大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法
【專利說明】大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保監(jiān)測實驗方法，尤其是大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方 法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 空氣質(zhì)量的好壞反映了空氣污染程度，它是依據(jù)空氣中污染物濃度的高低來判斷 的。空氣污染是一個復(fù)雜的現(xiàn)象，在特定時間和地點空氣污染物濃度受到許多因素影響。來 自固定和流動污染源的人為污染物排放大小是影響空氣質(zhì)量的最主要因素之一，其中包括 車輛、船舶、飛機(jī)的尾氣、工業(yè)污染、居民生活和取暖、垃圾焚燒等。城市的發(fā)展密度、地形地 貌和氣象等也是影響空氣質(zhì)量的重要因素。
[0003] 空氣污染的污染物有：煙塵、總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物（PM1Q)、細(xì)顆粒物 (PM2.5)、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)化合物等等?？晌腩w粒物被人 吸入后，會累積在呼吸系統(tǒng)中，引發(fā)許多疾病。對粗顆粒物的暴露可侵害呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)哮 喘病。細(xì)顆粒物可能引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，對于老人、兒童 和已患心肺病者等敏感人群，風(fēng)險是較大的。另外，環(huán)境空氣中的顆粒物還是降低能見度的 主要原因，并會損壞建筑物表面。顆粒物還會沉積在綠色植物葉面，干擾植物吸收陽光和二 氧化碳和放出氧氣和水分的過程，從而影響植物的健康和生長。因此，空氣質(zhì)量的監(jiān)測是目 前社會關(guān)注的焦點，但現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明提供了大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法，用以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不 足。
[0005] 本發(fā)明的大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法，包括下列步驟：S1、將樣品與 堿性亞甲基藍(lán)溶液絡(luò)合；S2、采用氯仿萃取絡(luò)合后生成的鹽；S3、采用酸性亞甲基藍(lán)溶液反 萃取氯仿相；S4、對所述的氯仿相進(jìn)行比色分析。
[0006] 其中，所述的樣品通過下述步驟獲得：使用去離子水超聲提取大氣顆粒物中的可 溶性陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)，得到提取液；所述的提取液經(jīng)〇. 45μm的石英濾膜過濾，得 到濾出液，并以所述濾出液作為所述的樣品。
[0007] 其中，通過連續(xù)流動分析儀進(jìn)行測定，具體采用連續(xù)流動的方法通過蠕動泵壓縮 不同內(nèi)徑的彈性泵管，將試劑和樣品按比例吸入管路中，并完成混勻和萃取，所述的萃取由 玻璃相分尚器完成。
[0008] 其中法，其特征在于，步驟S4中以650nm進(jìn)行比色分析。
[0009] 其中，步驟S4之后還包括步驟：S5、顯色后測吸光度，以峰高為縱坐標(biāo)，以陰離子 表面活性物質(zhì)含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出分析結(jié)果。
[0010] 本發(fā)明的方法發(fā)現(xiàn)大氣PM2.5中表面有機(jī)活性物質(zhì)的存在，為PM2.5中有機(jī)物的組 成及有機(jī)組分的測定建立了切實可行的分析方法。方法應(yīng)用于全國不同地區(qū)、不同排放來 源的大氣顆粒物PM2.5組分分析中，進(jìn)一步解析大氣顆粒物的來源及污染現(xiàn)狀。 【【附圖說明】】
[0011] 圖1是本發(fā)明實施例1中的方法步驟流程圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明實施例1中的具體實施流程圖；
[0013] 圖3是本發(fā)明實驗例1和實驗例2的實驗曲線圖；
[0014] 其中，圖3-1是PM2.5樣品標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖、圖3-2是PM2.5檢出測試譜圖、圖3-3是 PM2.5樣品中陰離子表面活性物質(zhì)樣品精密度及加標(biāo)回收測試譜圖、圖3-4是2014年8月 PM2.5與陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)質(zhì)量濃度的變化趨勢圖、圖3-5是2014年8月陰離子表面 有機(jī)活性物質(zhì)與PM2.5質(zhì)量濃度的相關(guān)性圖、圖3-6是2014年9月PM2.5與陰離子表面有機(jī) 活性物質(zhì)質(zhì)量濃度的變化趨勢圖、圖3-7是2014年9月陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)與PM2.5 質(zhì)量濃度的相關(guān)性圖、圖3-8是2014年10月PM2.5與陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)質(zhì)量濃度的 變化趨勢圖、圖3-9是2014年10月陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)與PM2.5質(zhì)量濃度的相關(guān)性 圖、圖3-10是2014年8月-2015年1月PM2.5質(zhì)量濃度的變化趨勢圖、圖3-11是2014年8 月-2015年1月陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)質(zhì)量濃度的變化趨勢圖。 【【具體實施方式】】
[0015] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物是大氣氣溶膠的 重要組成部分，占顆粒物總量的10%~50%，在顆粒物細(xì)粒子的化學(xué)組成中，有機(jī)物是含 量最為豐富的物種之一，對人體健康、能見度和全球氣候變化都有重要影響。這些效應(yīng)取決 于它們自身的物理和化學(xué)性質(zhì)，如粒徑、水溶性和折射率等，及其來源、轉(zhuǎn)化和傳輸過程。但 是顆粒物中的有機(jī)化合物種類繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濃度水平低且物理化學(xué)性質(zhì)差別大，使得 人們認(rèn)識顆粒有機(jī)物在大氣中的行為和作用變得十分困難。由于分析測試手段的限制，直 到20世紀(jì)50年代才開始顆粒有機(jī)物的研究，進(jìn)入80年代得到迅速發(fā)展，基于目前GC-MS測 定方法和技術(shù)水平，研究者已經(jīng)從大氣有機(jī)顆粒物中鑒別出了幾百種有機(jī)化合物，但是這 些化合物總共僅占顆粒有機(jī)物質(zhì)量的10% -40%。Rogge在加利福尼亞州的研究中得到的 細(xì)粒子化學(xué)組分質(zhì)量平衡中，有機(jī)物約占細(xì)粒子總質(zhì)量的15%，而檢測出的80多種有機(jī)化 合物約占總有機(jī)化合物的13%，只占細(xì)粒子質(zhì)量的2%左右，未鑒別出的部分包括腐殖酸、 高相對分子量化合物、高級性化合物和不能分辨的環(huán)烷烴和支鏈烷烴混合物（UCM)。而這 其中有些正是表面有機(jī)活性物質(zhì)所具有的分子結(jié)構(gòu)和特征。氣溶膠表面有機(jī)活性物質(zhì)主要 由脂肪酸及其兩親衍生物或一元、二元、多元酸或類腐殖物質(zhì)組成，主要分布于大氣細(xì)粒子 中，主要為親水基團(tuán)帶負(fù)電的物質(zhì)，即陰離子表面活性物質(zhì)。其來源包括腐殖質(zhì)降解、生物 質(zhì)燃燒、海洋飛沫和燃燒產(chǎn)生的煤煙等。具有界面吸附、加溶、降低溶劑表面張力等作用，因 此，表面有機(jī)活性物質(zhì)在PM2.5表面的存在，對PM2.5的表面張力和吸濕性等表面特性具有重 要影響，從而對全球氣候變化、大氣環(huán)境和人體健康產(chǎn)生重要影響。
[0016] 針對大氣細(xì)粒子PM2.5中有機(jī)物檢測分析方法的局限，對處理后的水溶性有機(jī)物樣 品使用GC-MS技術(shù)鑒別不出的腐殖酸、高相對分子量化合物、高級性化合物和不能分辨的 環(huán)烷烴和支鏈烷烴混合物（UCM)等物質(zhì)（這些都是表面有機(jī)活性物質(zhì)所具有的分子結(jié)構(gòu)和 特征），采樣流動注射儀可以定量分析鑒別出表面有機(jī)活性物質(zhì)的存在和質(zhì)量濃度，為大氣 顆粒物的有機(jī)化學(xué)組成及方法建立提供發(fā)明依據(jù)。
[0017] 實施例1、本實施例提供的大氣顆粒物表面有機(jī)活性物質(zhì)的檢測方法，其原理是測 定陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)的自動檢測是基于如下反應(yīng)：在水溶液中，亞甲基藍(lán)與陰離子 表面有機(jī)活性物質(zhì)反應(yīng)生成藍(lán)色的鹽，用氯仿萃取生成的鹽，萃取液在650nm比色測定吸 光度。所測定的物質(zhì)叫MBAS(亞甲基藍(lán)活性物質(zhì)）。通過使用堿性-和酸性亞甲基藍(lán)溶液 除去干擾。也即，干擾排除的過程是：陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)，可與亞甲基藍(lán)陽離子形成 離子絡(luò)合物，該離子絡(luò)合物可以被氯仿萃取，而沒有形成離子絡(luò)合物的亞甲基藍(lán)在氯仿中 的溶解度非常小。使用氯仿將陰離子表面活性劑與亞甲基藍(lán)溶液形成的離子絡(luò)合物從堿性 的亞甲基藍(lán)中萃取出來，此步驟可除去環(huán)境水樣中的蛋白質(zhì)負(fù)向干擾。再用酸性的亞甲基 藍(lán)溶液反萃取氯仿相，以除去其它的正向干擾物如無機(jī)陰離子（NO3、C1等），因為這些物 質(zhì)與亞甲基藍(lán)的結(jié)合物更不容易溶于氯仿中。最后，氯仿相進(jìn)入檢測器，在650nm處進(jìn)行比 色分析。
[0018] 基于上述原理，參見圖1所示，包括下列主要步驟：
[0019]S11、將樣品與堿性亞甲基藍(lán)溶液絡(luò)合。
[0020] 上述樣品通過如下方式獲得，用石英濾膜采集環(huán)境空氣中細(xì)顆粒物（pm2.5)，使用 去離子水超聲提取顆粒物中的可溶性陰離子表面有機(jī)活性物質(zhì)，提取液經(jīng)〇. 45