CN103776783A - 大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品预处理步骤；校准步骤以及测定步骤。本发明的测量方法对样品采集前进行的处理，力求尽可能降低杂质、尘埃颗粒、环境温度、水分对实验的影响。样品预处理采取超声波清洗器对样品的处理，设定了最优的超声波频率、水浴温度和超声提取时间。本发明的测量方法通过测定二硫蓝活性物质的吸光度，以十四烷基二甲基苄基氯化铵的校准曲线上查得的浓度作为大气中阳离子表面有机活性物质的表观浓度，经过换算可获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度。

Description

大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法

技术领域

本发明涉及一种大气环境指标的测量方法，尤其是一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法。

背景技术

在大气环境总悬浮颗粒物中，空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物即为PM_2.5，通常被称为大气细粒子。当前，大气细粒子PM_2.5已成为国际上大气污染研究领域的热点和前沿。大气细粒子PM_2.5是大气气溶胶的一个组成部分，由于其粒径小，比表面积大，可以为有毒物质提供载体，所以它对环境和人体健康都有很大的影响。

在大气中，表面有机活性物质覆盖于大气气溶胶中的颗粒物的表面，也就是在大气气溶胶中的诸如大气细粒子PM_2.5的表面覆盖有表面有机活性物质，这些表面有机活性物质能影响颗粒物的光散射性，改变颗粒物的聚集性，有利于云滴的成核作用，还能促进颗粒物与人体肺部组织的相互作用。表面有机活性物质的存在能够引起大量疏水性有毒物质的富集，比如雾水中农药的富集。

近来的研究表明，大气气溶胶中的颗粒物表面的有机活性物质的表面化学特性对于细胞作用和健康效应的作用要超过颗粒物核心。气溶胶表面的非均相反应过作为源或汇能改变化学物质循环。它也能增加气溶胶颗粒物的溶解度，也可能使有毒物质增加。表面有机活性物质能降低或改变泪膜的表面张力，使得眼睛有干燥的感觉。被表面有机活性剂污染的可吸入颗粒物能导致呼吸系统黏液膜不稳定，导致过敏和哮喘。

表面有机活性物质是具有两亲性（亲水性和亲油性）的分子结构，根据其极性头特性，可以将其分为阴离子表面有机活性物质和阳离子表面有机活性物质。大气中气溶胶细粒子中阴离子与阳离子表面有机活性物质的浓度并不相同，为了确定是哪种表面有机活性物质对细粒子造成的影响大，必然需要分开测定其浓度。

虽然国际上已经针对大气气溶胶细粒子（PM_2.5）表面有机活性物质的特征及其环境影响开展了大量的研究，但是针对大气中阴、阳离子表面有机活性物质的浓度测定并没有统一的具体方法。由于我国大气环境具有高颗粒物浓度与高氧化性的特征，为系统地开展关于我国大气气溶胶细粒子表面有机活性物质特征的研究工作，有必要首先确定适用于我国的大气中表面有机活性物质的分析方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提出了一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，其中，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品分析前处理步骤；校准步骤以及测定步骤。

通过所述样品预处理获得PM_2.5样品提取液；

所述测定步骤为：

取PM_2.5样品提取液50mL加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL；

继续加入0.1mL二硫蓝溶液（2.58g/L），摇匀后再移入5mL氯仿，振摇1min充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM_2.5样品提取液的吸光度。

本发明的第二方面的测量方法中，所述测量方法进一步包括如下步骤：

取50mL超纯水加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL；

继续加入0.1mL二硫蓝溶液，摇匀后再移入5mL氯仿，振摇1min充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定空白试验的吸光度。

本发明的第三方面的测量方法中，所述校准步骤为：

取一组100mL容量瓶11个，分别移入0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7、3.0μL十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液，加水至标线，摇匀，作为校准溶液，采用本发明第一方面中同样的步骤，仅以所述校准溶液代替提取液做校准试验，测定校准试验的吸光度。

本发明的第四方面的测量方法中，进一步包括如下步骤：

以测得的校准试验的吸光度扣除本发明第二方面测得的空白实验的吸光度后，绘制吸光度与十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为参照数值的校准曲线；

根据本发明第一方面中测定的样品提取液的吸光度，在所述校准曲线上查得的对应吸光度下的十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为表观数值，通过该表观数值换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度值。

本发明的第五方面的测量方法中，所述样品采集前处理步骤为：

将铝箔纸包好的石英采样滤膜放入马弗炉，在高温400℃下灼烧4h；

将灼烧后的石英采样滤膜在铝箔纸包装不拆封的情况下，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内；

用精确度为0.01mg的分析天平称量平衡后石英采样滤膜的质量；

称重后，用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于自封袋中，放入干燥器；

采样：从干燥器中取出密封的采样膜，打开铝箔纸，将采样膜放在PM_2.5采样仪的膜托上，固定好采样仪的切割器后，打开电源进行采样，采集时长11.5h；

采样完成后，继续用铝箔纸密封，放入铝箔袋，并用自封袋密封，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内；

用精确度为0.01mg的分析天平称量采样后石英采样滤膜的质量；

称重后，继续用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于铝箔袋中，再次用自封袋密封，放置冰箱-20℃冷冻保存至分析。

本发明的第六方面的测量方法中，所述样品预处理步骤为：

从冰箱中取出冷冻保存的采样膜，取1/2采样膜，分割裁剪成1cm²的小片，放入PET瓶中，加入约50mL超纯水，使之完全浸没所述采样膜小片；

使用超声波清洗器对浸泡有所述采样膜小片的PET瓶采用超声波提取PM_2.5样品，其中超声波提取频率设为40Hz，起始水浴温度设为30℃，超声提取时间设为35min，从而获得所述PM_2.5样品溶液；

用0.45μm孔径的聚碳酸酯膜真空抽滤所述PM_2.5样品溶液，得到的滤液转移至100mL容量瓶中，并用超纯水定容至标线，得到PM_2.5样品提取液100mL；

将所述PM2.5样品提取液100mL注入125mL聚丙烯试剂瓶内，4℃下冷藏保存至分析。

本发明的第七方面的测量方法中，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（A）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C₁表示为：

$C1=\frac{0.1*c*4*1000}{V}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol/L；

V——所采集空气的总量，m³；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积。

本发明的第八方面的测量方法中，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（B）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的质量C₂表示为：

$C2=\frac{0.1*c*4*368.04}{V}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol；

V——所采集空气的总量，m³；

0.1——PM2.5样品提取液的体积，L；

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。

本发明的第九方面的测量方法中，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（C）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C₃表示为：

$C3=\frac{0.1*c*4}{m}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol；

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L。

本发明的第十方面的测量方法中，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（D）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量C₄表示为：

$C4=\frac{0.1*c*4*368.04}{1000*m}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol；

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L；

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。

本发明采取了严谨的措施对样品采集前进行处理，力求尽可能降低杂质、尘埃颗粒、环境温度、水分对实验的影响。样品分析前采取超声波清洗器对样品进行了预处理，同时为了避免有机成分受到温度的影响而挥发，设定了最优的超声波频率、水浴温度和超声提取时间。本发明的大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，可以通过测定二硫蓝活性物质的吸光度，以十四烷基二甲基苄基氯化铵的校准曲线上查得的对应的十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度作为大气中阳离子表面有机活性物质的表观浓度，从而可以经过换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度。本发明的测量方法提供了一种优化后可供重现的实用技术，是对现有理论的一种细化和改进，使之可真正用于大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面通过本发明的具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法的基本原理是，阴离子显色剂乙基紫与阳离子表面有机活性物质发生缔合反应，生成蓝色的有机缔合物，统称二硫蓝活性物质DBAS。该有机缔合物可被氯仿萃取，其色度与浓度成正比，用分光光度计在波长628nm处测量氯仿层的吸光度，以此获得该有机缔合物的浓度，从而计算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度。

本发明的上述原理仅仅是概率的描述，但是实际使用的时候需要考虑测量结果的可重复性以及准确性。其中关于准确性方面需要考虑如何尽量避免干扰的问题，另外就是如何提高测量的精度问题。

现有关于利用二硫蓝与阳离子表面有机活性物质发生缔合反应进行测量的技术关注的往往都是溶剂阶段的测量问题，对于如何获取大气中的有机活性物质、如何保存、如何溶解到溶剂里去都没有详细的描述，导致本领域技术人员无法获知如何将该原理应用到实际的测量过程中，因此，本发明所提供的大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法实际上是一种优化后可供重现的实用技术，是对现有理论的一种细化和改进，使之可真正用于大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量。

具体来说，本发明的大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法从步骤上划分总体上包括样品采集前处理步骤；样品预处理步骤；校准步骤以及测定步骤共四个部分，下面对这些步骤分别进行详细说明。

步骤1样品采集前处理

1.1、将铝箔纸包好的石英采样滤膜放入马弗炉，在高温400℃下灼烧4h。

高温灼烧的目的是去除石英采样滤膜中的杂质，以免影响样品分析结果。采用铝箔纸包采样滤膜的目的有二：其一，除去铝箔纸上的杂质；其二，防止马弗炉内壁上的残渣掉落在滤膜上。

1.2、将灼烧后的石英采样滤膜在铝箔纸包装不拆封的情况下，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内。

本步骤的作用是保证待用石英采样滤膜放置在恒温恒湿条件下，以免温度或湿度的改变对石英滤膜的重量产生影响。恒温恒湿箱内部依然有空气的存在，因此不拆封是为了尽可能的避免空气中的尘埃掉落在滤膜上，避免样品的分析产生误差。

1.3、用精确度为0.01mg的分析天平称量平衡后石英采样滤膜的质量。

采样膜在采样前后的称重是为了得到采样滤膜上PM_2.5样品的质量，这一数据的获得是为了计算单位质量PM_2.5中所含有的阳离子表面有机活性物质的质量浓度或物质的量浓度，并研究PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量浓度与大气中PM_2.5质量浓度的关系。

1.4、称重后，用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于自封袋中，放入干燥器。

采样膜的密封是为了尽量避免大气中的颗粒物落在膜表面。放入干燥器可以保证采样膜在采样前处于比较干燥的环境，避免大气中水分对采样膜有影响。

1.5、采样，采集时长11.5h。

具体采样步骤为：从干燥器中取出密封的采样膜，打开铝箔纸，将一整张采样膜放在PM_2.5采样仪的膜托上，固定好采样仪的切割器后，打开电源进行采样。本方案中采样所用采样仪为大流量PM_2.5采样仪，流量大于等于1m³/min，该仪器对应的采样膜尺寸为203mm×254mm，采样时不需要裁减采样膜。采样时长设定为11.5h是为了采集昼夜的PM_2.5样品。采样时长影响的是所采集到的PM_2.5的质量。

根据所采用的采样仪的采集流量和采集时长，很容易计算获得所采集的空气的总量，例如本方案中，若流量为1m³/min，则采集时长11.5小时，采集的空气的总量V=1m³/min*11.5h*60min/h=690m³。

1.6、采样完成后，继续用铝箔纸密封，放入铝箔袋，并用自封袋密封，放入在恒温恒湿箱（温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内）中平衡24h。

上述步骤的目的是尽量避免大气中的颗粒物落在膜表面，影响PM_2.5的质量。

1.7、用精确度为0.01mg的分析天平称量采样后石英采样滤膜的质量；

同样的，本步骤中采样膜在采样前后的称重是为了得到滤膜上PM_2.5样品的质量，这一数据的获得是为了计算单位质量PM_2.5中所含有的阳离子表面有机活性物质的质量浓度或物质的量浓度，并研究PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量浓度与大气中PM_2.5质量浓度的关系。

亦即，根据步骤1.3中采样前的承重质量和本步骤的采样后的承重质量，二者的差值即可获得所采集气溶胶细粒子的总质量。

1.8、称重后，继续用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于铝箔袋中，再次用自封袋密封，放置冰箱-20℃冷冻保存至分析。

本步骤中，由于样品中的有机成分在温度较高时易挥发，为了保证成分的完整，样品须在低温状态下保存至分析。但冰箱中易潮，为了防止样品吸潮，必须密封放置。

从以上针对步骤1的详细说明可以看出，本发明的测量方法为了能实现更好的测量结果，采取了一套非常严谨的措施来进行样品采集前的处理步骤，力求尽可能降低杂质、尘埃颗粒、环境温度、水分对实验的影响，避免后续样品分析产生误差。同时，为了避免采样之后样品的有机成分受到温度的影响而挥发，采样之后进行了低温保存，并进行了密封放置，以避免低温湿气的干扰。

步骤2样品预处理

2.1、从冰箱中取出冷冻保存的采样膜，取1/2采样膜，分割裁剪成1cm²的小片，放入PET瓶（100mL）中，加入约50mL超纯水（25℃,18.18MΩ*cm），使之完全浸没采样膜小片。

前述步骤中，低温密封保存的采样膜为一整张（203mm×254mm），本步骤中取1/2采样膜是将密封保存的采样膜裁剪下1/2（尺寸为203mm×127mm），这样可以在保证阳离子表面有机活性物质可以测定出的基础上取的最小采样膜用量。

2.2、使用超声波清洗器对浸泡有所述采样膜小片的PET瓶采用超声波提取PM_2.5样品，其中超声波提取频率设为40Hz，起始水浴温度设为30℃，超声提取时间设为35min，从而获得PM_2.5样品溶液。

具体来说，该步骤是样品提取过程，是为了使PM_2.5样品中的水溶性组分溶于水中，从而得到PM_2.5样品提取液。超声振荡有利于溶解过程，可以保证水溶性组分尽可能多的进入水中，减小损失。

超声提取频率、超声水浴温度和超声提取时间，这三个参数直接影响PM_2.5样品提取液中阳离子表面有机活性物质的浓度，是影响样品提取液吸光度测定的重要因素。经实验证实，①PM_2.5样品提取液中阳离子表面有机活性物质的浓度随超声提取频率的增大而增加。因此，选择本实验所使用超声波清洗器的最大工作频率40Hz为最佳超声提取频率。②超声提取过程中有能量的产生，导致水温变化，因此，超声提取过程可以设定一个起始的水浴温度。水浴温度过低，阳离子表面有机活性物质的溶解度较低，不利于提取过程。过高的水浴温度会促进提取过程中阳离子表面有机活性物质的挥发或分解，降低阳离子表面有机活性物质的提取效率；此外，超声提取过程中，超声振动也会带来一定的热能，因此，过高的超声水浴温度会对阳离子表面有机活性物质的提取产生负面影响。根据实验结果，选取30℃为最佳起始水浴温度。③超声提取时间过短时，阳离子表面有机活性物质不能完全进入水相中；而超声提取时间过长时，超声振动产生热能，导致水浴温度升高，促进了阳离子表面有机活性物质的挥发或分解，因此，选择35min的超声提取时间较为适宜。

2.3、用0.45μm孔径的聚碳酸酯膜真空抽滤PM_2.5样品溶液，得到的滤液转移至100mL容量瓶中（用蒸馏水清洗抽滤器接受瓶2-3次，清洗液也转移到容量瓶中），并用超纯水定容至标线，得到PM_2.5样品提取液100mL。

2.4、PM_2.5样品提取液100mL注入125mL聚丙烯试剂瓶内，4℃下冷藏保存至分析。

本步骤中，由于PM_2.5样品提取液中的有机成分在温度较高时易挥发，为了保证成分的完整，样品须在低温状态下密封保存至分析。

从以上针对步骤2的详细说明可以看出，本发明的测量方法为了能将样品采集的有机成分尽可能溶解到超纯水中，采取了超声波清洗器对样品预处理，同时为了避免有机成分受到温度的影响而挥发，设定了最优的超声波频率、水浴温度和超声提取时间，这是发明人经过创造性劳动优化的结果，本领域技术人员是无法根据现有技术获得任何技术启示的。

步骤3校准

3.1、取一组100mL容量瓶11个，分别移入0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7、3.0μL十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液，加水至标线，摇匀，作为校准溶液。按后续步骤4同样的测定步骤，仅以所述校准溶液代替提取液做校准试验，测定校准试验的吸光度。

其中，十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液的形成过程是，准确吸取1.00mL十四烷基二甲基苄基氯化铵贮备溶液（3.4），用水稀释至1000mL；每毫升含0.01μmol十四烷基二甲基苄基氯化铵。

十四烷基二甲基苄基氯化铵贮备溶液的形成过程是，称取0.3680g标准物十四烷基二甲基苄基氯化铵（平均分子量368.04），溶于50mL水中，转移到100mL容量瓶中，稀释至标线并混匀；每毫升含0.01μmol十四烷基二甲基苄基氯化铵。

3.2、然后以测得的校准试验的吸光度扣除空白试验的空白值（零标准溶液的吸光度）后，绘制吸光度与相应的十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量（μmol）作为参照数值的校准曲线。

其中，零标准溶液是为了得到空白吸光度，以空白吸光度判定设备的稳定与试剂是否被污染。也就是说，用100mL超纯水代替提取液是在PM_2.5样品提取液分析中测定空白吸光度的样品，同零标准溶液为同一含义，后面将对此详细说明。

本步骤中，通过十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液来测定不同浓度下对照的吸光度校准曲线，为避免干扰，需要扣除空白试验的空白值。同样的，后续的测定步骤中，PM_2.5样品提取液的吸光度测定之后，可以在校准曲线上查得对应的十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度值，以此作为表观值，用以代替大气中阳离子表面有机活性物质的浓度。

步骤4测定

4.1、取PM_2.5样品提取液50mL加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL。其中，pH=5的醋酸盐缓冲液的形成过程是，称取100g乙酸钠，加适量蒸馏水溶解，再量加冰乙酸（17N）24mL，转移到1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。

4.2、继续加入0.1mL二硫蓝溶液（2.58g/L），摇匀后再移入5mL氯仿（即PM_2.5样品提取液与氯仿萃取剂的体积比为10:1），振摇1min使溶液充分混合，注意放气，静置。待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM_2.5样品提取液、校准溶液和空白试验的吸光度。应使用相同光程的比色皿。每次测定后，用氯仿清洗比色皿。其中，二硫蓝溶液的形成过程是，称取二硫蓝（专利蓝VF）0.258g，溶于水乙醇溶液（90︰10）中，转移到100mL容量瓶中，用水乙醇溶液稀释至标线。

根据测定的样品提取液的吸光度，在前述校准曲线上查得的对应吸光度下的十四烷基二甲基苄基氯化铵的量作为表观数值，通过该表观数值换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度值。

本步骤中，由于萃取振荡时，萃取剂易挥发产生气体，瓶中的压强会增大，因此注意要放气。

应当注意的是：①每一批样品要做一次空白试验及一种校准溶液的完全萃取。②每次测定前，振荡萃取瓶内的氯仿萃取液，并以此液洗比色皿，然后将比色皿充满。在628nm处，以氯仿为参比液，测定样品提取液、校准溶液和空白试验的吸光度。应使用相同光程的比色皿。每次测定后，用氯仿清洗比色皿。③以提取液的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度。

4.3、空白试验

按4.1、4.2的规定进行空白试验，仅用100mL超纯水代替提取液。为避免误差，应当注意，在试验条件下，每10mm光程长空白试验的吸光度不应超过0.02，否则应仔细检查设备和试剂是否有污染。

具体步骤是，（1）取50mL超纯水加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL。（2）继续加入0.1mL二硫蓝溶液（2.58g/L），摇匀后再移入5mL氯仿（即超纯水与氯仿萃取剂的体积比为10:1），振摇1min使溶液充分混合，注意放气，静置。待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM_2.5空白试验的吸光度。

结果的表示

根据前述步骤1～4的详细描述可见，本发明的大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法基于上述步骤，可以通过测定二硫蓝活性物质（DBAS）的吸光度，以十四烷基二甲基苄基氯化铵的校准曲线上查得的对应的十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度作为大气中阳离子表面有机活性物质的表观浓度，从而可以经过换算分别获得如下四种浓度结果：

（A）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量；

（B）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的质量；

（C）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量；

（D）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量。

具体来说，经过换算获得的（A）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C₁为：

$C1=\frac{0.1*c*4*1000}{V}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol/L；

V——所采集空气的总量，m³；参见步骤1.5；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积。

经过换算获得的（B）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的质量C₂为：

$C2=\frac{0.1*c*4*368.04}{V}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol；

V——所采集空气的总量，m³；参见步骤1.5；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L；

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。

经过换算获得的（C）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C₃为：

$C3=\frac{0.1*c*4}{m}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol/L；

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g；参见步骤1.7；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L。

经过换算获得的（D）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量C₄为： $C4=\frac{0.1*c*4*368.04}{1000*m}$

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol；

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g；参见步骤1.7；

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L；

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种大气中阳离子表面有机活性物质浓度的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括样品采集前处理步骤；样品预处理步骤；校准步骤以及测定步骤； 

其中，通过所述样品预处理获得PM_2.5样品提取液； 

所述测定步骤为： 

取PM_2.5样品提取液50mL加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL； 

继续加入0.1mL二硫蓝溶液（2.58g/L），摇匀后再移入5mL氯仿，振摇1min充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定PM_2.5样品提取液的吸光度。 

2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测定步骤进一步包括空白试验的吸光度的测定，其包括如下步骤： 

取50mL超纯水加入60mL萃取瓶中，加入pH=5的醋酸盐缓冲液0.4mL； 

继续加入0.1mL二硫蓝溶液，摇匀后再移入5mL氯仿，振摇1min充分混合，注意放气，静置；待分层后，用注射器吸取氯仿相于比色皿中，以纯氯仿为对照，以628nm波长测定空白试验的吸光度。 

3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述校准步骤为： 

取一组100mL容量瓶11个，分别移入0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7、3.0μL十四烷基二甲基苄基氯化铵标准液，加水至标线，摇匀，作为校准溶液，采用权利要求1中同样的步骤，仅以所述校准溶液代替提取液做校准试验，测定校准试验的吸光度。 

4.如权利要求3所述的测量方法，其特征在于，进一步包括如下步骤： 

以测得的校准试验的吸光度扣除权利要求2中测得的空白实验的吸光度后，绘制吸光度与十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为参照数值的校准曲线； 

根据权利要求1中测定的样品提取液的吸光度，在所述校准曲线上查得的对应吸光度下的十四烷基二甲基苄基氯化铵标准溶液的量作为表观数值，通过该表观数值换算获得大气中阳离子表面有机活性物质的浓度值。 

5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述样品采集前处理步骤为： 

将铝箔纸包好的石英采样滤膜放入马弗炉，在高温400℃下灼烧4h； 

将灼烧后的石英采样滤膜在铝箔纸包装不拆封的情况下，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内； 

用精确度为0.01mg的分析天平称量平衡后石英采样滤膜的质量； 

称重后，用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于自封袋中，放入干燥器； 

采样：从干燥器中取出密封的采样膜，打开铝箔纸，将采样膜放在PM_2.5采样仪的膜托上，固定好采样仪的切割器后，打开电源进行采样，采集时长11.5h； 

采样完成后，继续用铝箔纸密封，放入铝箔袋，并用自封袋密封，放入在恒温恒湿箱中平衡24h，其中温度控制在15～30℃范围内，相对湿度控制在45～55%范围内； 

用精确度为0.01mg的分析天平称量采样后石英采样滤膜的质量； 

称重后，继续用铝箔纸密封石英采样膜，并密封于铝箔袋中，再次用自封袋密封，放置冰箱-20℃冷冻保存至分析。 

6.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述样品预处理步骤为： 

从冰箱中取出冷冻保存的采样膜，取1/2采样膜，分割裁剪成1cm²的小片，放入PET瓶中，加入约50mL超纯水，使之完全浸没所述采样膜小片； 

使用超声波清洗器对浸泡有所述采样膜小片的PET瓶采用超声波提取PM_2.5样品，其中超声波提取频率设为40Hz，起始水浴温度设为30℃，超声提取时间设为35min，从而获得所述PM_2.5样品溶液； 

用0.45μm孔径的聚碳酸酯膜真空抽滤所述PM_2.5样品溶液，得到的滤液转移至100mL容量瓶中，并用超纯水定容至标线，得到PM_2.5样品提取液100mL； 

将所述PM_2.5样品提取液100mL注入125mL聚丙烯试剂瓶内，4℃下冷藏保存至分析。 

7.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（A）单位体积空气中阳离子表面有机活性物 质的摩尔质量C₁表示为： 

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol/L； 

V——所采集空气的总量，m3； 

0.1——PM_2.5样品提取液的体积。 

8.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（B）单位体积空气中阳离子表面有机活性物质的质量C₂表示为： 

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol； 

V——所采集空气的总量，m³； 

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L； 

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。 

9.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（C）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的摩尔质量C₃表示为： 

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol； 

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g； 

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L。 

10.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，换算获得的大气中阳离子表面有机活性物质的浓度以（D）单位质量PM_2.5中阳离子表面有机活性物质的质量C₄表示为： 

式中：c——从校准曲线上读取的表观十四烷基二甲基苄基氯化铵的浓度，μmol； 

m——所采集气溶胶细粒子的总质量，g； 

0.1——PM_2.5样品提取液的体积，L； 

368.04——十四烷基二甲基苄基氯化铵的平均分子量。