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大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法
【专利摘要】一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品预处理步骤；校准步骤以及测定步骤。本发明的测量方法对样品采集前进行的处理，力求尽可能降低杂质、尘埃颗粒、环境温度、水分对实验的影响。样品预处理采取超声波清洗器对样品的处理，设定了最优的超声波频率、水浴温度和超声提取时间。本发明的测量方法通过测定二硫蓝活性物质的吸光度，以十四烷基二甲基苄基氯化铵的校准曲线上查得的浓度作为大气中阳离子表面有机活性物质的表观浓度，经过换算可获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度。
【专利说明】大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大气环境指标的测量方法，尤其是一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法。
【背景技术】
[0002]在大气环境总悬浮颗粒物中，空气动力学直径小于2.5 μ m的颗粒物即为PM2.5，通常被称为大气细粒子。当前，大气细粒子pm2.5已成为国际上大气污染研究领域的热点和前沿。大气细粒子PM2.5是大气气溶胶的一个组成部分，由于其粒径小，比表面积大,可以为有毒物质提供载体，所以它对环境和人体健康都有很大的影响。
[0003]在大气中，表面有机活性物质覆盖于大气气溶胶中的颗粒物的表面,也就是在大气气溶胶中的诸如大气细粒子PM2.5的表面覆盖有表面有机活性物质，这些表面有机活性物质能影响颗粒物的光散射性，改变颗粒物的聚集性，有利于云滴的成核作用，还能促进颗粒物与人体肺部组织的相互作用。表面有机活性物质的存在能够引起大量疏水性有毒物质的富集，比如雾水中农药的富集。
[0004]近来的研究表明，大气气溶胶中的颗粒物表面的有机活性物质的表面化学特性对于细胞作用和健康效应的作用要超过颗粒物核心。气溶胶表面的非均相反应过作为源或汇能改变化学物质循环。它也能增加气溶胶颗粒物的溶解度，也可能使有毒物质增加。表面有机活性物质能降低或改变泪膜的表面张力，使得眼睛有干燥的感觉。被表面有机活性剂污染的可吸入颗粒物能导致呼吸系统黏液膜不稳定，导致过敏和哮喘。
[0005]表面有机活性物质是具有两亲性(亲水性和亲油性)的分子结构，根据其极性头特性，可以将其分为阴离子表面有机活性物质和阳离子表面有机活性物质。大气中气溶胶细粒子中阴离子与阳离子表面有机活性物质的浓度并不相同，为了确定是哪种表面有机活性物质对细粒子造成的影响大，必然需要分开测定其浓度。
[0006]虽然国际上已经针对大气气溶胶细粒子(PM2.5)表面有机活性物质的特征及其环境影响开展了大量的研究，但是针对大气中阴、阳离子表面有机活性物质的浓度测定并没有统一的具体方法。由于我国大气环境具有高颗粒物浓度与高氧化性的特征，为系统地开展关于我国大气气溶胶细粒子表面有机活性物质特征的研究工作，有必要首先确定适用于我国的大气中表面有机活性物质的分析方法。

【发明内容】

[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，以减少或避免前面所提到的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出了一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，其中，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品分析前处理步骤；校准步骤以及测定步骤。
[0009]通过所述样品预处理获得PM2.5样品提取液；[0010]所述测定步骤为:
[0011]取PM2.5样品提取液50mL加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL ；
[0012]继续加入0.1mL 二硫蓝溶液(2.58g/L)，摇匀后再移入5mL氯仿，振摇Imin充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM2.5样品提取液的吸光度。
[0013]本发明的第二方面的测量方法中，所述测量方法进一步包括如下步骤:
[0014]取50mL超纯水加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL ；
[0015]继续加入0.1mL 二硫蓝溶液,摇勻后再移入5mL氯仿,振摇Imin充分混合,注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定空白试验的吸光度。
[0016]本发明的第三方面的测量方法中，所述校准步骤为:
[0017]取一组IOOmL容量瓶 11 个，分别移入0、0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,1.8,2.1,2.4,2.7、
3.0yL十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液，加水至标线，摇匀，作为校准溶液，采用本发明第一方面中同样的步骤，仅以所述校准溶液代替提取液做校准试验，测定校准试验的吸光度。
[0018]本发明的第四方面的测量方法中，进一步包括如下步骤:
[0019]以测得的校准试验的吸光度扣除本发明第二方面测得的空白实验的吸光度后，绘制吸光度与十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为参照数值的校准曲线；
[0020]根据本发明第一方面中测定的样品提取液的吸光度，在所述校准曲线上查得的对应吸光度下的十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为表观数值，通过该表观数值换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度值。
[0021]本发明的第五方面的测量方法中，所述样品采集前处理步骤为:
[0022]将铝箔纸包好的石英采样滤膜放入马弗炉，在高温400°C下灼烧4h ；
[0023]将灼烧后的石英采样滤膜在铝箔纸包装不拆封的情况下，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15?30°C范围内，相对湿度控制在45?55%范围内；
[0024]用精确度为0.0lmg的分析天平称量平衡后石英采样滤膜的质量；
[0025]称重后，用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于自封袋中，放入干燥器；
[0026]采样:从干燥器中取出密封的采样膜，打开铝箔纸，将采样膜放在PM2.5采样仪的膜托上，固定好采样仪的切割器后，打开电源进行采样，采集时长11.5h ；
[0027]采样完成后，继续用铝箔纸密封，放入铝箔袋，并用自封袋密封，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15?30°C范围内，相对湿度控制在45?55%范围内；
[0028]用精确度为0.0lmg的分析天平称量采样后石英采样滤膜的质量；
[0029]称重后，继续用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于铝箔袋中，再次用自封袋密封，放置冰箱-20°C冷冻保存至分析。
[0030]本发明的第六方面的测量方法中，所述样品预处理步骤为:
[0031]从冰箱中取出冷冻保存的采样膜，取1/2采样膜，分割裁剪成Icm2的小片，放入PET瓶中，加入约50mL超纯水，使之完全浸没所述采样膜小片；
[0032]使用超声波清洗器对浸泡有所述采样膜小片的PET瓶采用超声波提取PM2.5样品，其中超声波提取频率设为40Hz，起始水浴温度设为30°C，超声提取时间设为35min，从而获得所述PM2.5样品溶液；
[0033]用0.45 μ m孔径的聚碳酸酯膜真空抽滤所述PM2.5样品溶液，得到的滤液转移至IOOmL容量瓶中，并用超纯水定容至标线，得到PM2.5样品提取液IOOmL ；
[0034]将所述PM2.5样品提取液IOOmL注入125mL聚丙烯试剂瓶内，4°C下冷藏保存至分析。
[0035]本发明的第七方面的测量方法中，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以(A)单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C1表示为:
[0036]
【权利要求】
1.一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品预处理步骤；校准步骤以及测定步骤； 其中，通过所述样品预处理获得PM2.5样品提取液； 所述测定步骤为: 取PM2.5样品提取液50mL加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL ； 继续加入0.1mL 二硫蓝溶液(2.58g/L),摇匀后再移入5mL氯仿,振摇Imin充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM2.5样品提取液的吸光度。
2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测定步骤进一步包括空白试验的吸光度的测定，其包括如下步骤: 取50mL超纯水加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL ； 继续加入0.1mL 二硫蓝溶液,摇匀后再移入5mL氯仿,振摇Imin充分混合,注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定空白试验的吸光度。
3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述校准步骤为:
取一组 IOOmL 容量瓶 11 个，分别移入 0,0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,1.8,2.1,2.4,2.7、3.0 μ L十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液，加水至标线，摇匀，作为校准溶液，采用权利要求I中同样的步骤，仅以所`述校准溶液代替提取液做校准试验，测定校准试验的吸光度。
4.如权利要求3所述的测量方法，其特征在于，进一步包括如下步骤: 以测得的校准试验的吸光度扣除权利要求2中测得的空白实验的吸光度后，绘制吸光度与十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为参照数值的校准曲线； 根据权利要求1中测定的样品提取液的吸光度，在所述校准曲线上查得的对应吸光度下的十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为表观数值，通过该表观数值换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度值。
5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述样品采集前处理步骤为: 将铝箔纸包好的石英采样滤膜放入马弗炉，在高温400°C下灼烧4h ； 将灼烧后的石英采样滤膜在铝箔纸包装不拆封的情况下，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15~30°C范围内，相对湿度控制在45~55%范围内； 用精确度为0.01mg的分析天平称量平衡后石英采样滤膜的质量； 称重后，用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于自封袋中，放入干燥器； 采样:从干燥器中取出密封的采样膜，打开铝箔纸，将采样膜放在PM2.5采样仪的膜托上，固定好采样仪的切割器后，打开电源进行采样，采集时长11.5h ； 采样完成后，继续用铝箔纸密封，放入铝箔袋，并用自封袋密封，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15~30°C范围内，相对湿度控制在45~55%范围内； 用精确度为0.01mg的分析天平称量采样后石英采样滤膜的质量； 称重后，继续用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于铝箔袋中，再次用自封袋密封，放置冰箱-20°C冷冻保存至分析。
6.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述样品预处理步骤为: 从冰箱中取出冷冻保存的采样膜，取1/2采样膜，分割裁剪成Icm2的小片，放入PET瓶中，加入约50mL超纯水，使之完全浸没所述采样膜小片； 使用超声波清洗器对浸泡有所述采样膜小片的PET瓶采用超声波提取PM2.5样品，其中超声波提取频率设为40Hz，起始水浴温度设为30°C，超声提取时间设为35min，从而获得所述PM2.5样品溶液； 用0.45 μ m孔径的聚碳酸酯膜真空抽滤所述PM2.5样品溶液，得到的滤液转移至IOOmL容量瓶中，并用超纯水定容至标线，得到PM2.5样品提取液IOOmL ； 将所述PM2.5样品提取液IOOmL注入125mL聚丙烯试剂瓶内，4°C下冷藏保存至分析。
7.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以(A)单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C1表示为:
8.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以(B)单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的质量C2表示为:



9.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以(C)单位质量PM2 5中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C3表示为:
10.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以(D)单位质量PM2 5中阳离子表面有机活性物质的质量C4表示为:


【文档编号】G01N21/31GK103776783SQ201410058285
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】李红, 于彦婷, 白英臣, 岳欣, 薛志钢, 王学中, 段鹏丽, 许伶红, 赵妤希, 王贝贝 申请人:中国环境科学研究院