一种室内半挥发性有机污染物的定量方法

本发明属于半挥发性有机污染物空气监测，涉及一种室内半挥发性有机污染物的定量方法。

背景技术：

1、半挥发性有机污染物(svocs)对人体健康有不利影响，明确svocs的室内赋存和浓度对其风险防控至关重要。相较于常规的主动空气采样，被动空气采样是一种无噪音、成本低且能提供时间加权平均浓度的方法，在室内有良好的应用前景。

2、被动空气采样技术基于分子扩散原理，利用目标物在空气和吸附剂间的浓度差为动力完成富集。对于动力学被动空气采样器，化合物的采样量与采样时间成正比，二者线性曲线的斜率为采样速率(sr)。借助sr可以将采样量转化为空气浓度，从而实现空气污染物的定量。

3、目前svocs的被动采样技术常使用聚氨酯被动采样器，然而它的不锈钢外壳(直径：顶部30cm，底部24cm)体积较大，不便于在室内部署。此外，由于化合物的校准数据有限，许多研究使用一个通用的sr计算不同化合物的空气浓度，这增加了定量的不确定性。

4、聚二甲基硅氧烷(pdms)泡沫(直径：2cm，厚度：1cm)体积小巧，且被证实具有优越的svocs采样能力。然而，尚未见到与pdms泡沫相关的校准数据。目前缺乏一种能够准确定量室内空气污染物的方法。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种室内空气中svocs的定量方法，涉及样品采集、前处理、仪器分析以及数据处理的全套工作流程。针对现有定量方法被动采样器体积大、sr数据缺失的问题，本方法通过改良被动空气采样器、构建采样速率预测模型，实现对室内空气中svocs的定量。

2、本发明的技术方案：

3、一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，包括如下步骤：

4、(1)空气样品采集：

5、将被动空气采样器置于采样点，打开用于密封的玻璃保护罩，将固定有吸附剂的木塞垂直放置于室内平面，采样δt天后将玻璃保护罩与木塞闭合。

6、采样时间δt优选14天。

7、(2)空气样品前处理：

8、将吸附剂从采样器中取出，置于快速溶剂萃取仪的萃取池中，加入替代物溶液进行萃取；萃取液在氮气吹扫下浓缩，加入内标溶液后定容；

9、萃取条件为：采用体积比为1:1的正己烷和乙酸乙酯混合液作为萃取溶剂，将萃取池加热至100～120℃萃取1～3个循环；

10、替代物为目标物的同位素标记物，内标为六甲基苯和二嗪磷-d10，二者的加标量相同，控制样品中替代物和目标物的最终浓度处于标准曲线的中浓度范围，即为100～300μg·l-1。

11、(3)gc-ms仪器分析：

12、采用内标法定量；通过gc-ms仪器对样品中测定组分和内标的色谱峰面积积分，根据标准曲线计算测定组分的定量结果(m)。

13、所述gc-ms仪器分析条件为：采用hp-5ms气相色谱柱，参数为30m(长度)×0.25mm(内径)×0.25μm(膜厚)；gc程序升温条件，60℃保持1min，以5℃·min-1升至300℃，保持2min；传输线温度为290℃，质谱离子源为ei源，sim采集模式，离子源温度为250℃，接口温度为290℃，溶剂延迟时间为5min。

14、(4)采样速率预测：

15、将测定组分分子质量和正辛醇/空气分配系数输入采样速率预测模型，计算得到该组分的采样速率。

16、采样速率预测模型为：logsr＝1.25+0.125logkoa–1.240logmw(r2＝0.480,p＝0.027)；其中，sr为测定组分的采样速率，mw为测定组分的分子质量，koa为测定组分的正辛醇/空气分配系数(在25℃时)，r2为回归系数，p为显著性水平。

17、(5)空气浓度计算：

18、由测定组分的定量结果(m)、采样速率(sr)及采样时间(δt)，计算测定组分的空气浓度(cair)。

19、所述测定组分空气浓度的计算公式为：cair＝m/(sr·δt)。

20、所述的被动空气采样器，由玻璃保护罩、不锈钢钢针、吸附剂及密封木塞构成；密封木塞作为底座，不锈钢钢针竖直插在密封木塞上，吸附剂固定在不锈钢钢针上，玻璃保护罩盖在密封木塞上，二者直接密封，将不锈钢钢针和吸附剂密封在玻璃保护罩内。

21、所述的吸附剂为聚二甲基硅氧烷(pdms)泡沫，直径2cm，厚度1cm，且每个被动空气采样器内设有3块pdms泡沫。

22、所述的吸附剂制备方法如下：将聚二甲基硅氧烷弹性体和固化剂(道康宁dc184)按体积比为10：1的比例混合，获得弹性体混合物；再按1:6的质量比将弹性体混合物与氯化钠混合，氯化钠颗粒的粒径介于0.3～0.5mm；然后将弹性体混合物与氯化钠的混合物倒入硅胶模具中压实，并在60～80℃的干燥箱中固化1～2h；随后将pdms泡沫脱模，用30～50℃的水冲洗以溶解其中夹带的盐，干燥后制得柔性多孔的pdms泡沫吸附材料。

23、为了去除吸附剂中潜在的干扰组分和污染物，需对pdms泡沫做进一步处理：将pdms泡沫放入管式炉，在氮气气氛中加热至200～250℃保持1～2h；然后使用快速溶剂萃取仪对pdms泡沫清洗，体积比为1:1正己烷和乙酸乙酯的混合液作为提取溶剂，加热至100～120℃萃取1～3个循环；之后将pdms泡沫放入真空烘箱，在55～75℃和10-4～10-2pa的条件下干燥4～6h。采样前将吸附材料与采样器的其他部件进行组装。

24、本发明的有益效果：

25、本发明提供了一种被动空气采样器，所述的采样器对svocs具有良好吸附效果，与其他采样器相比，体积小巧，成本低廉(约5元)，操作简便，适用于在室内广泛部署。

26、本发明提供了一种svocs的sr预测方法，所述的方法克服了化合物校准数据缺失的问题，能够预测每种svocs采样速率，从而提高空气浓度量化的准确性。

技术特征：

1.一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，所述的吸附剂为聚二甲基硅氧烷泡沫，直径2cm，厚度1cm，且每个被动空气采样器内设有3块聚二甲基硅氧烷泡沫。

3.根据权利要求2所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，所述的吸附剂制备方法如下：将聚二甲基硅氧烷弹性体和固化剂(道康宁dc184)按体积比为10：1的比例混合，获得弹性体混合物；再按1:6的质量比将弹性体混合物与氯化钠混合，氯化钠颗粒的粒径介于0.3～0.5mm；然后将弹性体混合物与氯化钠的混合物倒入硅胶模具中压实，并在60～80℃的干燥箱中固化1～2h；随后将聚二甲基硅氧烷泡沫脱模，用30～50℃的水冲洗以溶解其中夹带的盐，干燥后制得柔性多孔的聚二甲基硅氧烷泡沫吸附材料。

4.根据权利要求3所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，为去除吸附剂中潜在的干扰组分和污染物，需对聚二甲基硅氧烷泡沫做进一步处理：将聚二甲基硅氧烷泡沫放入管式炉，在氮气气氛中加热至200～250℃保持1～2h；然后使用快速溶剂萃取仪对聚二甲基硅氧烷泡沫清洗，体积比为1:1正己烷和乙酸乙酯的混合液作为提取溶剂，加热至100～120℃萃取1～3个循环；之后将聚二甲基硅氧烷泡沫放入真空烘箱，在55～75℃和10-4～10-2pa的条件下干燥4～6h；采样前将吸附材料与采样器的其他部件组装。

5.根据权利要求1所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，步骤(1)中，采样时间δt为14天。

6.根据权利要求1所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，步骤(2)中，所述样品萃取条件为：采用体积比为1:1的正己烷和乙酸乙酯混合液作为萃取溶剂，将萃取池加热至100～120℃萃取1～3个循环；替代物为目标物的同位素标记物，内标为六甲基苯和二嗪磷-d10，二者的加标量相同，控制样品中内标、替代物和目标物的最终浓度处于标准曲线的中浓度范围，即为100～300μg·l-1。

7.根据权利要求1所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，步骤(3)中，所述gc-ms仪器分析条件为：采用hp-5ms气相色谱柱，参数为长度30m×内径0.25mm×膜厚0.25μm；gc程序升温条件，60℃保持1min，以5℃·min-1升至300℃，保持2min；传输线温度为290℃，质谱离子源为ei源，sim采集模式，离子源温度为250℃，接口温度为290℃，溶剂延迟时间为5min。

8.根据权利要求1所述的一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，其特征在于，步骤(5)中，所述测定组分的空气浓度的计算公式为：cair＝m/(sr·δt)。

技术总结本发明属于半挥发性有机污染物空气监测技术领域，涉及一种室内半挥发性有机污染物的定量方法，包括样品采集、前处理、仪器分析以及数据处理的全套工作流程。本发明提供一种体积小巧、操作简便的被动空气采样器，提高了被动采样器现场采样的适用性；提供一种采样速率的预测方法，能够预测每种化合物的采样速率，从而提高空气浓度定量的准确性。本发明很好的解决了现有方法采样适用性差、由于缺乏校准数据而难以准确定量的问题。技术研发人员：解怀君,刘锦花,陈景文受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18