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PM2.5的致命因素——"X"及其来源
点击次数:4083 发布日期:2012-1-4  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
    PM2.5又称气溶胶PM2.5,指的是直径小于或等于2.5微米的超细悬浮颗粒物,也称为可入肺颗粒物,是人类身边隐形的“致命杀手”。那PM2.5的致命因素——“X”到底是什么?其又是来自何方呢?

PM2.5等细微颗粒物中PAHsGC/MSUHPLC分析解决方案
    业内研究表明,多环芳烃类化合物(PAHs)是PM2.5等空气中细微颗粒物中主要的有害成分之一,该类化合物已被国际癌症研究署(IARC)作为优先控制的有毒有害物,具有致癌、致畸、致突变等毒性,且在环境中广泛分布。空气中PM2.5等细微颗粒物中的PAHs主要来源于汽车尾气排放、煤的燃烧、垃圾焚烧、工业燃料的不完全燃烧等。

PAHs的全自动热脱附(ATD)-GC/MS分析
    GC/MS方法是分析细微颗粒物中PAHs的常用方法之一,主要可测量碳原子数在24以下的PAHs。目前,其科研、日常监测中采用的方法大多是依据或参考EPA429、TO-13A等方法进行分析,但这一类方法通常比较耗时、且需使用二氯甲烷、乙醚等有害、危险试剂对样品进行萃取,测量结果也易受溶剂、试剂、器皿等其材的干扰;另外因PAHs本身的化学性质,也易受臭氧、NO2,紫外线等外界因素的降解,从而影响测量结果的准确性。

    PerkinElmer为解决常规的GC/MS方法分析PAHs过程中所遇到的上述挑战,开发了专门针对细微颗粒中PAHs的全自动热脱附-GC/MS分析解决方案,对传统分析方法进行了明显的改进。

方案特点
• 一次运行,全部分析EPA提出的“优先污染物”中的16种PAHs
• 可对所有的ng级的PAH化合物进行定量检出
• 无需对样品进行溶剂萃取,明显减少样品制备时间
• 完全自动控制的热脱附分析方法,操作更方便
• 无需使用任何有害、危险性试剂
• 无需担心试剂及其它器材对测量结果的影响
• 测量过程中无需担心臭氧、NO2、紫外线等对目标组分进行降解
• 解决了一般PAHs热脱附分析过程中峰拖尾问题

仪器:PerkinElmer Clarus®SQ8GC/MS
配件:PerkinElmer TurboMatrixTM热脱附仪
 
注:从填充有TenaxTA的ATD管中脱附的5ngPAH标样的提取离子色谱图
1.萘;2.苊烯;3.苊;4.芴;5.菲;6.蒽;7.荧蒽;8.芘;9.苯并[a]蒽;
10.屈;11.苯并[b]荧蒽;12.苯并[k]荧蒽;13.苯并[a]芘;14.茚并[1,2,3-cd]芘;15.二苯并(a,h)蒽;16.苯并[g,h,i]苝
 
PAHs的超高效液相色谱(UHPLC)分析
    HPLC方法也广泛用于PAHs的分离和分析,已成为监测PAHs最重要、最为有效的方法之一。其常用紫外、荧光等检测器进行检测。与GC、GC/MS方法比较,HPLC法不受PAHs挥发和热稳定性的限制,可用于分析包括GC不能分析的高沸点PAHs,分析范围更宽。

    但传统的LC分析方法通常耗时较长,消耗溶剂及产生的有害废液也较多,比如HPLC分析19种PAHs一般需20min,同时需消耗25mL左右的乙腈。然而通过PerkinElmer开发的超高液相色谱(UHPLC)结合2μm填料颗粒的色谱柱分析这19种PAHs,分析时间仅需约4min,且可降低约90%的流动相溶剂(乙腈)的消耗。
1.萘;2.苊烯;3.1-甲基萘;4.2-甲基萘;5.苊;6.芴;7.菲;8.蒽;9.荧蒽;10.芘;11.苯并(a)蒽;12.屈(1,2-苯并菲);13.苯并(j)荧蒽;14.苯并(b)荧蒽;15.苯并(k)荧蒽;16.苯并(a)芘;17.二苯并(a,h)蒽;18.苯并(ghi)苝;19.茚并(1,2,3-cd)芘
 
【仪器配置】:FlexarFX15UHPLC
 
PM2.5等颗粒物中重金属元素ICP-OES快速分析解决方案
    调查显示,铅、铁、锌、钙、镁、钛、镉、锌、锰、砷、铬、铜、镍、硒、铍、钒或钴等有害金属或类金属元素也常能在PM2.5等细颗粒物中被检出。而这些元素会与大气中其它物质结合成PM2.5等颗粒物,并被人体吸入,从而影响人体的呼吸系统、新血管系统、神经系统及生殖系统的正常生理机能。如铅,其会严重影响儿童的智力发育,对老年人造成痴呆、脑死亡等,而铅若进入孕妇体内则会影响胎儿发育,造成畸形等。这些元素主要来源于土壤、岩石风化的尘埃、建筑尘和海盐粒等;钢铁厂等工业燃煤烟尘、冶金尘及其它工业生产过程和汽车尾气等。

    PerkinElmer作为原子光谱领域无可争议的领导者可提供PM2.5颗粒物元素电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)快速分析解决方案。从1993年推出全球第一套全谱直读螺旋线圈式ICP-OES以来至2011年新一代的革命性的诱导平板ICP-OES,PerkinElmer ICP-OES检测方案已久经国内外权威机构的验证使用。如,国内正在起草制定的空气和废气颗粒物中金属元素的ICP-OES/ICP-MS测定的相关标准研究机构即为PerkinElmer的金属元素分析解决方案的仪器使用用户。

方案特点
• 测量元素>70种之多,且可进行多元素的同时检测,符合EPAIO-3.4等国外空气颗粒物检测方法的要求
• 采用轴向观测及高信噪比的检测器,元素检出限可达亚ppb浓度水平
• 采用轴向和径向双向观测技术,线性范围从亚ppb至百分含量浓度水平,可减少样品制备时间
• 诱导平板等离子体技术的使用可节省氩气约50%
• 分辨率优于0.007nm,可最大限度地消除ICP-OES测量复杂基体样品谱线间的干扰问题,确保结果更准确
• 专利的UDA功能,可选择性地储存所有谱线,测量之后可任意调用,不管您在方法中是否设置相关元素或谱线,有利于获取更准确的结果或方便对更多的元素进行含量研究

OptimaTM8X00系列ICP-OES
 
自动采样器(选配):实现全自动样品测量,通量可达200个样品/小时


PM2.5颗粒物来源红外分析解决方案
    进行PM2.5颗粒物对大气环境污染评估时,不仅要考察其对本地污染状况,而且也需要分析来自其它地区或其它国家的越境污染的影响。不仅要静态追踪PM2.5行业污染源头,而且要可能地动态追踪其迁移变化途径。

实例:PerkinElmer(日本)与客户合作开展的利用FT-IR成像设备对大气中PM2.5颗粒物污染状况的评估。
配置:PerkinElmerFT-IR及SpotlightTM400红外成像仪
 
上图:在富士山顶可采集的颗粒物中,对来自太平洋方向的小笠原气团与大陆气团这2种气团进行了评估。下图中显示的是一例颗粒物IR成像结果,分别是小笠原气团到达的7月20日所捕集的颗粒物和大陆气团到达的8月23日2.5µm级所捕集的成像结果。根据可视图像,发现捕集的颗粒物相似,对官能团分布(成分分布)成像,表明来自小笠原气团的气溶胶中有机物较少而硫酸盐明显。另一方面大陆气团中不仅检测出硫酸盐还检测出有机物和氧化硅。
来源:珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司
联系电话:021-60645625
E-mail:lu.li@perkinelmer.com

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