[發明專利]示蹤醛酮污染物的碳同位素方法

在審

• 申請號: 201511027563.0
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105675740A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 郭送軍;陳梅;何曉朗
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術領域

本發明屬于大氣環境中醛酮污染物檢測分析領域，尤其涉及一種示蹤醛酮污染物的 碳同位素方法。

背景技術

目前，國際上普遍采用美國EPATO-11A方法檢測大氣中醛酮污染物的濃度，并采用 濃度比值和相關性分析等方法，即甲醛/乙醛或乙醛/丙酮等來判定大氣中甲醛、乙醛和丙 酮等醛酮污染物的不同來源。但是，這種分析方法對來源的解釋是間接的，同時由于比值 變化范圍很大且不穩定，得出的結論比較模糊。如今大氣復合污染事件頻發使得大氣醛酮 污染物受到廣泛關注，迫切需要解決大氣醛酮污染物等揮發性有機物來源判斷這一難題。 隨著氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜(GC-C-IRMS)分析技術的迅速發展，為運用碳同位 素比值示蹤大氣醛酮污染物來源奠定了基礎。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種準確可靠的示蹤醛酮污染物的碳同位素方法，便 于直接判斷其污染來源，為大氣有機環境污染研究工作提供科學依據。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：示蹤醛酮污染物的碳同位素方法， 先通過涂布NaHSO₃的硅膠采樣管采集空氣中醛酮污染物樣品，然后采用半胱胺衍生化反應 醛酮污染物，再利用氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜(GC-C-IRMS)來測定半胱胺和醛酮- 半胱胺衍生物的δ¹³C值，最后根據同位素效應理論計算得到大氣中醛酮污染物的δ¹³C值。

上述示蹤醛酮污染物的碳同位素方法，包括以下步驟：

(1)配制醛酮及醛酮-半胱胺衍生物標準樣品

取1mL醛酮溶液加入到5mL樣品瓶中至少平衡1h后，用可裝色譜進樣墊的帶孔擰蓋 密封好；將等物質的量的醛酮與半胱胺鹽酸鹽在pH為8～9的水溶液中反應24h后，用CHCl₃萃取，萃取液用無水Na₂SO₄干燥后過濾，濾液在常溫下旋轉蒸發濃縮至完全后即可；

(2)模擬反應或大氣環境采樣

模擬反應：以高純N₂沖洗Teflon反應袋后，用采樣泵抽空反應袋；將揮發后的醛酮 氣體樣品注入反應袋后，用涂布NaHSO₃的Sep-Pak硅膠采樣管與采樣泵連接進行采集，流 量2L/min；

大氣環境采樣：將采樣泵與涂布NaHSO₃的Sep-Pak硅膠采樣管相連進行大氣樣品采集；

(3)樣品的處理

模擬反應后，采樣管樣品以2mLpH為2的HCl溶液洗脫于5mL刻度試管，60℃水浴 加熱20min后加入20μL150μg/μL半胱胺溶液，用200μg/μLNaOH溶液調節pH值8～9； 在常溫反應24h后用2mL的CHCl₃萃取3次，萃取液用無水Na₂SO₄干燥后過濾，濾液在常 溫下以高純N₂濃縮至200μL后密封待分析；

(4)測定半胱胺鹽酸鹽、醛酮及其衍生物的δ¹³C值

半胱胺鹽酸鹽δ¹³C值采用DELTA^plusXL同位素比值質譜儀(EA-IRMS)測定；

醛酮及醛酮-半胱胺衍生物δ¹³C值的測定采用氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜 (GC-C-IRMS)；

(5)計算醛酮理論值

通過比較由GC-C-IRMS測定出來的衍生物δ¹³C值和計算出來的理論值，來判斷反應過 程中是否發生了同位素分餾。

步驟(5)中的理論值按以下方程計算得出：

δ¹³C_醛酮＝δ¹³C_{醛酮-NaHSO3}(1)

δ¹³C_{醛酮-半胱胺衍生物}＝f_醛酮δ¹³C_醛酮+f_半胱胺δ¹³C_半胱胺(2)