专利名称：个体暴露空气中多环芳烃污染物的样品采集装置及对该污染物的分析与评价方法
技术领域：
本发明属于环境监测、职业安全和人群健康风险评价领域，涉及人体暴露空气中污染物的评价方法，具体涉及一种可由人体佩带、同时采集和评价人体呼吸带暴露气相和颗粒相中多环芳烃污染物的采样方法和暴露评价方法。
背景技术：
在评价人体通过呼吸暴露空气中多环芳烃的健康风险中，往往需要让受试者佩戴个体采样泵来跟踪采集其个体呼吸带的空气样品，估算多环芳烃的暴露剂量，以此了解个体所处的环境空气质量、职业车间空气质量以及个体暴露多环芳烃的健康风险水平。原有的采样器装置包括采样泵、采样管路和PMltl切割头(内装采样滤膜)三部分，采样装置可以由人体佩带，随着人体的移动而移动，适时采集人体呼吸带空气颗粒物和气相样品中的多环芳烃，其中主要通过采样头的滤膜来采集空气中的颗粒物。由于多环芳烃(PAHs)类化合物在颗粒相和气相中均有较大分布，尤其是2 4环的PAHs在气相中也有相当大的比例分布，而现有的个体采样装置仅能采集大气的颗粒相样品，不能采集气相样品，这样对因漏采气相样品而对空气中PAHs的暴露浓度的检测带来一定的偏差。现有的多环芳烃污染物个体呼吸暴露和风险评价，往往仅针对颗粒相样品进行分析和评价，从而漏掉了不能富集到颗粒中大量存在的小环多环芳烃，致使评价结果存在一定的偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以同时采集颗粒相样品和气相样品的对个体暴露空气中多环芳烃污染物的样品采集装置。为实现上述目的，本发明一种个体暴露空气中多环芳烃污染物的样品采集装置， 包括通过管路连接的个体采样泵以及装有薄膜的切割头，还包括一 PUF固定器，其中装设 PUF，其一端与个体采样泵管路连接，另一端与切割头管路连接。所述PUF固定器呈块状，底端封闭，从顶端向底端方向平行开设两圆柱孔且两圆柱孔在固定器下端连通，两圆柱孔中装有两段相同形状和质量的PUF，圆柱孔的顶部设螺母，螺母中空。所述个体采样泵与固定器的一个螺母通过管路连接，固定器的另一个螺母通过管路与切割头连接。圆柱孔与螺母之间以及所有管路接口均密封。本发明还提供一种多环芳烃污染物个体呼吸暴露的分析与评价方法。所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，使用前述的样品采集装置对个体暴露空气中的多环芳烃进行采集，并分别对吸附在薄膜和PUF中的多环芳烃进行提取， 再用气相色谱-质谱联定量分析各多环芳烃的浓度Cg, i和Cs, i ；其中
Cg, i为仪器检测的第i种多环芳烃的气相浓度(ng/ml)，Cs,,为仪器检测的第i种多环芳烃的颗粒相浓度(ng/ml)。该分析方法，进一步包括利用各多环芳烃的浓度计算得到空气中总的多环芳烃污染物BaP当量浓度C(ng/m3)的过程，利用以下算式进行计算(；=((^+(；,》/作前+￥后)\0.0311 (式一)C = Σ Ci X TEFi(式二)其中，Ci 第i种多环芳烃在空气中的总浓度(ng/m3)，Nm 采样前流量计对个体采样装置的校正流量(L/min)，Vj=采样后流量计对个体采样装置的测定流量(L/min)，11:采样时间01)，TEFi 第i种多环芳烃的BaP毒性当量因子。该分析方法中，个体采样装置中所述滤膜为石英滤膜，需进行以下处理将石英滤膜用锡箔纸包裹后放入马弗炉中400°C下干燥12h，将干燥后的滤膜放入干燥器中平衡24h 以上待用；所述PUF滤芯需先通过加速溶剂萃取仪100°C下用二氯甲烷P丙酮(3 1，体积比)混合液进行抽提净化，干燥后立即用干净的锡箔纸包裹并放入密封袋中，置于-20°C保存待用。所述对吸附在薄膜和PUF中的多环芳烃进行提取的过程包括将滤膜和PUF分别放入索氏提取器的提取管中，在索氏提取器的提取瓶中加入150ml 二氯甲烷，在70°C的水浴条件下放置1 提取；提取后的溶液在40°C水浴下真空旋转蒸发至约1ml，再用高纯氮气吹至0. 1ml，用乙腈定容到1ml，最后通过PVDF过滤后装入HPLC自动进样小瓶中待测。所述用气相色谱-质谱联定量分析各多环芳烃的浓度Cga和Cs,ρ是先利用各多环芳烃标准样品(50ng/ml)得到色谱图，再分别对PUF和薄膜中提取的样品进行测定并得到各多环芳烃的浓度Cg,,和Cs, it)所述多环芳烃包括萘，苊，二氢苊，芴，菲，蒽，荧蒽，芘，苯并(a)蒽，屈，苯并(b)荧蒽，苯并(k)荧蒽，苯并(a)芘，茚(1,2,3-cd)芘，二苯并(a,h)蒽，苯并(g，h，i)茈。本发明提供的个体暴露空气中多环芳烃污染物的评价方法，是利用前述分析方法中得到的多环芳烃污染物BaP当量浓度C(即CA)，用式三进行多环芳烃的暴露剂量计算
权利要求
1.一种个体暴露空气中多环芳烃污染物的样品采集装置，包括通过管路连接的个体采样泵(1)以及装有薄膜的切割头0)，其特征在于还包括一 PUF固定器(3)，其中装设PUF， 其一端与个体采样泵(1)管路连接，另一端与切割头( 管路连接。
2.根据权利要求1所述的样品采集装置，其特征在于所述PUF固定器C3)呈块状，底端封闭，从顶端向底端方向平行开设两圆柱孔且两圆柱孔在固定器下端连通，两圆柱孔中装有两段相同形状和质量的PUF，圆柱孔的顶部设螺母，螺母中空。
3.根据权利要求2所述的样品采集装置，其特征在于所述个体采样泵(1)与固定器 (3)的一个螺母通过管路连接，固定器(3)的另一个螺母通过管路与切割头( 连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的样品采集装置，其特征在于圆柱孔与螺母之间以及所有管路接口均密封。
5.个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于，使用权利要求1至4任一所述的样品采集装置对个体暴露空气中的多环芳烃进行采集，并分别对吸附在薄膜和PUF 中的多环芳烃进行提取，再用气相色谱-质谱联定量分析各多环芳烃的浓度Cg, i和Cs, i ；其中Cg,i为仪器检测的第i种多环芳烃的气相浓度(ng/ml)， Cs,i为仪器检测的第i种多环芳烃的颗粒相浓度(ng/ml)。
6.根据权利要求5所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于，进一步包括利用各多环芳烃的浓度计算得到空气中总的多环芳烃污染物BaP当量浓度C(ng/ m3)的过程，利用以下算式进行计算Ci= ((^+(；,》/作前+￥后)\0.0311 (式一) C = Σ Ci X TEFi(式二 )其中，Ci 第i种多环芳烃在空气中的总浓度(ng/m3)， Vw 采样前流量计对个体采样装置的校正流量(L/min)， Vj=采样后流量计对个体采样装置的测定流量(L/min)， h:采样时间(h)，TEFi 第i种多环芳烃的BaP毒性当量因子。
7.根据权利要求5或6所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于， 个体采样装置中所述滤膜为石英滤膜，需进行以下处理将石英滤膜用锡箔纸包裹后放入马弗炉中400°C下干燥12h，将干燥后的滤膜放入干燥器中平衡Mh以上待用；所述PUF滤芯需先通过加速溶剂萃取仪100°C下用二氯甲烷P丙酮(3 1，体积比)混合液进行抽提净化，干燥后立即用干净的锡箔纸包裹并放入密封袋中，置于-20°C保存待用。
8.根据权利要求5或6或7所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于，所述对吸附在薄膜和PUF中的多环芳烃进行提取的过程包括将滤膜和PUF分别放入索氏提取器的提取管中，在索氏提取器的提取瓶中加入150ml 二氯甲烷，在70°C的水浴条件下放置1 提取；提取后的溶液在40°C水浴下真空旋转蒸发至约lml，再用高纯氮气吹至 0. 1ml，用乙腈定容到1ml，最后通过PVDF过滤后装入HPLC自动进样小瓶中待测。
9.根据权利要求5或6或7或8所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于，所述用气相色谱-质谱联定量分析各多环芳烃的浓度Cg, i和Cs, i，是先利用各多环芳烃标准样品(50ng/ml)得到色谱图，再分别对PUF和薄膜中提取的样品进行测定并得到各多环芳烃的浓度Cg, i和Cs, it)
10.根据权利要求5至9任一所述个体暴露空气中多环芳烃污染物的分析方法，其特征在于，所述多环芳烃包括萘，苊，二氢苊，芴，菲，蒽，荧蒽，芘，苯并(a)蒽，屈，苯并(b)荧蒽， 苯并(k)荧蒽，苯并(a)芘，茚(1,2,3-cd)芘，二苯并(a,h)蒽和苯并(g，h，i)茈。
11.个体暴露空气中多环芳烃污染物的评价方法，其特征在于，利用权利要求5或6或 7或8或9所述分析方法得到的多环芳烃污染物BaP当量浓度C(即Ca)，利用式三进行多环芳烃的暴露剂量计算
全文摘要
本发明公开了一种个体暴露空气中多环芳烃污染物的样品采集装置及对该污染物的分析与评价方法，该采集装置包括通过管路连接的个体采样泵以及装有薄膜的切割头，还包括一块状PUF固定器，其底端封闭，从顶端向底端方向平行开设两圆柱孔且两圆柱孔在固定器下端连通，两圆柱孔中装有两段相同形状和质量的PUF。本发明对多环芳烃的分析不仅针对薄膜采集的颗粒相，还针对PUF采集的气相进行，从而可以获取人体同时暴露颗粒相和气相中多环芳烃的浓度和剂量，有效提高了暴露评价的准确性和有效性。
文档编号G01N1/24GK102359896SQ201110205210
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者张军锋, 杨洪彪, 段小丽, 王贝贝, 魏复盛, 黄楠 申请人:中国环境科学研究院