PM2.5顆粒物中酰胺類化合物分析方法的應用研究

摘" 要：該文建立一種簡單、高效的超聲波輔助萃取-高效液相色譜法測定PM2.5顆粒物中甲酰胺、丙烯酰胺、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺的分析方法。結果顯示，該方法酰胺類化合物含量在0.025～2.50 μg/m3和0.050～5.00 μg/m3質量濃度范圍內的線性關系良好，相關系數r2≥0.999 8， RSD在0.2%～3.2%，當采樣體積為100 m3時方法的檢出限為0.000 7～0.002 8 μg/m3，測定下限在0.002 8～0.011 2 μg/m3，樣品加標回收率為86.5%～94.8%。該方法操作簡單，且結果準確可靠，適用于分離測定PM2.5大氣顆粒物中4種酰胺類化合物。

關鍵詞：PM2.5顆粒物；高效液相色譜法；超聲波輔助萃取；酰胺類化合物；分析方法

中圖分類號：O657.7" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）31-0071-04

Abstract： A simple and efficient method for the determination of formamide， acrylamide， N-dimethylformamide and N-dimethylacetamide in PM2.5 particulate matters by ultrasonic-assisted extraction and high performance liquid chromatography （HPLC） was established. The results show that the linear range of amides is 0.025～2.50 μg/m3 and 0.050～5.00 μg/m3， the correlation coefficient is r2≥0.999 8， and the RSD is 0.2%～3.2%. When the sampling volume is 100 m3， the detection limit of the method is 0.000 7～0.002 8 μg/m3， and the lower limit of determination is 0.002 8～0.011 2 μg/m3. The recovery of the sample was 86.5%～94.8%. The method is simple， accurate and reliable， thus suitable for the separation and determination of four amides in PM2.5 atmospheric particles.

Keywords： PM2.5 particulate matter; high performance liquid chromatography; ultrasonic assisted extraction; amide; analytical method

近年來，隨著經濟的飛速發展，PM2.5已成為國內外研究熱點之一。PM2.5顆粒物對于大氣環境的污染問題引起國內外科研人員的廣泛關注。1997年，美國首先發布了PM2.5空氣質量標準。隨后，亞洲國家、歐美國家都先后發布了PM10和PM2.5的空氣質量標準。我國于2011年發布了HJ 618—2011《環境空氣PM10和PM2.5的測定 重量法》并且已經開始實施。隨著PM2.5源解析的研究深入，發現 PM2.5顆粒物容易吸附金屬離子及氣態的有機污染物，同時對吸附的污染物還具有富集的作用，通過呼吸作用進入人體會對人的身體造成潛在的危害。PM2.5又是構成霧霾的主要原因之一，會降低能見度，嚴重時甚至會造成交通事故；同時其也是一種會對人體的呼吸系統、心腦血管系統造成危害的顆粒物污染物。

1" 實驗部分

1.1" 儀器及試劑

高效液相色譜儀（2695美國沃特世公司），配有紫外檢測器（2489）；超聲波清洗機（DTC-10J；超聲頻率40 kHz）；全自動大氣/顆粒物采樣器（MH1200，流量范圍80～100 L/min）；低速臺式大容量離心機（TDL-40B）；純凈水：密理博實驗室超純水機（Milli-Q Advantage）；乙腈（HPLC）（美國天地TEDIA）；酰胺化合物標準溶液1 000 mg/L和500 mg/L（ULERASCIENFIFIC Lot-Number：CP-3121）。

1.2" 樣品處理與分析

1.2.1" 濾膜的處理與采樣

采樣濾膜需放入事先折好的鋁箔袋中，馬弗爐500 ℃烘烤4 h，取出濾膜放至干燥器中平衡至少24 h，再將濾膜保存在濾膜盒中并編號備用，采樣時，將濾膜用鑷子放入濾膜夾內，設置采樣時間等參數，啟動采樣器采樣，采樣時間固定為23 h，特殊情況下不少于20 h。采樣體積約為100 m3。采樣后濾膜如圖1所示。

1.2.2" 樣品處理

先將濾膜邊緣無塵部分剪去，然后將濾膜對折剪碎放入到10 mL具塞比色管中，準確加入實驗室用水10 mL，室溫下于超聲儀中超聲10 min，離心5 min，取上清液用0.22 μm水相針式過濾器過濾，濾液待分析。

1.3" 實驗分析條件

色譜柱X select HSS T3 5 μm 4.6×150 mm（美國沃特世公司）；溫度30 ℃；波長∶198、195、205 nm；流速0.50 mL/min；進樣量10 μL；流動相為等度洗脫；洗脫液為水（%）∶甲醇（%）=97∶3.0；檢測器為紫外檢測器。

1.4" 標準曲線的配制

準確移取質量濃度為500 mg/L丙烯酰胺，N，N-二甲基甲酰胺和質量濃度為1 000 mg/L甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺混合標溶液1.0 mL于10.00 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻度得50 mg/L和100 mg/L混合標準貯備液，使用時再分別配制成0.5、5、10、20和50 mg/L 的使用質量濃度，將配制好的質量濃度梯度的標準樣品和處理好的樣品在相同的色譜條件下進行分析檢測，4種酰胺類化合物的標準曲線譜圖和色譜圖如圖2和圖3所示。

2" 結果與討論

2.1" 方法的檢出限和測定下限

取空白濾膜7張，加入標準溶液的貯備液，使甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質量濃度為0.025 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質量濃度為0.050 μg/m3，按照樣品分析步驟處理樣品，上機分析8個上述處理的樣品，計算8次平行測定的標準偏差，計算檢出限（表1），檢出限的計算公式為

MDL=t（n-1，0.99）×S。

2.2" 精密度和正確度

分別取高（甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質量濃度為1.000 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質量濃度為0.500 μg/m3）、中（甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質量濃度為0.250 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質量濃度為0.125 μg/m3）、低（甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質量濃度為0.025 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質量濃度為0.0125 μg/m3）3個質量濃度的樣品，每個質量濃度平行測定6次，結果見表2，相對標準偏差（RSD），分別為 0.3%～2.7%、0.8%～3.2%和1.7%～5.2%。

2.3" 實際樣品測試結果與加標回收率

貴州某城區周邊設置了8個PM2.5采樣點，并對點位8進行了平行樣品采集，采樣后濾膜如圖1所示，分別對樣品8進行甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質量濃度為1.00 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質量濃度為0.50 μg/m3的加標測試，測試結果見表3。 由表3可知，PM2.5濾膜樣品3、4、5和6在低分子酰胺類化合物中有明顯檢出，質量濃度范圍在0.003～0.032 μg/m3，加標回收率在86.5%～94.8%之間，具有較好的回收率，可能是因為點位設置離企業和公路較近，受企業廢氣和汽車尾氣影響，導致樣品3、4、5和6有低濃度檢出。

3" 結論

本文建立了快速、高效的超聲波輔助萃取-高效液相色譜法，檢測了PM2.5顆粒物中4種酰胺類化合物的分析方法，并對該方法的精密度、正確度和回收率進行了評價，并將此方法應用于貴州某城區及周邊地區PM2.5顆粒物分析。酰胺類化合物含量在0.025～2.50 μg/m3和0.050～5.00 μg/m3質量濃度范圍內的線性關系良好，回收率高，靈敏度好，該方法以水為萃取溶劑，無有機溶劑污染，超聲波輔助萃取，操作簡單，適用于測定分析PM2.5顆粒物中的4種酰胺類化合物。

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