PM2.5顆粒物中酰胺類化合物分析方法的應(yīng)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(jié)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(zhì)量濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r2≥0.999 8， RSD在0.2%～3.2%，當(dāng)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(biāo)回收率為86.5%～94.8%。該方法操作簡單，且結(jié)果準(zhǔn)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(guān)鍵詞：PM2.5顆粒物；高效液相色譜法；超聲波輔助萃?。货０奉惢衔?；分析方法

中圖分類號：O657.7" " " 文獻標(biāo)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(jīng)濟的飛速發(fā)展，PM2.5已成為國內(nèi)外研究熱點之一。PM2.5顆粒物對于大氣環(huán)境的污染問題引起國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。1997年，美國首先發(fā)布了PM2.5空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。隨后，亞洲國家、歐美國家都先后發(fā)布了PM10和PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我國于2011年發(fā)布了HJ 618—2011《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測定 重量法》并且已經(jīng)開始實施。隨著PM2.5源解析的研究深入，發(fā)現(xiàn) PM2.5顆粒物容易吸附金屬離子及氣態(tài)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(gòu)成霧霾的主要原因之一，會降低能見度，嚴(yán)重時甚至?xí)斐山煌ㄊ鹿剩煌瑫r其也是一種會對人體的呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)，設(shè)置采樣時間等參數(shù)，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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

準(zhǔn)確移取質(zhì)量濃度為500 mg/L丙烯酰胺，N，N-二甲基甲酰胺和質(zhì)量濃度為1 000 mg/L甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺混合標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量濃度，將配制好的質(zhì)量濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖和色譜圖如圖2和圖3所示。

2" 結(jié)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(biāo)準(zhǔn)溶液的貯備液，使甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質(zhì)量濃度為0.025 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量濃度為1.000 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量濃度為0.500 μg/m3）、中（甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質(zhì)量濃度為0.250 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量濃度為0.125 μg/m3）、低（甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺質(zhì)量濃度為0.025 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量濃度為0.0125 μg/m3）3個質(zhì)量濃度的樣品，每個質(zhì)量濃度平行測定6次，結(jié)果見表2，相對標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果與加標(biāo)回收率

貴州某城區(qū)周邊設(shè)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(zhì)量濃度為1.00 μg/m3，丙烯酰胺和N，N-二甲基甲酰胺質(zhì)量濃度為0.50 μg/m3的加標(biāo)測試，測試結(jié)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(zhì)量濃度范圍在0.003～0.032 μg/m3，加標(biāo)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(shè)置離企業(yè)和公路較近，受企業(yè)廢氣和汽車尾氣影響，導(dǎo)致樣品3、4、5和6有低濃度檢出。

3" 結(jié)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(yīng)用于貴州某城區(qū)及周邊地區(qū)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(zhì)量濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)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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