[发明专利]一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器及其采样测定方法

权利要求书

1.一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器，其特征在于，包括根箱和若干气体采集器，所述气体采集器悬挂在根箱中的不同位置且用于采集根箱内不同位置处的气体，所述气体采集器是体积为5~10mL 的SPE固相萃取柱管，所述气体采集器内装有颗粒状XAD-2树脂作为吸附剂，吸附剂的粒径为20~60 目，表面积≥430m²/g，含水率为20%~45%，每个气体采集器中吸附剂为1.0g，所述根箱上设有盖子，盖子上设有用来固定气体采集器的圆孔；

所述气体采集器包括吸附剂、两片多孔聚四氟乙烯垫片；其中，吸附剂设置在两片多孔聚四氟乙烯垫片之间，一片多孔聚四氟乙烯垫片设置在距离SPE固相萃取柱管底部2cm处，另一片多孔聚四氟乙烯垫片设置在吸附剂上，吸附剂设置在SPE固相萃取柱管的中间。

2.根据权利要求1所述的一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器，其特征在于，所述气体采集器为无色的SPE固相萃取柱管，其直径为1~2cm，高度为6~7cm，气体采集器在根箱中悬挂时，柱管小口向上。

3.根据权利要求1所述的一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器，其特征在于，所述根箱的高度为90~100cm。

4.一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器的采样测定方法，其特征在于，包括根箱和若干气体采集器，所述气体采集器悬挂在根箱中的不同位置且用于采集根箱内不同位置处的气体，所述气体采集器是体积为5~10mL 的SPE固相萃取柱管，所述气体采集器内装有颗粒状XAD-2树脂作为吸附剂，吸附剂的粒径为20~60 目，表面积≥430m²/g，含水率为20%，每个气体采集器中吸附剂为1.0g，所述根箱上设有盖子，盖子上设有用来固定气体采集器的圆孔；

所述气体采集器包括吸附剂、两片多孔聚四氟乙烯垫片；其中，吸附剂设置在两片多孔聚四氟乙烯垫片之间，一片多孔聚四氟乙烯垫片设置在距离SPE固相萃取柱管底部2cm处，另一片多孔聚四氟乙烯垫片设置在吸附剂上，吸附剂设置在SPE固相萃取柱管的中间；

采样测定方法包括以下步骤：

i）吸附剂的预处理：

采样开始前，将吸附剂使用色谱纯的体积比为1:1的二氯甲烷和正己烷混合液在150℃下静态清洗15min，循环3次；然后用乙腈在150℃下清洗15min，循环3次；再用氮气吹干后用锡箔纸包装好后密封保存于50℃的烘箱中待用；使用前先用乙醇浸泡活化1~2小时后，氮气吹干后，加高效液相色谱水，使其含水量达到20%；

ii）采样过程：

将装有步骤i）清洗后的吸附剂称取1g移入一端装有聚四氟乙烯垫片的SPE萃取空柱管中，然后采用另一片聚四氟乙烯垫片将吸附剂固定于SPE萃取空柱管的中间，得到气体采集器，将气体采集器通过细绳与根箱的盖子上的圆孔连接，并悬挂于根箱中，保持每个气体采集器内的吸附剂表面齐平，同时开始对根箱内气相中的多环芳烃进行采集计时，被动采样器的采样持续时间为t，采样结束后将气体采集器两端密封，保存于-20℃下待用；

iii）吸附剂中多环芳烃的洗脱提取：

将步骤ii）采样完成后的气体采集器中的吸附剂用15mL二氯甲烷和丙酮按体积比1:1进行SPE洗脱，洗脱速度控制在1mL/分钟，循环洗脱3 次，洗脱液经真空旋转蒸发浓缩，温度控制为40℃、氮吹浓缩至0.6~1.0mL 后，将浓缩液移入净化柱，净化柱的上层为1g 无水硫酸钠，净化柱的下层为0.5g 硅胶，再用15 mL的体积比为1:1的正己烷和二氯甲烷混合液进行洗脱，将洗脱液收集到梨形瓶中，最后用旋转蒸发仪浓缩，用乙腈定容至1 mL置于2mL 分析瓶中，保存于-20℃下待测定；

iv）液相色谱仪测定过程：

测试仪器为高效液相色谱仪HPLC，HPLC条件：色谱柱为Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18，4.6*250mm，液膜厚度5μm，荧光检测器FLD，流动相为乙腈和水，初始条件为按体积比为6:4的乙腈：水，然后在60min内以0.75 mL/min 线性洗脱到100%乙腈；检测波长：用FLD信号进行时间编程，0～9分钟：Exλ=260 nm，Emλ=380 nm；9～16分钟：Exλ=260 nm，Emλ=340 nm；16～18分钟：Exλ=260 nm，Emλ=380 nm；18～21分钟：Exλ=260nm，Emλ=380 nm；21～23分钟：Exλ=289 nm，Emλ=462 nm；23～30分钟：Exλ=320 nm，Emλ=380 nm；30～36分钟：Exλ=266 nm，Emλ=403 nm；36～52分钟：Exλ=294 nm，Emλ=430 nm；52分钟：Exλ=290 nm，Emλ=500nm；测得的洗脱液中PAHs浓度转换并设定为质量M_g,i；

v）被动采样器采样速率R的确定：

采用主动采样器测得相同地点室外根箱实验中各多环芳烃的浓度为C_a,i，根据步骤iv）分析得到的洗脱液中PAHs 的质量M_g,i，由公式（1）计算被动采样器采样得到的等效空气容积Veq：

Veq=M_g,i/C_a,i （1）

其中：Veq为被动采样器采样得到的等效空气容积，单位是m³；

M_g,i为被动采样器采样得到的第i 种PAHs 的质量，单位是ng；

C_a,i为主动采样器采样得到的第i 种PAHs 的浓度，单位是ng/m³；

根据计算得到的不同采样时间获得的绘制Veq值，绘制Veq-t散点图，并进行线性拟合，根据拟合线斜率确定被动采样器的采样速率R ，单位是m³/day；

vi）计算多环芳烃的浓度：

根箱气体中各多环芳烃的平均浓度C_g,i 由公式（2）计算得到：

C_g,i=24×M_g,i/（R×t） （2）

其中：C_g,i 为被动采样器采样得到的第i 种PAHs 的平均浓度，单位是ng/m³；

M_g,i为被动采样器采样得到的第i 种PAHs 的质量，单位是ng；

R为被动采样器的采样速率，由v）中主动采样器校正确定，单位是m³/day；

t 为被动采样器的采样时间，单位是h。

5.根据权利要求4所述的一种根箱实验中气态多环芳烃被动采样器的采样测定方法，其特征在于，所述步骤iii）中蒸发仪的温度控制为40℃。