高效液相色譜法測定大氣顆粒物中蒽和萘

楊蕾

（江蘇省鎮江環境監測中心，江蘇鎮江 212000）

1 引言

蒽和萘是煉焦工業副產品主要的組分之一，二者同樣有毒，容易揮發，不溶于水，可溶于乙醇和乙醚等。蒽可燃并有腐蝕性，屬有機腐蝕物品，對皮膚有輕度刺激，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］。反復接觸萘蒸氣，可引起頭痛、乏力、惡心、嘔吐和血液系統損害［2］，可引起白內障、視神經炎和視網膜病變，皮膚接觸可引起皮炎。蒽和萘的工業污染主要發生在煉焦等石化工生產過程中，如煤焦油的煉制和加工過程，直接危害大氣、土壤、水源和企業員工健康。由于在全球的大量使用和排放，蒽已成為一種典型的環境污染物，被美國環境保護署列入優先控制污染物的16 種多環芳烴其中之一，也是國內外許多工業污染場地的主要污染物。2017 年10 月，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單，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，用于測定大氣顆粒物中的蒽和萘時，其前處理操作簡單，準確度和精密度高，大大提高了檢測效率。

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，用液相色譜分離測定提取液中蒽和萘的含量，根據保留時間定性，外標法定量［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，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，蒽和萘的標準溶液采用國家認可的標準溶液配制，色譜純。

2.4 分析步驟

2.4.1 色譜條件

流動相組成為A 乙腈、B 水柱溫25 ℃；進樣量10 μL；紫外檢測器波長225 nm；無參比波長；流動相流速0.7 mL/min。

流動相的組成見表1。

表1 流動相的組成

2.4.2 空白對照實驗

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

2.4.3 樣品前處理

將采過樣的玻璃纖維濾膜邊緣無塵部分剪去，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，準確加入10 mL 乙腈（液面以超過濾膜部分為宜），超聲提取10 min，離心10 min，取上清液用0.45 μm 微孔濾膜過濾，濾液待分析。

2.4.4 樣品測定

用測定標準系列的操作條件測定樣品和空白對照洗脫液，以測得的樣品峰面積值減去空白對照的峰面積值后，由回歸方程計算得出待測樣品含量。

2.5 計算

按下式計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為測得濾膜中蒽或萘的峰面積；Cb為標準樣品的濃度，mg/L；Hb為標準樣品的峰面積；Vt為提取液的體積，mL；Vs為標準狀態下采樣體積，m3；1/n 為分析用濾膜在整張濾膜中所占的比例。

3 結果與討論

3.1 標準曲線的繪制

用 微 量 注 射 器 分 別 取2.0，10.0，20.0，40.0，50.0 mg/L 的蒽標準溶液和萘標準溶液進樣，以測得的峰面積值分別對應相應的含量，繪制蒽標準曲線及萘標準曲線。

蒽標準曲線的繪制見表2。

表2 蒽標準曲線的繪制

萘標準曲線的繪制見表3。

表3 萘標準曲線的繪制

3.2 精密度與檢出限

分別將濃度為2.00 mg/L 的蒽和萘標準溶液制成模擬樣品，重復測量7 次，并計算其標準偏差。

蒽模擬樣品精密度實驗測定結果見表4。

表4 蒽模擬樣品精密度實驗測定結果

萘模擬樣品精密度實驗測定結果見表5。

表5 萘模擬樣品精密度實驗測定結果

由表4—5 可知，蒽和萘測定結果的相對標準偏差為1.4%和0.21%，說明該方法具有良好的精密度，根據美國EPASW－846 中規定的檢出限為3.143 倍的標準偏差計算，則蒽的檢出限為0.085 mg/L，萘的檢出限為0.013 mg/L。當標準狀態下采樣體積為30 L時，計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 加標回收實驗

將樣品濾膜平均分為8 份，其中2 份直接測定，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 的蒽標準溶液測定回收率，再分別配置濃度為0.002 mg/L 蒽和萘的標準溶液制成模擬樣品進行加標回收實驗。

蒽模擬樣品加標回收實驗測定結果見表6。

表6 蒽模擬樣品加標回收實驗測定結果

萘模擬樣品加標回收實驗測定結果見表7。

表7 萘模擬樣品加標回收實驗測定結果

由表6—7 可見，當加標濃度為0.1 mg/L 時，蒽的加標回收率在90.0%～94.0%之間，萘的加標回收率在89.0%～94.0%之間，符合高效液相色譜法測定顆粒物中多環芳烴方法的要求。

4 結論

采用超聲波提取結合高效液相色譜儀對大氣顆粒物中蒽和萘的濃度進行監測，該方法檢出限低，精密度和準確度較好，前處理操作簡單，不但提高了分析效率，而且結果準確可靠，能夠滿足環境空氣質量監測和應急監測的要求。