（6）凈化裝置：固相萃取裝置。（7）超細(xì)玻璃（或石英）纖維濾膜：根據(jù)采樣頭選擇。濾膜對(duì)0.3μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的殘留效率不低于99%。（8）硅膠固相萃取柱：1000mg/6ml。（9）有機(jī)相針式濾器：13mm×0.45μm，聚四氟乙烯或尼龍濾膜。（10）一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。（一）采樣

用無鋸齒鑷子將濾膜放入潔凈濾膜夾內(nèi)，毛面朝向進(jìn)氣方向，將濾膜牢固壓緊。將濾膜夾放入采樣器中。

將采樣器帶至采樣現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置采樣時(shí)間和采樣流量，啟動(dòng)采樣。

采樣結(jié)束后，用鑷子取出濾膜，濾膜塵面向內(nèi)對(duì)折，避免塵面接觸無塵邊緣，放入保存盒中避光密封保存，并迅速送回實(shí)驗(yàn)室，于20℃以下2個(gè)月內(nèi)完成提取。二、實(shí)訓(xùn)操作（二）儀器準(zhǔn)備1.儀器開機(jī)預(yù)熱按儀器操作要求開機(jī)，并準(zhǔn)備好儀器參考條件：保持柱箱溫度35℃，熒光檢測(cè)器的激發(fā)波長(zhǎng)（λex）/發(fā)射波長(zhǎng)（λem）為305nm/430nm。梯度洗脫程序見下表，其中流動(dòng)相A為乙腈，流動(dòng)相B為水。

梯度洗脫程序時(shí)間（min）流動(dòng)相流速（ml/min）A%B%01.26535271.26535411.21000451.265352、建立標(biāo)準(zhǔn)曲線分別移取適量苯并[α]芘標(biāo)準(zhǔn)使用液，用乙腈稀釋，制備標(biāo)準(zhǔn)系列，質(zhì)量濃度分別為0.025μg/ml、0.050μg/ml、0.100μg/ml、0.500μg/ml、1.00μg/ml、2.00μg/ml。將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液依次注入高效液相色譜儀，按照儀器參考條件分離檢測(cè)，得到各不同濃度的苯并[a]芘的色譜圖。以濃度為橫坐標(biāo)，以其對(duì)應(yīng)的峰高（或峰面積）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見下圖。苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)色譜圖（三）試樣制備

1.樣品的提?。?）超聲波提取除去濾膜邊緣無塵部分，將濾膜分成n等分，取n分之一切碎，放入具塞瓶?jī)?nèi)，加入適量二氯甲烷超聲提取15min，提取液用無水硫酸鈉干燥，轉(zhuǎn)移至濃縮瓶中，重復(fù)提取三次，合并提取液，待濃縮、凈化。通常整張直徑9cm的濾膜，每次需要加入35ml提取溶劑。如用乙腈超聲提取，將切碎的濾膜放入10ml具塞瓶?jī)?nèi)，準(zhǔn)確加入5.0ml乙腈超聲提取15min，靜置，提取液用有機(jī)相針式濾器過濾，棄去1ml初始液，濾液收集于樣品瓶中待測(cè)。濾膜取用量根據(jù)實(shí)際樣品情況確定，必須保證所取濾膜浸沒在液面之下。（2）索氏提取將濾膜放入索氏提取器中，加入100ml二氯甲烷，回流提取至少40個(gè)循環(huán)。提取完畢，冷卻至室溫，取出底瓶，沖洗提取杯接口，清洗液一并轉(zhuǎn)移至底瓶。提取液用無水硫酸鈉干燥，轉(zhuǎn)移至濃縮瓶中，待濃縮、凈化。（3）自動(dòng)索氏提取將濾膜放入自動(dòng)索氏提取器中，加入100ml二氯甲烷，回流提取至少40個(gè)循環(huán)。其他同上。（4）加壓流體萃取將濾膜放入加壓流體萃取池中，設(shè)定萃取溫度100℃，壓力1500Psi～2000Psi（1Psi=6.895kPa），靜態(tài)萃取5min，二氯甲烷淋洗體積為60%池體積，氮?dú)獯祾?0s，靜態(tài)萃取至少2次。萃取液用無水硫酸鈉干燥，轉(zhuǎn)移至濃縮瓶中，待濃縮、凈化。2.

樣品的濃縮二氯甲烷樣品提取液在濃縮設(shè)備中于45℃以下濃縮，將溶劑完全轉(zhuǎn)換為正己烷，濃縮至1ml。待凈化；如果不需要進(jìn)一步凈化，則可將溶劑轉(zhuǎn)換為乙腈，定容至1.0ml，轉(zhuǎn)移至樣品瓶中待測(cè)。3.樣品的凈化將硅膠固相萃取柱固定于凈化裝置。依次用4ml二氯甲烷、10ml正己烷沖洗柱床，待柱內(nèi)充滿正己烷后關(guān)閉流速控制閥，浸潤(rùn)5min后打開控制閥，棄去流出液。當(dāng)液面稍高于柱床時(shí)，將濃縮后的樣品提取液轉(zhuǎn)移至柱內(nèi)，用1.0ml二氯甲烷-正己烷混合溶液洗滌樣品瓶2次，將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至柱內(nèi)，接受流出液，用8.0ml二氯甲烷-正己烷混合液洗脫，待洗脫液流過凈化柱后關(guān)閉流速控制閥，浸潤(rùn)5min，再打開控制閥，接收洗脫液至完全流出。洗脫液按樣品濃縮方法濃縮，并將溶劑轉(zhuǎn)換為乙腈，定容至1.0ml，轉(zhuǎn)移至樣品瓶中待測(cè)。（四）實(shí)驗(yàn)室空白試樣制備取與樣品采集同批次空白濾膜，按照與試樣制備相同的步驟制備實(shí)驗(yàn)室空白試樣。（五）試樣測(cè)定按照與標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制相同的儀器條件進(jìn)行試樣測(cè)定，記錄色譜峰的保留時(shí)間和峰高（或峰面積）。當(dāng)試樣濃度超出標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍時(shí)，用乙腈稀釋后，再進(jìn)行測(cè)定。（六）空白值測(cè)定按照與試樣測(cè)定相同的儀器條件進(jìn)行空白試樣的測(cè)定。且每批樣品（≤20個(gè)）至少帶1個(gè)實(shí)驗(yàn)室空白，苯并[a]芘的測(cè)定值不得高于方法檢出限。（七）結(jié)果分析與表示

1.

定性分析

依據(jù)保留時(shí)間定性，與標(biāo)準(zhǔn)曲線中間點(diǎn)保留時(shí)間相比變化不得超過±10s。

2.

定量分析

根據(jù)化合物的峰高（或峰面積），采用外標(biāo)法定量。3.

結(jié)果計(jì)算

樣品中的苯并[α]芘的質(zhì)量濃度（ρ）按下式計(jì)算：

式中：ρ——樣品中苯并[a]芘的質(zhì)量濃度，ng/m3；

ρi——由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到試樣中苯并[α]芘的質(zhì)量濃度，μg/ml；；

V——試樣體積，ml；

Vs——實(shí)際采樣體積，m3；

1/n——分析用濾膜在整張濾膜中所占的比例。測(cè)定結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)后保留位數(shù)與檢出限一致，且最多保留三位有效數(shù)字。（八）注意事項(xiàng)

苯并[a]芘屬于強(qiáng)致癌物，樣品處理在通風(fēng)櫥進(jìn)行，并佩戴防護(hù)用具，避免接觸皮膚和