專利名稱：一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器及其采樣測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多環(huán)芳烴的采樣及測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器及其采樣測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
多環(huán)芳烴(PAHs)是空氣中一種重要的污染物，有著廣泛的來源，對(duì)其濃度的監(jiān)測(cè)對(duì)開展健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。PAHs在室內(nèi)空氣中主要以2-4環(huán)存在如萘、菲、芘和熒蒽，它們?cè)?0°C時(shí)在氣相中占80-95%，用它們作為標(biāo)志物來指示PAHs的污染以及人體暴露是比較合適的。Lu 等(Environmental Pollution, 2008, 152(3): 569-575)通過采樣分析中國(guó)杭州公共場(chǎng)所室內(nèi)空氣中的PAHs，發(fā)現(xiàn)PAHs在氣相中占98%，而在顆粒物中僅占不到2%，而且在這2%中，PAHs分布的次序?yàn)镻M2.5> PM2.5_10> PM10以上。而傳統(tǒng)的方法 將BaP作為致癌性PAHs的標(biāo)志物，但是BaP在總PAHs中僅占1%左右而且90%的BaP在顆粒物中，因此需有其它的與健康與擴(kuò)散相關(guān)的PAHs標(biāo)記物來比較和評(píng)估PAHs的污染趨勢(shì)，有研究認(rèn)為在空氣中BaP和熒蒽是致癌當(dāng)量的主要貢獻(xiàn)者，因此對(duì)于揮發(fā)性的PAHs，熒蒽可能是一種合適的致癌風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物。但不管怎樣，用單一化合物作為標(biāo)志物來評(píng)價(jià)多環(huán)芳烴總的風(fēng)險(xiǎn)總有或多或少的局限，需要對(duì)空氣中常見的15種PAHs (萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、突、花、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)突蒽、苯并(a)花、卻并(1，2，3-cd)花、二苯并(a, h)蒽和苯并(g，h，i)芘)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)?？諝庵卸喹h(huán)芳烴的監(jiān)測(cè)有主動(dòng)采樣和被動(dòng)采樣的方法。主動(dòng)采樣有大體積、中體積和小體積采樣器，采樣器一般由兩部分組成，前部是玻璃、石英或者特氟隆過濾器收集顆粒物，后部是固體吸附劑如聚氨酯泡沫(PUF)、XAD樹脂或者Tenax等連接在過濾器的下方來收集通過過濾器的氣相成分。主動(dòng)采樣需要使用采樣泵,采樣泵使用電和電池作為動(dòng)力。主動(dòng)采樣器根據(jù)采樣器的類型、采樣時(shí)間一般從幾小時(shí)到一天，提供的結(jié)果是采樣時(shí)間內(nèi)的空氣中污染物的濃度，能用來表示8-24h時(shí)間平均濃度。另一種用得較少的主動(dòng)采樣器是擴(kuò)散管空氣采樣器(Denuder)，它是一種低流速采樣器，它有一個(gè)擴(kuò)散管收集過濾器上方的氣相物質(zhì)，近來的研究發(fā)現(xiàn)采用該采樣器監(jiān)測(cè)PAHs，得到的顆粒物中PAHs濃度比傳統(tǒng)采樣方法測(cè)得的結(jié)果大2倍左右。被動(dòng)采樣器一般基于吸附介質(zhì)的擴(kuò)散或通過膜的滲透原理制成由吸附劑和固定裝置組成，被動(dòng)采樣器包括半透膜裝置(SPMDs)、聚氨酯泡沫(PUF)、XAD樹脂，涂潰甘油三油酸脂的玻璃纖維片、玻璃表面涂潰聚合物和聚乙烯被動(dòng)采樣器。大約30年前，被動(dòng)采樣器被應(yīng)用到氣相污染物如揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)、NO2, SO2, O3等的監(jiān)測(cè)。相比于主動(dòng)采樣被動(dòng)采樣的優(yōu)點(diǎn)更多，首先被動(dòng)采樣簡(jiǎn)單容易操作，多個(gè)場(chǎng)所可同時(shí)測(cè)量，無需動(dòng)力也無噪聲，特別適合于室內(nèi)和工作場(chǎng)所的長(zhǎng)期采樣，當(dāng)然被動(dòng)采樣器的采樣速率相對(duì)較低，往往需要較長(zhǎng)的采樣時(shí)間，得到的不是瞬時(shí)濃度而是空氣濃度的時(shí)間加權(quán)平均值，但這對(duì)于研究空氣中人體在低濃度長(zhǎng)期暴露及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究，被動(dòng)采樣器則更為理想。
被動(dòng)式采樣器有3種分類方法1)按照分子進(jìn)入吸收層途徑的不同，分為擴(kuò)散型和滲透型兩類；2)按照被動(dòng)式采樣器形狀的不同，分為管式和徽章式兩類；3)按照采樣的樣品種類不同，可以分為氣體、液體、固體被動(dòng)式采樣器三類，這三類采樣器分別適用于采集氣、液、固介質(zhì)中的污染物。氣體被動(dòng)式采樣器裝置(Passive Air Sampler, PAS)中吸附材料主要有半滲透膜、聚氨酯軟性泡沫材料、高分子樹脂聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯、聚合物涂層玻璃和聚乙烯薄膜、硅膠等。被動(dòng)采樣器的采樣原理一般有平衡采樣和非平衡采樣兩種。平衡被動(dòng)采樣要確保待檢測(cè)分子在環(huán)境本體和接收相兩相中達(dá)到熱動(dòng)力學(xué)平衡，對(duì)于平衡時(shí)間較長(zhǎng)的裝置，因存在可能的生物污染，會(huì)導(dǎo)致對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。然而，動(dòng)力學(xué)非平衡被動(dòng)采樣技術(shù)不受平衡時(shí)間的影響，可以在一段時(shí)間(幾小時(shí) 幾周)內(nèi)使用。目前多環(huán)芳烴(PAHs)的研究雖然比較成熟，大氣、水體、海洋貝類、湖泊沉積物以及土壤中的PAHs研究都有報(bào)道，主動(dòng)采樣和被動(dòng)采樣方法均有采用。但在國(guó)內(nèi)室內(nèi)空氣質(zhì)量問題上，研究普遍集中在甲醛、氡氣、石棉、二氧化硫等物質(zhì)的監(jiān)測(cè)分析，室內(nèi)空氣中的PAHs研究有待進(jìn)一步增加。另外，室內(nèi)污染的長(zhǎng)期暴露需要被動(dòng)采樣，而目前的管式和徽章式被動(dòng)采樣裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作與運(yùn)輸成本昂貴以及操作繁瑣。因此，針對(duì)室內(nèi)空氣污染物·監(jiān)測(cè)的簡(jiǎn)易輕便的被動(dòng)采樣裝置有待研發(fā)。國(guó)內(nèi)目前有關(guān)被動(dòng)采樣方法的專利中，大多數(shù)針對(duì)水中污染物的被動(dòng)采樣方法，如專利201110040648. 8，公開了一種污染物水體被動(dòng)采樣器，此發(fā)明將吸附膜設(shè)置于盒體內(nèi)，通過設(shè)有過濾網(wǎng)及過濾膜的盒蓋進(jìn)行顆粒物的過濾，同時(shí)防止活性生物進(jìn)入盒體黏附于吸附膜上，在過濾膜的上下兩側(cè)設(shè)置篩板可保護(hù)過濾膜在水流沖擊下不會(huì)破損，此采樣器可有效避免盒體內(nèi)的水環(huán)境被外界顆粒物和微生物污染，此采樣器可用于污染物的水體采樣領(lǐng)域。發(fā)明專利200610089541. I和200810101701. 9涉及一種中空纖維液膜被動(dòng)采樣方法，中空纖維膜的膜壁的微孔中充滿液膜溶劑，中空纖維膜的內(nèi)腔中充滿接受相，被動(dòng)采樣裝置用于采集樣品和完成被采集樣品中的待測(cè)物在分析之前的預(yù)處理，且在采樣完畢后，不需要從被動(dòng)采樣器中解析出待測(cè)物，就可以測(cè)定樣品中的待測(cè)物含量，同時(shí)發(fā)明所用的中空纖維膜、液膜溶劑和接受相溶液均為價(jià)格便宜的商品化材料、制作成本低，可以一次性使用。專利201010176480. 9公開了一種基于被動(dòng)采樣的博物館藏展材料中揮發(fā)性酸的快速檢測(cè)方法，應(yīng)用被動(dòng)采樣裝置設(shè)計(jì)了一種針對(duì)博物館藏展材料揮發(fā)物酸的靜態(tài)半定量評(píng)價(jià)分析方法，能更客觀評(píng)價(jià)藏展材料中的揮發(fā)性酸在博物館展柜內(nèi)等密閉空間的污染狀況。但至今沒有有關(guān)室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴被動(dòng)采樣器的采樣方法的專利申請(qǐng)。室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣方法關(guān)鍵是被動(dòng)采樣器的設(shè)計(jì)，目前比較流行的PUF為吸附介質(zhì)的被動(dòng)采樣器，雖然具有較大的采樣速率，但是難于清洗，且需要采用傳統(tǒng)的索氏提取方法，需要消耗大量的有機(jī)溶劑和分析時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
I.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作與運(yùn)輸成本昂貴、操作繁瑣且分析時(shí)間長(zhǎng)的不足，提供了一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器及其采樣測(cè)定方法，本發(fā)明是針對(duì)目前室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴濃度測(cè)定的實(shí)際需要而設(shè)計(jì)的，具有輕便、操作方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。2.技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為
本發(fā)明的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)米樣器，它包括米樣瓶和米樣架，所述的采樣瓶是體積為5 10mL的玻璃瓶，該采樣瓶?jī)?nèi)裝有顆粒狀Carbotrap B或者XAD-4樹脂作為吸附劑，吸附劑的粒徑為2(T60目，吸附劑的用量為0. 2^2. Og/瓶；所述的采樣架為雙層金屬架，其一層的表面積為5(Tl00cm2,兩層之間的高度為8 10cm,上層金屬架上設(shè)有5飛個(gè)直徑為f 2cm的圓孔，該圓孔的間距疒3cm，上述裝有吸附劑的采樣瓶瓶口由金屬絲網(wǎng)蓋蓋住，并倒扣在采樣架上層的圓孔處。更進(jìn)一步地，所述的采樣瓶為無色或棕色的圓柱形玻璃瓶，其直徑為f 2cm，高度為3 4cm。
·
更進(jìn)一步地，所述的采樣架為鋁或不銹鋼的方形架，其一層的邊長(zhǎng)為flOcm。本發(fā)明的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的采樣測(cè)定方法，其步驟為
i)吸附劑的清洗
采樣開始前，將顆粒狀Carbotrap B或者XAD-4樹脂吸附劑使用色譜純的甲醇、二氯甲烷和丙酮依次超聲清洗，然后放入馬弗爐內(nèi)烘6 h，其烘烤溫度為400°C，最后密封保存于預(yù)先通入純氮的干燥器內(nèi)，冷卻后密封0°C下保存待用；
ii)采樣過程
將裝有步驟i )清洗后的吸附劑的采樣瓶瓶口用金屬絲網(wǎng)蓋蓋住，并倒扣在采樣架上層的圓孔處，保持每個(gè)采樣瓶?jī)?nèi)的吸附劑表面齊平，同時(shí)開始對(duì)室內(nèi)空氣中氣相中的多環(huán)芳烴進(jìn)行采集，采集時(shí)間為t，采樣結(jié)束后，采樣瓶換上內(nèi)襯特氟龍墊片的蓋子，旋緊，保存于-20°C下待用；
iii)吸附劑中多環(huán)芳烴的提取
將步驟ii)采樣完成后的吸附劑用二氯甲烷和丙酮按體積比I :1進(jìn)行加速溶劑萃取，其萃取溫度為120°C，靜態(tài)萃取時(shí)間為3min，循環(huán)次數(shù)3次，萃取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮、氮吹濃縮至0. 6^1. Oml后置于2ml氣-質(zhì)分析瓶中，保存于_20°C下待測(cè)定；
iv)氣-質(zhì)聯(lián)用測(cè)定過程
使用氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析步驟iii)提取的萃取液中PAHs，其中，色譜條件為采用DB-XLB色譜柱；載氣He，流速l.Oml/min ;進(jìn)樣口溫度為280°C;無分流自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量為IW ;柱溫采用5步程序升溫，初始溫度60°C，保持2min，以25°C /min的速度升溫至160°C，保持Imin,以10°C /min的速度升溫至180°C,保持3min,以10°C /min的速度升溫至240°C,再以50C /min的速度升溫至280°C，保持Imin，最后以3°C /min的速度升溫至300°C，保持3min至萃取液完全流出色譜柱；接口溫度為280°C;質(zhì)譜條件為EI電離源，電子能量為70eV，離子源溫度為200°C ;溶劑延遲4. 5min ;采用全掃模式利用PAHs混標(biāo)中15種PAHs的GC保留時(shí)間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)萃取液中的PAHs進(jìn)行定性，掃描質(zhì)量范圍為5(T400amu，再根據(jù)各PAHs的分子離子峰用選擇離子掃描模式內(nèi)標(biāo)法定量，得到萃取液中萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、突蒽、花、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)突蒽、苯并(a)花、卻并(I, 2，3-cd)花、苯并(g, h, i)花、二苯并(a，h)蒽15種PAHs的質(zhì)量Mg，i ；
V)采樣速率測(cè)定采用主動(dòng)采樣器測(cè)得相同地點(diǎn)室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的濃度為Ca，i，根據(jù)步驟iv)分析得到的萃取液中15種PAHs的質(zhì)量M&i，由式一計(jì)算被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積Veq
Veq=Mgj i/Ca；i(式一)
其中=Veq為被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積，m3 ；
Mg^為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ；
Ca；i為主動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的濃度，ng/m3 ；
采樣速率R由Veq-t擬合的擬合線斜率確定； vi)計(jì)算多環(huán)芳烴的濃度
室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的平均濃度C&i由式二計(jì)算得到
Cg；i=24XMg；i/ (RXt) (式二)
其中Cg，i為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的平均濃度，ng/m3 ；
Mg^為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ；
R為被動(dòng)米樣器的米樣速率，m3/day ； t為被動(dòng)米樣器的米樣時(shí)間，ho3.有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果
(I)本發(fā)明與目前常用的PUF為吸附介質(zhì)的被動(dòng)采樣器相比，采用比表面積更大的顆粒狀Carbotrap B和XAD-4樹脂為吸附劑，其體積小，清洗簡(jiǎn)單，且吸附劑中的多環(huán)芳烴的提取只需通過加速溶劑萃取完成，大大降低了有機(jī)溶劑的使用且縮短了分析時(shí)間，且本發(fā)明的被動(dòng)采樣器制作和操作更加簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉；
(2 )本發(fā)明的被動(dòng)采樣器制作、裝配簡(jiǎn)單，采樣器(包括采樣瓶和采樣架)總重量不超過500g，只需放置在一定高度的平面物體上即可，適合于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣；
(3)本發(fā)明通過100天的被動(dòng)采樣測(cè)試，計(jì)算結(jié)果表明這種新型的被動(dòng)采樣器能適合于空氣中2-3環(huán)氣態(tài)PAHs的監(jiān)測(cè)，且隨著采樣時(shí)間的延長(zhǎng)，也能夠?qū)Ω攮h(huán)PAHs開展監(jiān)測(cè)，具有很好的應(yīng)用前景。


圖I為本發(fā)明的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器的結(jié)構(gòu)示意 圖2為實(shí)施例I中萘的Veq-t關(guān)系 圖3為實(shí)施例I中苊的Veq-t關(guān)系 圖4為實(shí)施例2中萘的Veq-t關(guān)系圖。不意圖中的標(biāo)號(hào)說明1、米樣瓶；2、米樣架；3、圓孔。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。實(shí)施例I
結(jié)合圖I所示，本實(shí)施例中的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器，它包括采樣瓶I和采樣架2，本實(shí)施例中采樣瓶I是體積為5mL的無色或棕色的圓柱形玻璃瓶，其直徑為2cm,高度為3 4cm均可,該采樣瓶I內(nèi)裝有顆粒狀Carbotrap B作為吸附劑,吸附劑根據(jù)實(shí)際需要，也可以選用XAD-4樹脂作為吸附劑，吸附劑的粒徑為2(T60目，吸附劑的用量為0. 5g/瓶，采樣瓶I共設(shè)置有4個(gè)；采樣架2為鋁制的雙層方形金屬架，其一層的表面積為50 100cm2, —層的邊長(zhǎng)為8 10cm,兩層之間的高度為8 10cm,上層金屬架上設(shè)有5 6個(gè)直徑為廣2cm的圓孔3，以使得采樣瓶I能夠倒置插入圓孔3中，該圓孔3的間距2 3cm，上述裝有吸附劑的采樣瓶I瓶口由金屬絲網(wǎng)蓋(孔徑為0. 9cm)蓋住，并倒扣在采樣架2上層的圓孔3處，值得說明的是，采樣前，采樣瓶I要用內(nèi)襯特氟龍墊片的蓋子蓋緊。本實(shí)施例的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器測(cè)定多環(huán)芳烴的具體采樣測(cè)定方法如下所述
i)吸附劑的清洗
采樣開始前，將顆粒狀Carbotrap B吸附劑使用色譜純的甲醇、二氯甲烷和丙酮依次超·聲清洗，然后放入馬弗爐內(nèi)烘6 h，其烘烤溫度為400°C，最后密封保存于預(yù)先通入純氮的干燥器內(nèi)，冷卻后密封0°C下保存待用；
ii)采樣過程
在某一住宅A中，將裝有步驟i )清洗后的吸附劑的采樣瓶I瓶口用金屬絲網(wǎng)蓋蓋住，并倒扣在采樣架2上層的圓孔3處，保持每個(gè)采樣瓶I內(nèi)的吸附劑表面齊平，整個(gè)被動(dòng)采樣器放置在距離地面I. 2米高的平面上，即可開始對(duì)室內(nèi)空氣中氣相中的多環(huán)芳烴進(jìn)行采集，采集時(shí)間為t，本實(shí)施例中的采樣周期100天，采樣結(jié)束后，采樣瓶I換上內(nèi)襯特氟龍墊片的蓋子，旋緊，保存于_20°C下待用；
iii)吸附劑中多環(huán)芳烴的提取
本實(shí)施例采用Dionex ASE300型加速溶劑萃取儀進(jìn)行提取凈化，具體為將步驟
ii)采樣完成后的吸附劑用二氯甲烷和丙酮按體積比I :1進(jìn)行加速溶劑萃取，其萃取溫度為120°C，靜態(tài)萃取時(shí)間為3min，循環(huán)次數(shù)3次，萃取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮、氮吹濃縮至0. 6^1. Oml后置于2ml氣-質(zhì)分析瓶中，保存于_20°C下待測(cè)定；
iv)氣-質(zhì)聯(lián)用測(cè)定過程
使用氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析步驟iii)提取的萃取液中PAHs，其中，色譜條件為采用DB-XLB色譜柱；載氣He，流速l.Oml/min ;進(jìn)樣口溫度為280°C;無分流自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量為IW ;柱溫采用5步程序升溫，初始溫度60°C，保持2min，以25°C /min的速度升溫至160°C，保持Imin,以10°C /min的速度升溫至180°C,保持3min,以10°C /min的速度升溫至240°C,再以50C /min的速度升溫至280°C，保持Imin，最后以3°C /min的速度升溫至300°C，保持3min至萃取液完全流出色譜柱；接口溫度為280°C;質(zhì)譜條件為EI電離源，電子能量為70eV，離子源溫度為200°C ;溶劑延遲4. 5min ;采用全掃模式利用PAHs混標(biāo)中15種PAHs的GC保留時(shí)間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)萃取液中的PAHs進(jìn)行定性，掃描質(zhì)量范圍為5(T400amu，再根據(jù)各PAHs的分子離子峰用選擇離子掃描模式內(nèi)標(biāo)法定量，得到萃取液中萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、突蒽、花、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)突蒽、苯并(a)花、卻并(I, 2，3-cd)花、苯并(g, h, i)花、二苯并(a，h)蒽15種PAHs的質(zhì)量Mg，i ；
V)采樣速率測(cè)定
被動(dòng)采樣器的采樣速率是采樣器性能的關(guān)鍵參數(shù)，采樣速率反映了所測(cè)化合物在全部線性吸收階段的平均值，本實(shí)施例采用主動(dòng)采樣器校正采樣速率，主動(dòng)采樣管為玻璃管，其長(zhǎng)度為9 cm,內(nèi)徑為0. 4cm,主動(dòng)采樣管中填充Carbotrap B,兩端為預(yù)先清洗干凈的玻璃棉，主動(dòng)采樣管連接小體積采樣泵Pocketpump,流速設(shè)定為30ml/min,并經(jīng)阜膜流量計(jì)校正，本實(shí)施例中主動(dòng)米樣器放在本發(fā)明的被動(dòng)米樣器旁同步米樣，且空氣入口處于同一高度，采樣結(jié)束后主動(dòng)采樣管兩端用金屬螺帽密封，并用鋁箔紙裹緊保存于-20°C下，經(jīng)分析得到采用主動(dòng)采樣器測(cè)得相同地點(diǎn)室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的濃度為Cy，根據(jù)步驟iv)分析得到的萃取液中15種PAHs的質(zhì)量M&i，由式一計(jì)算被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積Veq
Veq=Mgj i/Ca；i(式一)
其中=Veq為被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積，m3 ；
Mg^為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ；
Ca；i為主動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的濃度，ng/m3 ；
基于95%水平的t檢驗(yàn)，只有Veq-t圖線性回歸顯著的化合物可以測(cè)得其采樣速率，本實(shí)施例中采樣速率R由Veq-t擬合的最佳擬合線斜率k確定，采樣速率R (m3/day)的數(shù)值等于擬合線的斜率k (m3/h)再乘以24得到，如萘和苊的Veq-t關(guān)系圖如圖2和圖3所示，經(jīng)計(jì)算萘和苊的采樣速率分別為0. 013m3/day和0. 011m3/day，采樣速率R取平均值即為
0.012 m3/day ；
vi)計(jì)算多環(huán)芳烴的濃度
室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的平均濃度Cg i由式二計(jì)算得到，萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、花、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)突蒽、苯并(a)花、卻并(I, 2, 3-cd)花、苯并(g, h, i)花、二苯并(a，h)蒽15種PAHs的濃度情況見表I :
Cg；i=24XMg；i/ (RXt) (式二)
其中Cg，i為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的平均濃度，ng/m3 ；
Mg^為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ；
R為被動(dòng)米樣器的米樣速率，m3/day ； t為被動(dòng)米樣器的米樣時(shí)間，ho表I實(shí)施例I和實(shí)施例2中各多環(huán)芳烴的濃度
權(quán)利要求
1.一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)米樣器，其特征在于它包括米樣瓶(I)和采樣架(2)，所述的采樣瓶(I)是體積為^lOmL的玻璃瓶，該采樣瓶(I)內(nèi)裝有顆粒狀Carbotrap B或者XAD-4樹脂作為吸附劑，吸附劑的粒徑為2(Γ60目，吸附劑的用量為O.2^2. Og/瓶；所述的采樣架(2)為雙層金屬架，其一層的表面積為5(Tl00Cm2，兩層之間的高度為flOcm，上層金屬架上設(shè)有5飛個(gè)直徑為f 2cm的圓孔(3)，該圓孔(3)的間距2 3cm，上述裝有吸附劑的采樣瓶(I)瓶口由金屬絲網(wǎng)蓋蓋住，并倒扣在采樣架(2)上層的圓孔(3)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器，其特征在于所述的采樣瓶(I)為無色或棕色的圓柱形玻璃瓶，其直徑為f 2cm，高度為3 4cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器，其特征在于所述的采樣架(2)為鋁或不銹鋼的方形架，其一層的邊長(zhǎng)為flOcm。
4.一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的采樣測(cè)定方法，其步驟為 i)吸附劑的清洗 采樣開始前，將顆粒狀Carbotrap B或者XAD-4樹脂吸附劑使用色譜純的甲醇、二氯甲烷和丙酮依次超聲清洗，然后放入馬弗爐內(nèi)烘6 h，其烘烤溫度為400°C，最后密封保存于預(yù)先通入純氮的干燥器內(nèi)，冷卻后密封0°C下保存待用； ii)采樣過程 將裝有步驟i )清洗后的吸附劑的采樣瓶(I)瓶口用金屬絲網(wǎng)蓋蓋住，并倒扣在采樣架(2)上層的圓孔(3)處，保持每個(gè)采樣瓶(I)內(nèi)的吸附劑表面齊平，同時(shí)開始對(duì)室內(nèi)空氣中氣相中的多環(huán)芳烴進(jìn)行采集，采集時(shí)間為t，采樣結(jié)束后，采樣瓶(I)換上內(nèi)襯特氟龍墊片的蓋子，旋緊，保存于_20°C下待用； iii)吸附劑中多環(huán)芳烴的提取 將步驟ii)采樣完成后的吸附劑用二氯甲烷和丙酮按體積比I :1進(jìn)行加速溶劑萃取，其萃取溫度為120°C，靜態(tài)萃取時(shí)間為3min，循環(huán)次數(shù)3次，萃取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮、氮吹濃縮至O. 6^1. Oml后置于2ml氣-質(zhì)分析瓶中，保存于_20°C下待測(cè)定； iv)氣-質(zhì)聯(lián)用測(cè)定過程 使用氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析步驟iii)提取的萃取液中PAHs，其中，色譜條件為采用DB-XLB色譜柱；載氣He，流速l.Oml/min ;進(jìn)樣口溫度為280°C;無分流自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量為 μ ;柱溫采用5步程序升溫，初始溫度60°C，保持2min，以25°C /min的速度升溫至160°C，保持Imin,以10°C /min的速度升溫至180°C,保持3min,以10°C /min的速度升溫至240°C,再以50C /min的速度升溫至280°C，保持Imin，最后以3°C /min的速度升溫至300°C，保持3min至萃取液完全流出色譜柱；接口溫度為280°C ； 質(zhì)譜條件為EI電離源，電子能量為70eV，離子源溫度為200°C;溶劑延遲4. 5min ;采用全掃模式利用PAHs混標(biāo)中15種PAHs的GC保留時(shí)間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)萃取液中的PAHs進(jìn)行定性，掃描質(zhì)量范圍為5(T400amu，再根據(jù)各PAHs的分子離子峰用選擇離子掃描模式內(nèi)標(biāo)法定量，得到萃取液中萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)熒蒽、苯并(a)花、茚并(l，2，3-cd)花、苯并(g，h，i)茈、二苯并(a，h)蒽15種PAHs的質(zhì)量Mg，i ; V)采樣速率測(cè)定 采用主動(dòng)采樣器測(cè)得相同地點(diǎn)室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的濃度為Cy，根據(jù)步驟iv)分析得到的萃取液中15種PAHs的質(zhì)量M&i，由式一計(jì)算被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積Veq Veq=Mgj /Cai(式一) 其中=Veq為被動(dòng)采樣器采樣得到的等效空氣容積，m3 ； Mgii為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ； Ca；i為主動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的濃度，ng/m3 ； 采樣速率R由Veq-t擬合的擬合線斜率確定； vi)計(jì)算多環(huán)芳烴的濃度 室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的平均濃度C&i由式二計(jì)算得到 Cg；i=24XMg；i/ (RXt) (式二) 其中Cg，i為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的平均濃度，ng/m3 ； Mgii為被動(dòng)采樣器采樣得到的第i種PAHs的質(zhì)量，ng ； R為被動(dòng)米樣器的米樣速率，m3/day ； t為被動(dòng)米樣器的米樣時(shí)間，ho
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的被動(dòng)采樣器及其采樣測(cè)定方法，屬于多環(huán)芳烴的采樣及測(cè)定領(lǐng)域。本發(fā)明包括采樣瓶和采樣架，采樣瓶?jī)?nèi)裝有顆粒狀CarbotrapB或者XAD-4樹脂作為吸附劑，采樣架為雙層金屬架。其采樣測(cè)定步驟為吸附劑的清洗；裝有吸附劑的采樣瓶倒扣在采樣架上層的圓孔處進(jìn)行采樣；吸附劑中多環(huán)芳烴的提??；氣-質(zhì)聯(lián)用測(cè)定被動(dòng)采樣器采樣得到的15種PAHs的質(zhì)量Mg,i；由Veq-t擬合的擬合線斜率確定采樣速率；計(jì)算室內(nèi)空氣中各多環(huán)芳烴的平均濃度Cg,i。本發(fā)明制作、裝配簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，吸附劑中多環(huán)芳烴的提取只需通過加速溶劑萃取，大大降低了有機(jī)溶劑的使用且縮短了分析時(shí)間，適合于室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的采樣。
文檔編號(hào)G01N30/06GK102788718SQ20121032290
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者李婷, 禹甸, 胡冠九, 鮮啟鳴, 黃茜 申請(qǐng)人:南京大學(xué), 江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心