空气和废气监测 课件 苯并a芘的测定

任务3.3.6苯并[a]芘的测定空气和废气监测技术任务3.3.6苯并[a]芘的测定学习目标：1.掌握高效液相色谱法测定环境空气中苯并芘的方法原理；2.熟悉并掌握液相色谱仪的使用；3.能正确测定气样中苯并芘的含量，并能规范测定操作要点；4.能判断测定结果的异常现象并能解决；5.注意安全，确保自己和同伴安全及仪器设备安全；6.能够理论与实践相结合。7.具有环保意识和节约意识。8.具备认真负责、科学严谨、实事求是、团结协作的精神。（一）指标含义及测定意义

苯并[a]芘（BaP）不溶于水，微溶于有机溶剂，稳定性好，无色至淡黄色，无生产和使用价值，是生产和生活中形成的副产物随废气排放。

苯并[a]芘主要来自含碳燃料及有机物热解过程。

苯并[a]芘对人体健康有巨大威胁，刺激眼睛、皮肤，有生物累积性，是致畸原及诱变剂，更是强致癌类物质的代表，因此，苯并[a]芘是空气环境监测的重要部分。一、基本知识（二）控制标准

《环境空气质量标准》（GB3095-2012）规定的苯并[a]芘的浓度限值见下表：污染物项目平均时间浓度限值单位一级二级苯并[α]芘（BaP）年平均0.0010.001μg/m324h平均0.00250.0025

《室内空气质量标准》（GB/T18883-2022）规定，苯并[α]芘的24h标准值为1.0ng/m3。（三）测定方法及原理1.

测定方法高效液相色谱法（HJ956—2018），适用于环境空气和无组织排放监控点空气颗粒物（PM2.5、PM10或TSP等）中苯并[a]芘的测定。用二氯甲烷提取，定容体积为1.0ml时，方法检出量为0.008μg，测定下限为0.032μg；用5.0ml乙腈提取时，方法检出量为0.040μg，测定下限为0.160μg。当采样体积为6m3（标准状态下），用二氯甲烷提取，定容体积为1.0ml时，方法的检出限为1.3ng/m3，测定下限为5.2ng/m3。当采样体积为144m3（标准状态下），用二氯甲烷提取，定容体积为1.0ml时，方法检出限为0.1ng/m3，测定下限为0.4ng/m3。当采样体积为1512m3（标准状态下），取十分之一滤膜，用二氯甲烷提取，定容体积为1.0ml时，方法的检出限为0.1ng/m3，测定下限为0.4ng/m3；用5.0ml乙腈提取时，方法的检出限为0.3ng/m3，测定下限为1.2ng/m3。（三）测定方法及原理2.

测定方法原理用超细玻璃（或石英）纤维滤膜采集环境空气中的苯并[a]芘，用二氯甲烷或乙腈提取，提取液浓缩、净化后，采用高效液相色谱分离，荧光检测器检测，根据保留时间定性，外标法定量。（四）所需仪器与用具（1）高效液相色谱仪（HPLC）：具有荧光检测器和梯度洗脱功能。（2）色谱柱：4.6mm×250mm，填料为5.0μm的ODS-C18。（3）颗粒物采样器。（4）提取设备：低频超声波清洗器、索氏提取器或加压流体萃取仪等提取设备。（5）浓缩设备：氮吹浓缩仪、K-D浓缩仪或其他性能相当的设备。（6）净化装置：固相萃取装置。（7）超细玻璃（或石英）纤维滤膜：根据采样头选择。滤膜对0.3μm标准粒子的残留效率不低于99%。（8）硅胶固相萃取柱：1000mg/6ml。（9）有机相针式滤器：13mm×0.45μm，聚四氟乙烯或尼龙滤膜。（10）一般实验室常用仪器设备。（一）采样

用无锯齿镊子将滤膜放入洁净滤膜夹内，毛面朝向进气方向，将滤膜牢固压紧。将滤膜夹放入采样器中。

将采样器带至采样现场，设置采样时间和采样流量，启动采样。

采样结束后，用镊子取出滤膜，滤膜尘面向内对折，避免尘面接触无尘边缘，放入保存盒中避光密封保存，并迅速送回实验室，于20℃以下2个月内完成提取。二、实训操作（二）仪器准备1.仪器开机预热按仪器操作要求开机，并准备好仪器参考条件：保持柱箱温度35℃，荧光检测器的激发波长（λex）/发射波长（λem）为305nm/430nm。梯度洗脱程序见下表，其中流动相A为乙腈，流动相B为水。

梯度洗脱程序时间（min）流动相流速（ml/min）A%B%01.26535271.26535411.21000451.265352、建立标准曲线分别移取适量苯并[α]芘标准使用液，用乙腈稀释，制备标准系列，质量浓度分别为0.025μg/ml、0.050μg/ml、0.100μg/ml、0.500μg/ml、1.00μg/ml、2.00μg/ml。将标准系列溶液依次注入高效液相色谱仪，按照仪器参考条件分离检测，得到各不同浓度的苯并[a]芘的色谱图。以浓度为横坐标，以其对应的峰高（或峰面积）为纵坐标，绘制标准曲线。苯并[a]芘标准色谱图见下图。苯并[a]芘标准色谱图（三）试样制备

1.样品的提取（1）超声波提取除去滤膜边缘无尘部分，将滤膜分成n等分，取n分之一切碎，放入具塞瓶内，加入适量二氯甲烷超声提取15min，提取液用无水硫酸钠干燥，转移至浓缩瓶中，重复提取三次，合并提取液，待浓缩、净化。通常整张直径9cm的滤膜，每次需要加入35ml提取溶剂。如用乙腈超声提取，将切碎的滤膜放入10ml具塞瓶内，准确加入5.0ml乙腈超声提取15min，静置，提取液用有机相针式滤器过滤，弃去1ml初始液，滤液收集于样品瓶中待测。滤膜取用量根据实际样品情况确定，必须保证所取滤膜浸没在液面之下。（2）索氏提取将滤膜放入索氏提取器中，加入100ml二氯甲烷，回流提取至少40个循环。提取完毕，冷却至室温，取出底瓶，冲洗提取杯接口，清洗液一并转移至底瓶。提取液用无水硫酸钠干燥，转移至浓缩瓶中，待浓缩、净化。（3）自动索氏提取将滤膜放入自动索氏提取器中，加入100ml二氯甲烷，回流提取至少40个循环。其他同上。（4）加压流体萃取将滤膜放入加压流体萃取池中，设定萃取温度100℃，压力1500Psi～2000Psi（1Psi=6.895kPa），静态萃取5min，二氯甲烷淋洗体积为60%池体积，氮气吹扫60s，静态萃取至少2次。萃取液用无水硫酸钠干燥，转移至浓缩瓶中，待浓缩、净化。2.

样品的浓缩二氯甲烷样品提取液在浓缩设备中于45℃以下浓缩，将溶剂完全转换为正己烷，浓缩至1ml。待净化；如果不需要进一步净化，则可将溶剂转换为乙腈，定容至1.0ml，转移至样品瓶中待测。3.样品的净化将硅胶固相萃取柱固定于净化装置。依次用4ml二氯甲烷、10ml正己烷冲洗柱床，待柱内充满正己烷后关闭流速控制阀，浸润5min后打开控制阀，弃去流出液。当液面稍高于柱床时，将浓缩后的样品提取液转移至柱内，用1.0ml二氯甲烷-正己烷混合溶液洗涤样品瓶2次，将洗涤液一并转移至柱内，接受流出液，用8.0ml二氯甲烷-正己烷混合液洗脱，待洗脱液流过净化柱后关闭流速控制阀，浸润5min，再打开控制阀，接收洗脱液至完全流出。洗脱液按样品浓缩方法浓缩，并将溶剂转换为乙腈，定容至1.0ml，转移至样品瓶中待测。（四）实验室空白试样制备取与样品采集同批次空白滤膜，按照与试样制备相同的步骤制备实验室空白试样。（五）试样测定按照与标准曲线绘制相同的仪器条件进行试样测定，记录色谱峰的保留时间和峰高（或峰面积）。当试样浓度超出标准曲线的线性范围时，用乙腈稀释后，再进行测定。（六）空白值测定按照与试样测定相同的仪器条件进行空白试样的测定。且每批样品（≤20个）至少带1个实验室空白，苯并[a]芘的测定值不得高于方法检出限。（七）结果分析与表示

1.

定性分析

依据保留时间定性，与标准曲线中间点保留时间相比变化不得超过±10s。

2.

定量分析

根据化合物的峰高（或峰面积），采用外标法定量。3.

结果计算

样品中的苯并[α]芘的质量浓度（ρ）按下式计算：

式中：ρ——样品中苯并[a]芘的质量浓度，ng/m3；

ρi——由标准曲线得到试样中苯并[α]芘的质量浓度，μg/ml；；

V——试样体积，ml；

Vs——实际采样体积，m3；

1/n——分析用滤膜在整张滤膜中所占的比例。测定结果的小数点后保留位数与检出限一致，且最多保留三位有效数字。（八）注意事项

苯并[a]芘属于强致癌物，样品处理在通风橱进行，并佩戴防护用具，避免接触皮肤和