有機(jī)化合物的測定
顆粒物中的有機(jī)組分很復(fù)雜，但受到普遍重視的是多環(huán)芳烴，如蒽、菲、芘等，其中不少物質(zhì)具有致癌作用。例如，3，4-苯并芘（簡稱苯并（a）芘或bap）就是環(huán)境中普遍存在的一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，為目前顆粒物中主要測定的有機(jī)化合物，在此僅介紹這種物質(zhì)的測定。
bap主要來自含碳燃料及有機(jī)物熱解過程。煤炭、石油等在無氧加熱裂解過程中，產(chǎn)生的烷烴、烯烴等經(jīng)過脫氫、聚合，可產(chǎn)生一定數(shù)量的苯并（a）芘，并吸附在煙氣飄塵上散布于大氣中；香煙煙霧中也含3，4-苯并芘。
表3－12火焰原子吸收分光光度計(jì)工作條件
測定苯并（a）芘的主要方法有熒光分光光度法、高壓液相色譜法、紫外分光光度法等。在測定之前，需要*行提取和分離。
1.多環(huán)芳烴的提取方法
顆粒物中的多環(huán)芳烴常用索氏提取器提取，其提取原理將在第六章介紹。提取苯并（a）芘選用環(huán)己烷為提取劑，將提取器置于98±1℃的水浴堝中連續(xù)回流提取8h。根據(jù)提取液顏色深淺，取全部或?qū)⑵涠ㄈ莺笕∵m量于k-d濃縮器中，在70—75℃的水浴上減壓濃縮至近干。濃縮管用苯洗兩次，每次3—4滴，繼續(xù)濃縮至0.05ml，供下一步進(jìn)行紙層析分離。
還可以用真空充氮升華法提取多環(huán)芳烴，其裝置示于圖3－53（圖略）。將采塵濾膜放在燒瓶內(nèi)，連接好各部件，把系統(tǒng)內(nèi)抽成真空后充入氮?dú)?，并反?fù)幾次，以除去殘留氧。用包著冰的紗布冷卻升華管，然后開啟電爐加熱至300℃，保持0.5h，則多環(huán)芳烴升華并在升華管中冷凝，待冷卻后，用注射器噴入溶劑，洗出升華物，供下步分離。
2.多環(huán)芳烴的分離
多環(huán)芳烴提取液中包括它們的各種同系物，欲測定某一組分或各組分，必須進(jìn)行分離，常用的分離方法有紙層析法、薄層層析法等。
（1）紙層析法：該方法是選用適當(dāng)?shù)娜軇趯游鰹V紙上對各組分進(jìn)行分離。例如，分離苯并（a）芘時(shí)，先將苯、乙酸酐和濃硫酸按一定比例配成混合溶液，用其浸漬濾紙條后，將紙條用水漂洗、晾干，再用無水乙醇浸漬，晾干、壓平，制成乙酰化濾紙。將提取濃縮后的樣品溶液點(diǎn)在離濾紙下沿3cm處，用冷風(fēng)吹干，掛在層析缸中，沿插至缸底的玻璃棒加入甲醇、和蒸餾水（體積比為4：4：1）配制的展開劑，至濾紙下沿浸入1cm為止。加蓋密封層析缸，放于暗室中進(jìn)行層析。在此，乙?；噭楣潭ㄏ?，展開劑為流動(dòng)相，試樣中的各組分經(jīng)在兩相中進(jìn)行反復(fù)多次分配，按其分配系數(shù)大小依次被分開，在濾紙條的不同高度處留下不同組分的斑點(diǎn)。取出濾紙條、晾干，將各斑點(diǎn)剪下，分別用適當(dāng)溶劑溶解各組分，即得到樣品溶液。
（2）薄層層析法：薄層層析法又稱薄板層析法。它是將吸附劑如硅膠、氧化鋁等均勻地鋪在玻璃板上。用毛細(xì)管將樣品溶液點(diǎn)在距下沿一定距離處，然后將其以10°-20°的傾斜角放入層析缸中，使點(diǎn)樣的一端浸入展開劑中（樣點(diǎn)不能浸入），加蓋后進(jìn)行層析。在此，吸附劑是固定相，展開劑是流動(dòng)相，樣點(diǎn)上的各組分經(jīng)溶解、吸附、再溶解、再吸附多次循環(huán)，在層析板不同位置處留下不同組分的斑點(diǎn)。取出層析板，晾干，用小刀刮下各組分斑點(diǎn)，分別用溶劑加熱洗脫，即得到各組分的樣品溶液。區(qū)分同一層析濾紙或?qū)游霭迳喜煌唿c(diǎn)所分離的組分有兩種比較簡單的方法，一是若斑點(diǎn)有顏色或在特定光線照射下顯顏色，可根據(jù)不同組分的*顏色辨認(rèn)；另一種方法是在點(diǎn)樣的同時(shí)，將被測物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)在與樣點(diǎn)相隔一定距離的同一水平線上，則與標(biāo)樣平行移動(dòng)的斑點(diǎn)就是被測組分的斑點(diǎn)。這種方法不僅能辨認(rèn)試樣中的被測組分，還能對其進(jìn)行定量測定。
3.苯并（a）芘的測定
（1）乙?；癁V紙層析-熒光分光光度法：將采集在玻璃纖維濾膜上的顆粒物中苯并（a）芘及有機(jī)溶劑可溶物質(zhì)在索氏提取器中用環(huán)己烷提取，再經(jīng)濃縮，點(diǎn)于乙?；癁V紙上進(jìn)行層析分離，所得苯并（a）芘斑點(diǎn)用丙酮洗脫，以熒光分光光度法測定。當(dāng)采氣體積為40m3時(shí)，該方法*低檢出濃度為0.002μg/100m3。
多環(huán)芳烴是具有π—π電子共軛體系的分子，當(dāng)受適宜波長的紫外光照射時(shí)，便吸收紫外光而被激發(fā)，瞬間又放出能量，發(fā)射比入射光波長稍長的熒光。以383nm波長的光激發(fā)苯并（a）芘，測定其在402、405、408nm波長處發(fā)射熒光強(qiáng)度（f4402、f405、f408），用以下兩式分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和樣品的相對熒光強(qiáng)度（f）及大氣顆粒物中bap的含量。
式中：f2——樣品斑點(diǎn)洗脫液相對熒光強(qiáng)度；
f0——空白點(diǎn)洗脫液相對熒光強(qiáng)度；
f1——標(biāo)準(zhǔn)樣斑點(diǎn)洗脫液相對熒光強(qiáng)度；
m——標(biāo)準(zhǔn)樣斑點(diǎn)中bap量（μg）；
r——提取液總量和點(diǎn)樣量之比值；
vn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積（m3）。
（2）高壓液相色譜法：高壓液相色譜（hplc）是在氣相色譜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所用流動(dòng)相是液體。當(dāng)流經(jīng)色譜柱時(shí)，受到的阻力大，需要用高壓泵輸送，故得此名。這種方法的突出優(yōu)點(diǎn)是可分離、分析沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差、分子量大于400的有機(jī)化合物，并具有分離效能好、靈敏度高、測定速度快等特點(diǎn)，是分離、分析芳香烴類化合物的理想方法。
典型高壓液相色譜流程示于圖3－55（圖略）。流動(dòng)相貯槽中的載液經(jīng)脫氣、在混合槽混合后，用高壓泵打入色譜柱。試液從進(jìn)樣口注入載液系統(tǒng)，帶入色譜柱進(jìn)行分離。分離后的各組分依次進(jìn)入檢測器，將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大送入記錄儀記錄各組分的色譜峰。
為提高分離效果和分離速度，常以兩種或兩種以上極性不同的溶劑作流動(dòng)相，按照一定程序連續(xù)地改變?nèi)軇┑呐浔龋蛊錁O性強(qiáng)度按一定規(guī)律（線性的或階梯式的）變化。具有這種功能的部件稱為梯度洗脫裝置。高壓液相色譜法常使用的檢測器有紫外-可見吸光光度檢測器、示差折光檢測器、熒光檢測器等。
測定顆粒物中bap的方法是將采集在玻璃纖維濾膜上的顆粒物中的bap于索氏提取器內(nèi)用環(huán)己烷連續(xù)加熱提取，提取液應(yīng)呈淡黃色，若為無色，則需進(jìn)行濃縮；若呈深黃或棕黃色，表示濃度過高，應(yīng)用環(huán)己烷稀釋后再注入高壓液相色譜儀測定。色譜柱將試液中的bap與其他有機(jī)組分分離后，進(jìn)入熒光檢測器測定。熒光檢測器使用激發(fā)光波長340nm（或363nm），發(fā)射光波長452nm（或435nm）。根據(jù)樣品溶液中bap峰面積，bap標(biāo)準(zhǔn)峰面積及其濃度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積計(jì)算大氣顆粒物中bap的含量。當(dāng)采氣體積40m3，提取濃縮液為0.5ml時(shí)，方法*低檢出濃度可達(dá)2.5×10-5μg/m3。