一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法及应用

本发明涉及大气污染物检测，特别是涉及一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法及应用。

背景技术：

1、大气颗粒物中含有众多含氮有机致癌物，x wang等人的文章chemicalcharacteristics of organic aerosols in shanghai:a study by ultrahigh-performance liquid chromatography coupled with orbitrap mass spectrometry中对上海地区的大气颗粒物进行了系统性研究，研究表明，大气颗粒物中含有诸多含氮有机致癌物如有机胺、喹啉等。

2、亚硝胺是一类特殊的有机氮化合物，已被国际癌症研究机构(internationalagency for research on cancer,iarc)归类为人类致癌物并在最近的研究中被强调为日益受到健康关注的环境污染物。尽管“亚硝胺”可以包含一系列n-亚硝基化合物，但有一个特定的组分被称为非特异性亚硝胺(n-亚硝胺)，它们是仲胺前体的n-亚硝基衍生物，可以直接排放到大气中，例如，从烟草烟雾、烹饪或车辆排放中排放；或者，可以通过其前体胺的氧化或亚硝化反应在大气中形成。n-亚硝胺已在食品、化妆品、房屋灰尘、饮用水以及pm2.5样品中被检测到。国际癌症研究机构将亚硝基二甲胺和亚硝基二乙胺列为对人类最具致癌性的物质，而亚硝基甲乙基胺、亚硝基二丙胺、亚硝基正丁胺、亚硝基吗啉、亚硝基哌啶和亚硝基吡咯烷列为可能对人类致癌的物质。人类从饮食和其他环境来源以及身体内的内源性形成接触到亚硝基化合物，与胃癌、食道癌、鼻咽癌、膀胱癌和肺癌的风险增加有关。监测大气颗粒物中人类通过吸入接触的亚硝胺水平，对于保护生态环境和人类健康都非常重要。

3、直径小于2.5μm的颗粒物，称为pm2.5，位于人类可吸入的尺寸范围内，因此被认为是重要的空气质量标准。一般来说，较小的颗粒往往会到达呼吸道的下部，例如发生气体交换的肺泡区域。而较大的颗粒通常被困在上呼吸道中并更快地清除。吸入pm2.5对人类健康有极大的影响，会导致肺病和心脏病的发病以及过早死亡，特别是在哮喘患者、儿童和老年人等敏感人群中。

4、现有技术(cn112763269a)通过离子色谱系仪器分析的方法对大气pm2.5中亚硫酸根和亚硝酸根进行了分析，采用冷凝浓缩等方式测定了无机组分，但是缺乏对有机组分的研究，且其方法无法有效的对亚硝胺类组分进行准确的分析。目前，使用气相色谱法对气溶胶的有机氮化合物进行了一些研究，主要集中在腈类化合物、酰胺类化合物、胺类化合物、硝基化合物。然而，对气溶胶样品中这些物质含量较低，对其进行定性和定量是非常困难的。因此，开发一种能对大气颗粒物中含氮有机物具有高回收率和重现性的提取以及高度特异性和灵敏度的检测方法，已成为当今气体颗粒物中含氮有机物检测分析与应用领域的一个新的迫切需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的气体颗粒物中含氮有机物含量低，定量定性分析困难，而提供一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法。

2、本发明的另一目的，提供一种所述检测方法在大气污染检测或工厂尾气检测中的应用。

3、为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

4、一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法，包括以下步骤：

5、步骤1，制备梯度浓度的标准品溶液，分别对所述梯度浓度的标准品溶液进行气相色谱-氮化学发光检测分析，并绘制标准曲线；

6、步骤2，气体颗粒物收集；

7、步骤3，将步骤2得到的含有气体颗粒物的滤膜样品浸入萃取剂超声处理后收集上清液得到提取物溶液，然后使用保护气体将提取溶液吹扫以浓缩干燥，然后再用萃取剂涡旋、超声或震荡溶解得到供试品溶液，低温储藏；

8、步骤4，所述供试品溶液进行气相色谱-氮化学发光检测器分析，并根据所述标准曲线计算所述供试品溶液中含氮有机物的浓度，即可计算获得所述气体颗粒物中含氮有机物的浓度。

9、在上述技术方案中，所述气相色谱氮化学发光检测器中，色谱条件为：载气为氮气、氧气或氦气，分流模式为不分流，进样口温度280℃，进样量为1μl，柱流速1ml/min，柱温40-50℃保持2-3min，25℃/min升温至200-250℃，保持2-8min，共运行时间为13-17min，检测器温度为250-330℃，氮化学发光检测器(ncd)条件：等离子器的裂解温度为900-1000℃，氧气流量为8-10ml/min，氢气流量为3-4ml/min。

10、在上述技术方案中，所述步骤3中超声处理的时间为20-30分钟，超声处理的温度为25-30℃；

11、涡旋溶解的转速为3000-4000rpm，涡旋溶解的时间为5-10s。

12、在上述技术方案中，所述萃取剂为二氯甲烷、甲醇或乙腈。

13、在上述技术方案中，所述含氮有机物为亚硝胺类有机物、硝基烷烃、硝基芳烃、胺基芳烃、腈类有机物、吲哚类有机物或含氮多环有机物。

14、在上述技术方案中，所述亚硝胺类有机物为n-亚硝基二甲基胺、亚硝基甲基乙基胺、n-亚硝基二乙基胺、n-亚硝基二正丙胺、n-亚硝基二正丁胺、n-亚硝基哌啶、n-亚硝基吡咯烷、n-亚硝基吗啉、n-亚硝基二苯胺中的一种或多种，所述硝基烷烃为1-硝基戊烷，所述胺基芳烃为邻甲苯胺，所述腈类有机物为壬腈，所述含氮多环有机物为喹啉或9-甲基咔唑，所述硝基芳烃为硝基苯，所述吲哚类有机物为3-甲基吲哚。

15、在上述技术方案中，所述气体颗粒物为pm2.5的颗粒物或分级采样得到的颗粒物。

16、在上述技术方案中，所述检测方法对供试品溶液的检出限不高于10ppb，所述检测方法对供试品溶液的定量限不高于30ppb。

17、在上述技术方案中，所述检测方法的回收率大于95％。

18、本发明的另一方面，提供一种所述的检测方法在大气污染检测或工厂尾气检测中的应用。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明提供了一种对大气颗粒物中含氮有机物具有高回收率和重现性的提取以及高度特异性和灵敏度的检测方法，所述检测方法对供试品溶液的检出限不高于10ppb，所述检测方法对供试品溶液的定量限不高于30ppb，所述检测方法的回收率大于95％，均远远优于现有技术。并且本发明的检测方法得到的标准曲线可以长期使用从而减少不同测试时间的标准样的进样时间，从而加快检测效率。

技术特征：

1.一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述气相色谱氮化学发光检测器中，色谱条件为：载气为氮气、氧气或氦气，分流模式为不分流，进样口温度280℃，进样量为1μl，柱流速1ml/min，柱温40-50℃保持2-3min，25℃/min升温至200-250℃，保持2-8min，共运行时间为13-17min，检测器温度为250-330℃，氮化学发光检测器条件：等离子器的裂解温度为900-1000℃，氧气流量为8-10ml/min，氢气流量为3-4ml/min。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤3中超声处理的时间为20-30分钟，超声处理的温度为25-30℃；

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述萃取剂为二氯甲烷、甲醇或乙腈。

5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述含氮有机物为亚硝胺类有机物、硝基烷烃、硝基芳烃、胺基芳烃、腈类有机物、吲哚类有机物或含氮多环有机物。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述亚硝胺类有机物为n-亚硝基二甲基胺、亚硝基甲基乙基胺、n-亚硝基二乙基胺、n-亚硝基二正丙胺、n-亚硝基二正丁胺、n-亚硝基哌啶、n-亚硝基吡咯烷、n-亚硝基吗啉、n-亚硝基二苯胺中的一种或多种，所述硝基烷烃为1-硝基戊烷，所述胺基芳烃为邻甲苯胺，所述腈类有机物为壬腈，所述含氮多环有机物为喹啉或9-甲基咔唑，所述硝基芳烃为硝基苯，所述吲哚类有机物为3-甲基吲哚。

7.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述气体颗粒物为pm2.5的颗粒物或分级采样得到的颗粒物。

8.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法对供试品溶液的检出限不高于10ppb，所述检测方法对供试品溶液的定量限不高于30ppb。

9.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法的回收率大于95％。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的检测方法在大气污染检测或工厂尾气检测中的应用。

技术总结本发明公开了一种气体颗粒物中含氮有机物的检测方法，包括以下步骤：步骤1，建立标准曲线；步骤2，气体颗粒物收集；步骤3，样品预处理；步骤4，所述供试品溶液进行气相色谱‑氮化学发光检测器分析，并根据所述标准曲线计算所述供试品溶液中含氮有机物的浓度，即可计算获得所述气体颗粒物中含氮有机物的浓度。本发明提供了一种对气体颗粒物中含氮有机物具有高回收率和重现性的提取以及高度特异性和灵敏度的检测方法，所述检测方法对供试品溶液的检出限不高于10ppb，所述检测方法对供试品溶液的定量限不高于30ppb，所述检测方法的回收率大于95％，均远远优于现有技术。技术研发人员：马晶莹,戚羽霖,傅平青受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16