有机化合物的测定
颗粒物中的有机组分很复杂，但受到普遍重视的是多环芳烃，如蒽、菲、芘等，其中不少物质具有致癌作用。例如，3，4-苯并芘（简称苯并（a）芘或BaP）就是环境中普遍存在的一种强致癌物质，为目前颗粒物中主要测定的有机化合物，在此仅介绍这种物质的测定。
BaP主要来自含碳燃料及有机物热解过程。煤炭、石油等在无氧加热裂解过程中，产生的烷烃、烯烃等经过脱氢、聚合，可产生一定数量的苯并（a）芘，并吸附在烟气飘尘上散布于大气中；香烟烟雾中也含3，4-苯并芘。
表3－12 火焰原子吸收分光光度计工作条件
测定苯并（a）芘的主要方法有荧光分光光度法、高压液相色谱法、紫外分光光度法等。在测定之前，需要先进行提取和分离。
1.多环芳烃的提取方法
颗粒物中的多环芳烃常用索氏提取器提取，其提取原理将在第六章介绍。提取苯并（a）芘选用环己烷为提取剂，将提取器置于98±1℃的水浴埚中连续回流提取8h。根据提取液颜色深浅，取全部或将其定容后取适量于K-D浓缩器中，在70—75℃的水浴上减压浓缩至近干。浓缩管用苯洗两次，每次3—4滴，继续浓缩至0.05mL，供下一步进行纸层析分离。
还可以用真空充氮升华法提取多环芳烃，其装置示于图3－53（图略）。将采尘滤膜放在烧瓶内，连接好各部件，把系统内抽成真空后充入氮气，并反复几次，以除去残留氧。用包着冰的纱布冷却升华管，然后开启电炉加热至300℃，保持0.5h，则多环芳烃升华并在升华管中冷凝，待冷却后，用注射器喷入溶剂，洗出升华物，供下步分离。
2.多环芳烃的分离
多环芳烃提取液中包括它们的各种同系物，欲测定某一组分或各组分，必须进行分离，常用的分离方法有纸层析法、薄层层析法等。
（1）纸层析法：该方法是选用适当的溶剂，在层析滤纸上对各组分进行分离。例如，分离苯并（a）芘时，先将苯、乙酸酐和浓硫酸按一定比例配成混合溶液，用其浸渍滤纸条后，将纸条用水漂洗、晾干，再用无水乙醇浸渍，晾干、压平，制成乙酰化滤纸。将提取浓缩后的样品溶液点在离滤纸下沿3cm处，用冷风吹干，挂在层析缸中，沿插至缸底的玻璃棒加入甲醇、乙醚和蒸馏水（体积比为4：4：1）配制的展开剂，至滤纸下沿浸入1cm为止。加盖密封层析缸，放于暗室中进行层析。在此，乙酰化试剂为固定相，展开剂为流动相，试样中的各组分经在两相中进行反复多次分配，按其分配系数大小依次被分开，在滤纸条的不同高度处留下不同组分的斑点。取出滤纸条、晾干，将各斑点剪下，分别用适当溶剂溶解各组分，即得到样品溶液。
（2）薄层层析法：薄层层析法又称薄板层析法。它是将吸附剂如硅胶、氧化铝等均匀地铺在玻璃板上。用毛细管将样品溶液点在距下沿一定距离处，然后将其以10°-20°的倾斜角放入层析缸中，使点样的一端浸入展开剂中（样点不能浸入），加盖后进行层析。在此，吸附剂是固定相，展开剂是流动相，样点上的各组分经溶解、吸附、再溶解、再吸附多次循环，在层析板不同位置处留下不同组分的斑点。取出层析板，晾干，用小刀刮下各组分斑点，分别用溶剂加热洗脱，即得到各组分的样品溶液。区分同一层析滤纸或层析板上不同斑点所分离的组分有两种比较简单的方法，一是若斑点有颜色或在特定光线照射下显颜色，可根据不同组分的特有颜色辨认；另一种方法是在点样的同时，将被测物质的标准溶液点在与样点相隔一定距离的同一水平线上，则与标样平行移动的斑点就是被测组分的斑点。这种方法不仅能辨认试样中的被测组分，还能对其进行定量测定。
3.苯并（a）芘的测定
（1）乙酰化滤纸层析-荧光分光光度法：将采集在玻璃纤维滤膜上的颗粒物中苯并（a）芘及有机溶剂可溶物质在索氏提取器中用环己烷提取，再经浓缩，点于乙酰化滤纸上进行层析分离，所得苯并（a）芘斑点用丙酮洗脱，以荧光分光光度法测定。当采气体积为40m3时，该方法*低检出浓度为0.002μg/100m3。
多环芳烃是具有π—π电子共轭体系的分子，当受适宜波长的紫外光照射时，便吸收紫外光而被激发，瞬间又放出能量，发射比入射光波长稍长的荧光。以383nm波长的光激发苯并（a）芘，测定其在402、405、408nm波长处发射荧光强度（F4402、F405、F408），用以下两式分别计算标准和样品的相对荧光强度（F）及大气颗粒物中BaP的含量。
式中：F2——样品斑点洗脱液相对荧光强度；
F0——空白点洗脱液相对荧光强度；
F1——标准样斑点洗脱液相对荧光强度；
M——标准样斑点中BaP量（μg）；
R——提取液总量和点样量之比值；
Vn——标准状态下的采样体积（m3）。
（2）高压液相色谱法：高压液相色谱（HPLC）是在气相色谱基础上发展起来的，所用流动相是液体。当流经色谱柱时，受到的阻力大，需要用高压泵输送，故得此名。这种方法的突出优点是可分离、分析沸点高、热稳定性差、分子量大于400的有机化合物，并具有分离效能好、灵敏度高、测定速度快等特点，是分离、分析芳香烃类化合物的理想方法。
典型高压液相色谱流程示于图3－55（图略）。流动相贮槽中的载液经脱气、在混合槽混合后，用高压泵打入色谱柱。试液从进样口注入载液系统，带入色谱柱进行分离。分离后的各组分依次进入检测器，将质量信号转换成电信号，再经放大送入记录仪记录各组分的色谱峰。
为提高分离效果和分离速度，常以两种或两种以上极性不同的溶剂作流动相，按照一定程序连续地改变溶剂的配比，使其极性强度按一定规律（线性的或阶梯式的）变化。具有这种功能的部件称为梯度洗脱装置。高压液相色谱法常使用的检测器有紫外-可见吸光光度检测器、示差折光检测器、荧光检测器等。
测定颗粒物中BaP的方法是将采集在玻璃纤维滤膜上的颗粒物中的BaP于索氏提取器内用环己烷连续加热提取，提取液应呈淡黄色，若为无色，则需进行浓缩；若呈深黄或棕黄色，表示浓度过高，应用环己烷稀释后再注入高压液相色谱仪测定。色谱柱将试液中的BaP与其他有机组分分离后，进入荧光检测器测定。荧光检测器使用激发光波长340nm（或363nm），发射光波长452nm（或435nm）。根据样品溶液中BaP峰面积，BaP标准峰面积及其浓度、标准状态下的采样体积计算大气颗粒物中BaP的含量。当采气体积40m3，提取浓缩液为0.5mL时，方法*低检出浓度可达2.5×10-5μg/m3。
