空氣微粒中多環芳烴的熱解析：GC-MS 分析

引言 多環芳烴（PAHs）廣泛存在于環境土壤、水和空氣微粒中。在常見的 16 種多環芳烴物質中，有 7種被國際癌癥研究機構（IARC）列為動物致癌物。因此，鑒于多環芳烴的致癌性，各國也都將其列為環境監測和監管的對象。分析土壤和水中多環芳烴常用的方法是首先用溶劑將多環芳烴從樣品基質中提取出來，然后將液體提取物注入 GC-MS 聯用儀進行分析。在對空氣中微粒表面吸附的多環芳烴進行監測的時候也采用了相似的技術進行分析。在分析空氣顆粒中多環芳烴時常用的一種方法是加利福尼亞州空氣資源管理委員會第 429 號方法。雖然第 429 號方法準確度和精密度都很好，但是該方法需要使用樹脂采集空氣樣品，并在樣品收集好后用二氯甲烷進行提取。這就使得在應用該方法時存在既費時，又接觸有害溶劑的問題。本文描述了一種利用自動熱解析將通過玻璃纖維濾紙收集的多環芳烴導入 GC-MS 聯用系統的技術，該技術不使用有害溶劑，而且極大地減少了樣品制備的時間。其實，使用自動熱解析分析多環芳烴是非常困難的，因為在加熱時必須對整個樣品路徑進行加熱，以防止出現嚴重的拖尾現象和待測物質殘留。數據表明，本文所研究方法能夠通過熱解析對全部16 種多環芳烴類物質進行較好的分析。

實驗部分 本文研究使用的儀器設備主要包括 PerkinElmer 生產的 Clarus® 600 氣相色譜質譜聯用儀（GC-MS），該儀器同時配置 PerkinElmer 生產的TurboMatrix™ 650 全自動熱解吸儀（ATD）。標準溶液使用甲醇配制，然后加入到填充 Tenax-TA 吸附劑的全自動熱解析樣品管中。樣品為通過玻璃纖維濾紙收集的汽車尾氣顆粒物，進樣時將過濾紙卷起放入玻璃 ATD 樣品管中。

接下來是關于儀器測定條件的一個簡要介紹。樣品管在 320°C 下熱解析15分鐘，然后使用冷阱收集樣品，冷阱收集好樣品后，再在300°C下進行解析，然后通過加熱的傳輸線進入Elite-5ms毛細管柱（30 m x 0.25 mm x 0.25 μm，PerkinElmer 生產）。氣相色譜爐溫程序初始溫度設定為100 °C，保持 5min，然后爐溫以6 °C/min 的升溫速率升溫至 250 °C后，立即以 10 °C/min 的速率升溫至 330 °C，并在 330 °C 保持 10min。質譜掃描范圍為 m/z 60-m/z 400，掃描時間為 0.25s，掃描間隔時間為 0.05s。

討論 圖1 說明了使用全自動熱解析分析多環芳烴類物質的色譜表現。這是從萘到苯并 [g,h,i] 苝全部 16 種多環芳烴類物質在氣相色譜儀快速解析和傳輸的結果。

結論 本文描述了一個自動化的熱解析方法，該方法能夠同時對吸附劑填充和玻璃纖維濾紙集的多環芳烴類物質進行解析。該方法用于分析微粒物中多環芳烴類物質具有簡單、可靠的優點，并且在實驗過程中減少了有害溶劑的使用。