高效液相色谱法测定大气颗粒物中蒽和萘

杨蕾

（江苏省镇江环境监测中心，江苏镇江 212000）

1 引言

蒽和萘是炼焦工业副产品主要的组分之一，二者同样有毒，容易挥发，不溶于水，可溶于乙醇和乙醚等。蒽可燃并有腐蚀性，属有机腐蚀物品，对皮肤有轻度刺激，具有光敏和光毒作用，皮肤接触尤其在日光照射下接触可引起局部皮肤损害［1］。反复接触萘蒸气，可引起头痛、乏力、恶心、呕吐和血液系统损害［2］，可引起白内障、视神经炎和视网膜病变，皮肤接触可引起皮炎。蒽和萘的工业污染主要发生在炼焦等石化工生产过程中，如煤焦油的炼制和加工过程，直接危害大气、土壤、水源和企业员工健康。由于在全球的大量使用和排放，蒽已成为一种典型的环境污染物，被美国环境保护署列入优先控制污染物的16 种多环芳烃其中之一，也是国内外许多工业污染场地的主要污染物。2017 年10 月，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单，萘属于2B 类致癌物，蒽在3 类致癌物清单中［3］。

高效液相色谱仪具有高的灵敏度和分辨率，用于测定大气颗粒物中的蒽和萘时，其前处理操作简单，准确度和精密度高，大大提高了检测效率。

2 材料与方法

2.1 原理

采集大气颗粒物的玻璃纤维滤膜，以乙腈为溶剂超声波提取，用液相色谱分离测定提取液中蒽和萘的含量，根据保留时间定性，外标法定量［4］。

2.2 仪器

超声波清洗器；采样器，符合GB 6921 要求的大流量采样器（1.1～1.7 m3/min）；离心机，600 r/min；具塞玻璃刻度离心管，10 mL；高效液相色谱仪，Agilent 1200；色谱柱，反相，C18 柱；微孔滤膜，孔径≤0.45 μm。

2.3 试剂

乙腈，色谱纯，蒽和萘的标准溶液采用国家认可的标准溶液配制，色谱纯。

2.4 分析步骤

2.4.1 色谱条件

流动相组成为A 乙腈、B 水柱温25 ℃；进样量10 μL；紫外检测器波长225 nm；无参比波长；流动相流速0.7 mL/min。

流动相的组成见表1。

表1 流动相的组成

2.4.2 空白对照实验

将装好玻璃纤维滤膜的采样夹带至采样点，除不连接采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空白对照。

2.4.3 样品前处理

将采过样的玻璃纤维滤膜边缘无尘部分剪去，然后将滤膜分成n 份，取1/n 滤膜剪碎放入10 mL具塞玻璃离心管中，准确加入10 mL 乙腈（液面以超过滤膜部分为宜），超声提取10 min，离心10 min，取上清液用0.45 μm 微孔滤膜过滤，滤液待分析。

2.4.4 样品测定

用测定标准系列的操作条件测定样品和空白对照洗脱液，以测得的样品峰面积值减去空白对照的峰面积值后，由回归方程计算得出待测样品含量。

2.5 计算

按下式计算大气颗粒物中蒽或萘的浓度：

式中，ρ 为大气颗粒物中蒽或萘的浓度，μg/Nm3；Hy为测得滤膜中蒽或萘的峰面积；Cb为标准样品的浓度，mg/L；Hb为标准样品的峰面积；Vt为提取液的体积，mL；Vs为标准状态下采样体积，m3；1/n 为分析用滤膜在整张滤膜中所占的比例。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线的绘制

用 微 量 注 射 器 分 别 取2.0，10.0，20.0，40.0，50.0 mg/L 的蒽标准溶液和萘标准溶液进样，以测得的峰面积值分别对应相应的含量，绘制蒽标准曲线及萘标准曲线。

蒽标准曲线的绘制见表2。

表2 蒽标准曲线的绘制

萘标准曲线的绘制见表3。

表3 萘标准曲线的绘制

3.2 精密度与检出限

分别将浓度为2.00 mg/L 的蒽和萘标准溶液制成模拟样品，重复测量7 次，并计算其标准偏差。

蒽模拟样品精密度实验测定结果见表4。

表4 蒽模拟样品精密度实验测定结果

萘模拟样品精密度实验测定结果见表5。

表5 萘模拟样品精密度实验测定结果

由表4—5 可知，蒽和萘测定结果的相对标准偏差为1.4%和0.21%，说明该方法具有良好的精密度，根据美国EPASW－846 中规定的检出限为3.143 倍的标准偏差计算，则蒽的检出限为0.085 mg/L，萘的检出限为0.013 mg/L。当标准状态下采样体积为30 L时，计算得空气颗粒物中蒽的最低检出浓度为28.3 μg/Nm3，空气中萘的最低检出浓度为4.19 μg/Nm3。

3.3 加标回收实验

将样品滤膜平均分为8 份，其中2 份直接测定，取两者平均值作为每份滤膜的原样浓度，其余6 份分别加入浓度为0.1 mg/L 的蒽标准溶液测定回收率，再分别配置浓度为0.002 mg/L 蒽和萘的标准溶液制成模拟样品进行加标回收实验。

蒽模拟样品加标回收实验测定结果见表6。

表6 蒽模拟样品加标回收实验测定结果

萘模拟样品加标回收实验测定结果见表7。

表7 萘模拟样品加标回收实验测定结果

由表6—7 可见，当加标浓度为0.1 mg/L 时，蒽的加标回收率在90.0%～94.0%之间，萘的加标回收率在89.0%～94.0%之间，符合高效液相色谱法测定颗粒物中多环芳烃方法的要求。

4 结论

采用超声波提取结合高效液相色谱仪对大气颗粒物中蒽和萘的浓度进行监测，该方法检出限低，精密度和准确度较好，前处理操作简单，不但提高了分析效率，而且结果准确可靠，能够满足环境空气质量监测和应急监测的要求。