[发明专利]一种同时采集和检测大气环境中气相和颗粒相有机胺的分析方法

说明书

本发明属于大气化学分析技术领域，公开了一种同时采集和检测大气环境中气相和颗粒相有机胺的分析方法，该方法先同时采集气相和颗粒相有机胺于蒸馏水中超声萃取，将萃取液中加入无机碱性溶液和苯磺酰氯对样品中的有机胺进行衍生化。衍生化后再次加入无机碱性溶液，冷却后加入盐酸溶液调至酸性溶液，随后使用二氯甲烷萃取酸性溶液并分离出有机相，然后在氮气氛围下吹干，制得衍生化有机胺；将含有六甲基苯的正己烷溶液加入衍生化有机胺中，制得有机胺衍生化溶液；将该溶液定容后通过气相色谱质谱联用仪对衍生化有机胺样品溶液进行定性定量分析。本发明操作简单、成本低，可同时实现大气环境中气相和颗粒相有机胺类物质采集和检测。

技术领域

本发明属于大气化学分析技术领域，更具体地，涉及一种同时采集和检测大气环境中气相和颗粒相有机胺的分析方法。

背景技术

有机胺是大气中有机氮的重要组成部分之一，不仅广泛存在于大气气相中，还通过相变和化学反应等过程以颗粒态的形态存在于大气中。有机胺具有很高的危险性和毒性，且通常有难闻的气味。频繁暴露在有机胺环境中，会增加其人类健康风险。它不仅影响人类健康，还在大气物理和化学反应过程中起到重要作用，如新粒子和棕色碳的形成。所以了解大气环境中气相和颗粒相有机胺的污染特征和来源有助于我们进一步了解有机胺的健康风险评估和大气演化过程。

目前，大气有机胺的检测技术大多集中在颗粒相上，能实现设备一体化同时采集技术还比较少。虽然已有利用酸溶液吸收气相有机胺样品的报道，但采集过程复杂，液体吸收设备不易携带。而且没有实现气相和颗粒相有机胺一体化同时采集的方法和设备。

有机胺检测技术包括线上和线下两种。从操作难度和分析成本角度，线下检测技术较于线上技术，具有相关检测设备(如离子色谱、液相色谱和气相色谱)成熟、材料易得、投入成本相对较低等优势。而线下检测技术中，气相色谱较于离子色谱和液相色谱具有灵敏度高、色谱载量高，以及能较好的用于芳香胺和脂肪胺的分离鉴定等特点。虽然已有关于用氯甲酸异丁酯衍生化后通过气相色谱质谱(GC-MS)联用仪对颗粒相中的有机胺进行定性定量分析的报道，但衍生化过程也较为复杂。而使用苯磺酰氯作为衍生化试剂，可能使得该衍生化过程较为简便、快捷，但目前相关衍生化方法仅用于颗粒物样品检测，没有实现能够同时实现检测气相和颗粒相样品。此外，目前对大气中有机胺的观测中，大部分集中在低质量的小分子有机胺(如甲胺、二甲胺和乙胺等)，对于二己胺、叔丁胺、环己胺和二戊胺等碳链较长、分子量较大的有机胺关注度较低。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题。本发明的目的在于提供一种实现大气环境中气相和颗粒相有机胺的同时采集和测定方法。该方法探讨苯璜酰氯的衍生化条件，开发出灵敏、准确地批量同时采集和定量测定大气中气相和颗粒相中更多种有机胺的组分与含量。该方法既有效实现常规检测较多的小分子有机胺的定性定量检测，同时又可以成功实现分子量较大、检测难度高的分子量较大有机胺的定性定量检测，具有一定方法的优越性。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种同时采集和检测大气环境中气相和颗粒相有机胺的分析方法，包括以下步骤：

S1.将用含有无机酸的甲醇溶液浸泡的滤膜在25～60℃干燥，得到酸化的滤膜；将酸化的滤膜与未酸化的滤膜分别固定，依次放入大流量采样器中进行气相和颗粒相样品的同时采集，得到含有气相和颗粒相的样品滤膜；

S2.取样品滤膜剪碎于超纯水中超声萃取，然后在萃取液中加入二甲胺-D6回收率指示物溶液，制得溶液A；再将无机碱性溶液和苯磺酰氯加入溶液A中在室温下搅拌，搅拌后再加入无机碱性溶液在70～85℃水浴加热，得到衍生化有机胺粗品；

S3.将衍生化有机胺粗品放置在冰水中冷却至室温后，将溶液用盐酸溶液调节至pH值为3～8.5，制得溶液B；使用二氯甲烷对溶液B萃取，收集有机相；用Na₂CO₃溶液清洗有机相，并用无水硫酸纳干燥有机相，然后在室温下用氮气吹干，制得衍生化有机胺；