空气废气中苯并芘采样与检测方法Word文档下载推荐.docx

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备注：

“环境空气和废气气相和颗粒物中多环芳烃的测定气相色谱-质谱法HJ646-2013”此办法被普遍采用.

附录A：

高效液相色谱法测定环境空气中苯并芘.

一、高效液相色谱法〔1〕

（一）原理

空气中颗粒物中的多环芳烃被收集在玻璃纤维滤纸上，经索氏提取或真空升华后，用高效液相色谱别离测定，以保管时间定性，峰高或峰面积定量.

（二）仪器

（1）年夜流量采样器见第十二章第一节总悬浮颗粒物年夜流量采样称量法.

（2）索氏提取器容量60ml.

（3）升华管见图6－9.

（4）真空升华装置见图6－10.

（5）浓缩器及浓缩瓶见图6-11

（6）微量注射器10μl、20μl，刻度应校正.

（7）离心机4000rpm.

（8）离心管5ml，刻度应校正.

（9）高效液相色谱仪附荧光检测器或紫外检测器.

（三）试剂

（1）玻璃纤维滤纸规格见第十二章第一节总悬浮颗粒物.滤纸需作预处理，办法是将滤纸不重叠地放在高温炉中，经500℃灼烧30min，保管备用.

（2）色谱柱内径4mm，长20cm不锈钢柱，内装YWG－CH型微粒硅胶粒子（10μm），塔板数为30000/m，柱压不超越5MPa.

（3）苯重蒸馏.

（4）甲醇重蒸馏.

（5）环己烷重蒸馏.

（6）碱性氧化铝200～300目.

（7）标准溶液取一个10ml棕色容量瓶，准确称量，然后小心参加约10mg苯并〔a〕芘①，再准确称量，两次称量之差即为苯并〔a〕芘质量.加苯溶解并稀释至刻度，计算每毫升溶液中苯并〔a〕芘的含量.然后再用甲醇稀释成1.00ml含100μg苯并〔a〕芘的贮备液.临用时，用甲醇稀释成1.00ml含2μg苯并〔a〕芘的标准溶液.贮于棕色容量瓶中，置冰箱中保管.

（四）采样

采样办法同第十二章第一节中“总悬浮颗粒物年夜流量采样－重量法”

（五）剖析步伐

1.液相色谱仪测试条件

剖析时，应依据液相色谱仪的型号和性能制定能测定苯并〔a〕芘的最佳测试条件.

柱温：

室温.

活动相：

（3＋1）甲醇＋水.

活动相温度：

40℃.

流量：

1ml/min.

柱压：

4MPa.

检测器：

紫外检测器波长　254nm.

荧光检测器激起波长365nm.

荧光检测器发射波长405nm.

2.绘制标准曲线和测定校正因子

在作样品测定的同时，绘制标准曲线或测定校正因子.

（1）绘制标准曲线将液相色谱仪调至最佳测试条件，如用紫外检测器，可用微量注射器辨别吸量1.00ml含100μg苯并〔a〕芘标准溶液5、10、15、20μl注入色谱仪；

如用荧光检测器，可用微量注射器辨别吸量1.00m1含2μg苯并〔a〕芘标准溶液2、4、6、8、10μl注入色谱仪，得苯并〔a〕芘的色谱峰和保管时间.另取试剂空白溶液作零浓度点的测定，每个浓度重复三次测定，得峰面积或峰高的平均值.以苯并〔a〕芘的含量（ng）为横坐标，峰面积（mm2）或峰高（mm）为纵坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率.以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bs（ng/mm2或ng/mm）.

（2）测定校正因子在测定的线性范围内，可用单点校正法求校正因子.在样品测定同时，取试剂空白溶液和与样品提取溶液苯并〔a〕芘浓度相接近的标准溶液，按液相色谱的最佳测试条件停止测定，得苯并〔a〕芘的色谱峰和保管时间.重复做三次，得峰面积或峰高的平均值.用下列公式计算校正因子：

式中f——校正因子，ng/mm2或ng/mm；

cs——标准溶液中苯并〔a〕芘含量，ng；

As——标准溶液平均峰面积或峰高，mm2或mm；

A0——试剂空白溶液平均峰面积或峰高mm2或mm.

3.样品测定

（1）样品提取用索氏提取法或真空升华法.①索氏延续提取法：

采样后，取80～100cm2的玻璃纤维滤纸，折叠后放进索氏提取器，加40ml环己烷，于沸水浴中延续提取8h（每小时回流次数很多于10次）.将提取液移至浓缩器中，在70～80℃水浴上减压浓缩至0.5～1.0ml（不成蒸干）.将浓缩液转移至5ml离心管内，用少量环已烷洗涤浓缩瓶，兼并于离心管内，使总体积控制在1.0ml.参加0.5g碱性氧化铝，摇匀，离心5min，取上清液待测.

②真空升华提取法：

采样后，取80～100cm2的玻璃纤维滤纸，卷成筒状，放入升华管内.勿使滤纸折叠或梗塞管口，旋紧磨口.接口处用少量石膏浆密封，石膏固化后，将升华管放在管状电炉内，衔接气路和真空泵，将管内抽成真空，3～5min后，转动三通活塞4，向管内充氮气，再抽真空、再充氮气，如此重复三次，以除去管内残留的空气.同时，将管状炉升温至300℃，升华40min.此时，可看到黄色的油状物凝集在升华管的毛细管内壁上，为避免升华物被抽走，可在毛细管一端外壁放一小块纱布，裹以冰块冷却.待管状电炉温度下降至室温后，转动三通活塞，使内外气压平衡，封闭真空泵（避免真空泵的油进入管道和真空规中）.取下升华管，旋开磨口，将毛细管的年夜口朝上，垂直地固定在铁架上.用100μl注射器吸取甲醇，注入毛细管内壁，需要时可用金属丝摩擦管壁，帮助溶解，如此重复屡次冲刷内壁，冲刷液收集于浓缩管中，将洗脱液浓缩至0.1～0.5ml，即为待测样品.

（2）样品剖析在液相色谱仪的最佳测试条件下，取1～20μl样品提取液（依据浓度年夜小决议进样量）注入色谱仪，得色谱峰，以保管时间确认苯并〔a〕芘峰，测定峰面积（mm2）或峰高（mm），重复做三次，得峰面积或峰高的平均值.

在样品测定的同时，取同样规格及年夜小的未采样滤纸，按相同的把持步伐作试剂空白测定.

（六）计算

1.用绘制标准曲线法

式中c——空气中苯并〔a〕芘浓度，μg/100m3；

A样品溶液峰面积或峰高，mm2或mm；

A0——试剂空白溶液峰面积或峰高，mm2或mm；

Bs——用标准溶液绘制标准曲线失掉的计算因子，ng/mm2或ng/mm；

V1样品提取溶液的总体积，ml；

V2——注入色谱仪中样品溶液的体积，ml；

S1——滤纸总过滤面积，cm2；

S2——剖析时所取滤纸的过滤面积，cm2；

Es——由实验室确定的苯并〔a〕芘平均提取效率；

V0——换算成标准状况下的采样体积，m3.

2.用单点校正法

式中f——用单点校正法失掉的校正因子，ng/mm2或ng/mm；

其他符号与上式相同.

（七）说明

（1）检出限和测定范围本法检出限0.1ng（荧光检测器）、10ng（紫外检测器）.用荧光检测器测定范围为0.2～20ng苯并〔a〕芘.如采样体积为1440m33.

（2）精细度对浓度为0.17～17mg/L的溶液重复测定的相对标准差为9.5%～3.1%.

（3）搅扰与排除样品经过预处理以及色谱柱别离，消除了年夜局部有机物的搅扰.

（4）真空升华法和延续提取法各具优缺点.前法把持复杂、疾速、节省溶剂，可同时提取一组样品，但需要有一定的设备和条件，后法不需要特殊仪器设备，办法复杂，提取效率高，易推广；

缺点是使用溶剂多，需要增加浓缩这一步伐，提取时间太长.试验证明，这两种办法提取颗粒物中苯并〔a〕芘的回收率都很高，参加5μg苯并〔a〕芘，真空升华法回收率为95%～100%，索氏提取法为96%～108%.

（5）3，4－苯并芘是致癌性物质，把持人员要特别注意防护，避免污染.接触3，4－苯并芘溶液时，要带医用橡胶手套，并在专用实验台上把持，标准溶液要注意保管.测定后的3，4－苯并芘废液应集中起来，统一处理.所用过的玻璃仪器，必需用铬酸钾－硫酸洗液浸泡4h以上，最好浸泡过夜后用水洗净.

（6）色谱条件的选择

①活动相：

用甲醇和水调节其分歧比例，在每种比例下，变卦流量，固定柱温，用萘、联苯、菲、蒽混合样品丈量在各种条件下的保管值、柱效和蒽菲的别离度，后果见表6－10.

表6－10活动相极性、流质变卦对多环芳烃保管值、柱效和别离度（菲、蒽）的影响

续表

活动相甲醇和水的比例影响别离组分的保管值、柱效和别离度.如增加甲醇，保管时间增加，柱效和别离度发作变卦，这主要是由活动相极性变卦所引起的.另外，流量对保管时间、柱效和别离度也有影响，如流质变年夜，则保管时间减小，柱效降低，别离度下降.因此，关于甲醇和水的比例以及流量均须严格控制恒定.

②柱温：

提高柱温能缩短保管时间、增加塔板数（见表6－11），这是由于温度增高，溶剂粘度增加，增加了溶剂在固定相中的渗透性，所以放慢了别离；

但温渡过高，对低沸点溶剂（如甲醇）易形成气泡析出，影响后果.

表6－11柱温对保管值、柱效和别离度影响

（7）标准和空气样品的色谱图

标准和空气样品的色谱图示于图6－12、图6－13、图6－14，空气样品丈量后果列于表6－12.

表6－12年夜气飘尘中多环芳烃含量（ng/m3）

从色谱图上看到，二个环的仅知道萘和联苯，三个环的有蒽、菲二个峰，这在气相谱不容易分开，而用液体色谱是可以分开的.四个环的芘和荧蒽基天性分开，

和苯并〔a〕蒽是难别离的异构体，此法虽能分开，但不理想.五个环的有苯并〔e〕芘、苯并〔a〕芘和苝是能分开的.

仪器型号用北京剖析仪器厂生产的SY01型高压液体色谱仪UV－254检测器失掉多环芳烃标准曲线如图6－15.

二、纸层析－荧光分光光度法〔1〕

收集在玻璃纤维滤纸上颗粒物中的多环芳烃，经索氏提取或真空升华后，用苯洗脱浓缩，经乙酰化滤纸层析别离，别离出的苯并〔a〕芘在紫外光照射下呈蓝紫色荧光黑点，用苯洗脱或黑点直接扫描，用荧光分光光度法定量.

（1）层析缸5L.

（2）紫外灯附365或254nm滤光片.

（3）具塞比色管10ml，刻度需校正.

（4）荧光分光光度计用10mm石英比色皿，在激起波长385nm和发射波长400～410nm下测定荧光强度或附薄层扫描装置，用于荧光黑点直接扫描测定荧光强度.

其他仪器同一法（415页）.

（1）玻璃纤维滤纸同一法（415页）.

（2）苯重蒸馏.

（3）环己烷重蒸馏.

（4）二氯甲烷重蒸馏.

（5）无水乙醇重蒸馏.

（6）乙酰化溶液按150ml苯、50ml乙酸酐和0.1ml硫酸的比例混合配制.

（7）层析滤纸新华牌中速层析滤纸.

（8）展开剂无水乙醇十二氯乙烷，按（2＋1）比例（体积比）配制.

（9）乙酰化滤纸将层析滤纸裁生长27cm、宽15cm.取20张卷成圆筒形，逐张浸入到盛有2000ml乙酰化溶液的烧杯中，滤纸圆筒状中空局部放入一个高10cm，内径6cm玻璃管（避免滤纸在搅拌时被搅破）.将电动搅拌棒置于玻璃柱中心，在（50～55）℃下迟缓搅拌6h，在搅拌浸泡进程中，溶液液面始终坚持超越滤纸1cm，并在通风橱中停止.然后，静置浸泡过夜.取出滤纸在通风橱内晾干，再将滤纸逐张放入无水乙醇中浸泡4h以上，取出晾至微干，夹入粗滤纸之间，用玻璃板压平至干备用.经乙酰化处理过的滤纸，对着光线察看，质地应平均，透明度一致.如质地不平均，透明度明、暗纷歧，则不能用于剖析.

乙酰化滤纸检验办法：

在乙酰化滤纸上辨别点3，4－苯并芘、芘、1，2－苯并芘溶液和三种物质的混合液，用乙醇和二氯甲烷（2＋1）为展开剂，展开上升20cm后，在荧光灯下察看，三种物质均分开，3，4－苯并芘的黑点Rf值小于0.10，此滤纸即可供剖析使用.

（10）标准溶液贮备液的配制办法同一法，临用时，用苯稀释成1.00ml含2μg苯并〔α〕芘的标准溶液，贮于棕色容量瓶中，并置冰箱中保管.

采样办法同第十二章第一节中总悬浮颗粒物年夜流量采样－重量法.

1.样品提取

同一法（415页）.

2.纸层析别离

将空气总悬浮颗粒物样品的提取液定容后，作为纸层析点样待测液.

（1）点样在乙酰化滤纸一端距底边5cm处，用铅笔轻轻划一横线，在横线上点6个样：

二个点样品、二个点标准（取10μl标准溶液含0.02μg苯并〔α〕芘）、二个点试剂空白（均为平行双样）.各点距离2cm.用微量注射器吸量样品提取液，依据苯并〔α〕芘浓度点样10～50μl.在点样进程中用吹风机缓缓送风，促使溶剂挥发，点样黑点直径不应超越5mm，点样速度应迟缓.如需将全部样品点样时，可用玻璃毛细管点样.溶液点完后，可用少量苯洗涤浓缩瓶，并将洗涤液全部点在黑点上.按相同把持步伐点标准溶液和试剂空白溶液.

（2）层析在层析缸中参加适量展开剂，将点完样的层析滤纸悬挂在层析缸中，下端浸入展开剂约5mm，将层析缸用透明胶纸密封并避光，待溶剂前沿上升至离原点20cm处，取出滤纸，在通风橱中使展开剂自然晾干.然后在暗室内，于365nm紫外光下察看层析纸上苯并〔α〕芘的亮紫色荧光黑点，并用铅笔圈出苯并〔α〕芘标准黑点及与其位置相对应的样品黑点和空白黑点.

（3）洗脱用光亮无锈的剪刀辨别剪下层析滤纸上苯并〔α〕芘标准、样品和空白黑点，各放入5ml比色管中，各管准确参加5.00ml苯，加盖，于60～70℃水浴中，不竭振摇，浸泡15min，使苯并〔α〕芘转移至苯液中.

3.测定

（1）洗脱液的荧光分光光度测定将标准、样品和空白黑点的苯洗脱上清液辨别倒入10mm石英比色皿中，在激起狭缝10nm，激起波长385nm和发射狭缝5nm，发射波长400，405和410nm的条件下，辨别测定荧光强度（mm）.

（2）苯并〔α〕芘荧光黑点直接扫描定量用荧光分光光度计的薄层扫描仪时，将层析纸展开的一面朝下，用透明胶纸将其固定于玻璃板上，放入薄层层析扫描板框座架上，设定激起波长为385nm、入射狭缝10nm、入射狭缝5nm，发射波长为405nm，以标准黑点调节仪器的负高压和记载器灵敏度，使记载笔的响应值在1/2满量程处.然后在发射波长400、405和410nm处，对标准，空白和样品黑点逐一停止直线或曲线移动扫描，测得每个黑点峰高或峰面积的积分值之和，即为该黑点的荧光强度（mm或mm2）.

1.荧光光度法测定洗脱液或黑点直接扫描标准、空白和样品的相对荧光强度：

式中A——相对荧光强度；

A405——于405nm发射波优点测定的荧光强度；

A400——于400nm发射波优点测定的荧光强度；

A410——于410nm发射波优点测定的荧光强度.

2.空气中苯并〔α〕芘浓度

式中c——空气中苯并〔α〕芘浓度，μg/100m3；

A——样品黑点相对荧光强度，mm2或mm；

A0——试剂空白样品相对荧光强度，mm2或mm；

As——标准样品相对荧光强度，mm2或mm；

W——标准黑点苯并〔α〕芘含量，μg；

B——样品洗脱定容体积，μl；

D——点样时所取洗脱液体积，μl；

S1——样品滤纸的总面积，cm2；

S2——剖析时所取样品滤纸的面积，cm2；

Es——由实验确定的苯并〔α〕芘的平均提取效率；

（1）纸层析法别离－荧光光度法测定苯并〔α〕芘，具有灵敏度高，把持简便，样品便于保管等优点，是目前测定苯并〔α〕芘普遍采用的办法之一，检出限为2ng/5ml.

（2）精细度和准确度对0.58μg苯并〔α〕芘重复测定的相对标准差小于6%；

对5μg苯并〔α〕芘的加标回收率为95%～108%.

（3）准确量取10μl混合样品提取物各5份停止纸层析法和薄层层析法比拟，测定后果见表6－13，从表中后果可以看出两种办法测定后果根本上是一致的.目视观测纸层别离荧光点分界不清晰，不如薄层法.但制备乙酰化滤纸比拟容易.

表6－13两种别离办法测定飘尘中3，4－苯并芘的比拟

①

（1）点样取活化处理过的薄层板，将三边各刮去5mm.在距离底边2cm处，以1．5cm距离，用毛细管将样品液全部（或一局部，视浓度而定），在薄层板上作条状点样.黑点不年夜于15mm×

3mm.用0.05ml苯洗管壁，洗液再点样.如此重复，直至洗液无荧光为止.同时，以同样办法，用微量注射器取10μl苯并芘标准溶液（0.1μg）点样，作为标准对照点.另外一个点不点样品，作为展开剂空白点.如用紫外分光光度法测定时，标准对照应点0.5μg苯并芘，而且不留展开剂空白点.

（2）层析点样后薄层板放入薄层层析仪中，参加15ml展开剂.待展开剂前沿上升至15cm处，取出薄层板，放在通风橱中，让展开剂自然挥发，晾干.然后在暗室内，于紫外线灯下察看薄层板上荧光黑点.用针划出苯并芘标准黑点和其相对应位置的样品黑点和空白点.

（3）洗脱用光亮无锈的小刀仔细刮下标准黑点、样品黑点和空白点.通过漏斗辨别移入10ml比色管中，再参加5ml苯，并放入一个玻璃熔封铁芯转子.将比色管放在盛水的烧杯中，于电热磁力搅拌器上加热65℃，10min，停止洗脱.然后，在离心机上，以4000rpm，离心2min.上清液辨别转移于10ml比色管中.再向原比色管中加5ml苯，重复洗脱一次，兼并洗脱液，混匀，作为被测样品.

将标准管及样品管和空白管中洗脱液均用苯定容至10ml，辨别停止荧光或紫外分光光度法测定，测定步伐同二法（425页）.

同二法（425页）.

（1）乙酸纤维素薄层法可将样品中的3，4－苯并芘与其他多环芳烃化合物完全别离，不受或少受其他搅扰物的影响.由于它具有灵敏度高，重现性好，别离时间比纸层析法快等优点，所以这个办法仍被普遍采用.

（2）检出限本法检出限用荧光分光光度法为1ng/10ml紫外分光光度法为300ng/10ml.

（3）乙酸纤维素目前市场还没有商品供给，需要自己制备.乙酸纤维素的结合酸含量对别离有一定的影响，结合酸最适范围26%～30%为最好.结合酸测定步伐如下：

①试剂

a.0.500mol/L氢氧化钠－乙醇水溶液（3＋1）.

b.0.500mol/L盐酸溶液：

一级.

c.丙酮：

d.0.500mol/L氢氧化钠溶液.

②测定步伐

a.总酸测定：

称取乙酰化纤维素0.500g放到回流器的磨口瓶中，参加丙酮15ml溶解乙酰化纤维素，在不时振摇下参加1ml水及15ml0.500mol/L氢氧化钠乙醇溶液，摇匀.在65℃水浴中回流30min，冷却后参加20.00ml0.500mol/L盐酸，10min后，以酚酞为指示剂，用0.500mol/L氢氧化钠溶液滴定.

计算

式中V1——0.500mo1/L氢氧化钠－乙醇溶液体积，ml；

V2——0.500mol/L盐酸体积，ml；

V3——0.500mol/L氢氧化钠滴定体积，ml；

60——乙酸摩尔质量；

W——样品质量，g.

b.游离酸的测定：

不加温回流，其余步谐和计算与测定总酸相同.

c.结合酸的计算

结合酸（%）＝总酸－游离酸

例：

总酸测定消耗氢氧化钠17.56ml

游离酸测定消耗氢氧化钠12.96ml

③此法比纸层析法别离多环芳烃效果好，荧光黑点不分散，清晰.3，4－苯并芘与其他荧光黑点之间有明显的无荧光带分界限，如果展开两次或停止延续展开，分界效果更佳.

④薄层别离样品后最好当日将样品洗脱定量测定，如果不能完成时，应将薄层板放在暗箱内保管，24h内无有明显变卦，放置5天后再经薄层扫描测定，3，4－苯并芘后果偏低6%～10%.

（4）鉴于苯并芘（Bap）的强致癌性，实验中的一切把持均在白搪瓷盘中停止，避免泼散污染，可随时用重铬酸钾－浓硫酸洗液处理，Bap可被强氧化剂破坏.

参考文献

1中国预防医学迷信院环境卫生监测所.环境空气质量监测检验办法.北京：

中国科技出书社，1991：

31～42

①苯并〔a〕芘为强致癌性物质，把持时务必注意平安.

①应避光直射，以防Bap光解.

附录B：

环境空气和废气气相和颗粒物中多环芳烃的测定气相色谱-质谱法（HJ646-2013）

　　1适用范围

　　本标准规则了测定环境空气和废气中十六种多环芳烃的气相色谱-质谱法.

　　本标准适用于环境空气、固定污染源排气和无组织排放空气中气相和颗粒物中十六种多环芳烃（PAHs）的测定.十六种多环芳烃包括萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并（a）蒽、、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-c,d）芘、二苯并（a,h）蒽、苯并（g,h,i）苝.若通过验证本标准也适用于其他多环芳烃的测定.

μg/m3μg/m3μg/m3μg/m3μg/m3μg/m3.详见附表A.

　　2标准性引用文件

　　本标准内容引用了下列文件中的条款.但凡不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准.

　　GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样办法

　　HJ/T48烟尘采样器技术条件

　　HJ/T55年夜气污染物无组织排放监测技术导则

　　HJ/T93PM10采样器技术要求及检测办法

　　HJ/T365危险废物燃烧（含医疗废物）处理设施二恶英排放监测技术标准

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准.

　　3.1全顺序空wholeprogramblank

　　将密封保管的采样筒和玻璃纤维滤膜/筒带到采样现场，采样时流露在采样现场但不经过采样，采样后随样品运回实验室，按