应用同步辐射X近边吸收谱法研究大气超细颗粒物中氯形态.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第4期2013年4月ChineseJournalofAnalyticalChemistry580—584DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．21111应用同步辐射X近边吸收谱法研究大气超细颗粒物中氯形态张博郎春燕马玲玲杨国胜龚仓郑雷马陈燕赵屹东。胡天斗徐殿斗(成都理工大学，材料与化学化工学院，成都610059)(中国科学院高能物理研究所，核技术应用研究中心，核分析重点实验室，北京100049)(中国科学院高能物理研究所，多学科研究中心，北京100049)摘要建立了x射线近边吸收光谱法(IsXAN

2、ES)测定大气颗粒物中无机氯和有机氯形态及含量的分析方法及质量控制体系。在储存环能量为1．5GeV和光子能量为2．82keV条件下，利用束流强度在300—150mA的同步辐射光激发分析无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯标准样品以及≤0．2m的大气颗粒物样品。通过对标准品谱图的拟合计算，得到该方法无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯最低检出限，分别为5．4，8．7和1．7g／g。对已知无机氯和有机氯浓度的试样检出率均达到或接近95％，重复测定3．氯丙酸标准品(n=6)，得到本方法的相对标准偏差(RSD)为0．9％。应用本方法可以实现定量无损地测定微量样品中氯的形

3、态和含量，对城市大气颗粒物中氯的测定发现，颗粒物中无机氯和芳香烃代有机氯含量分别为110和12rig／m，链烃代氯的含量低于检出限。应用本方法对北京某地区大气颗粒物中氯元素形态进行测定，确定氯的主要存在形式是无机氯和芳香烃氯。关键词氯形态；有机氯污染物；X射线近边吸收光谱法；大气颗粒物1引言大气污染是影响公众健康的危险因素之一，也是我国城市污染的重要因素¨J。大气颗粒物对人体健康的危害程度主要取决于其化学成分、粒径大小及其有害元素的浓度。由于比表面积大的微小颗粒物能吸附更多的有害物质，这些有害物质可随细或超细颗粒物进入人体肺泡并沉积下来，进而进入血液循环系统』，

4、严重危害人体健康。有机氯污染物是大气颗粒物中毒性较大的一类污染物，目前对大气中有机氯污染物的研究主要集中在多氯联苯(PCBs)J、多氯萘(PCNs)]、多氯烷烃(PCAs)、二嗯英(PCDD／Fs)J、有机氯农药(OCPs)等。这些有机氯污染物均为芳烃代有机氯污染物，具有环境持久性、高毒性和高的生物富集性。《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》首批被严格控制的12种POPs也均为氯代芳香族化合物，因此分析测定大气颗粒物中氯代芳香族和氯代脂肪族化合物的含量及其比例对评估大气颗粒物的毒性效应具有重要意义。目前，采用有机卤素的传统分析方法，例如色质谱分析GC／MS[

5、13]、HPLC14]、LC／MS_1等，虽能准确测定某些有机卤素污染物，但由于有机卤素污染物在环境介质中数量巨大，含量甚微，性质各异，存在众多降解过程中间体，这些方法尚不能对样品中的所有有机卤素进行定性和定量分析。本研究组也发现，PM2．5和PM10中已知氯化物占可萃取有机氯(EOC1)的比例不到1，0％，绝大部分的EOC1都是未知的u，这还不包含颗粒物中众多天然产生或光化反应产生的大分子不可萃取的卤代化合物。目前，仅用仪器中子活化分析(INAA)结合有机分离技术已不可能给出EOC1中毒性较大的氯代芳香族化合物的比例及其含量；仅用GC／MS结合INAA也不能确

6、定大气超细颗粒物中天然产生的具有生物可利用性的氯代化合物的种类和含量。同步辐射技术(Synchrotronradiation，SR)在经过多年的发展以后，已逐渐成为研究大气颗粒物中元素形态及其组成特征的理想工具J。基于同步辐射产生的x荧光分析方法具有高灵敏度、低检出限。2012-1】-06收稿；2013-01．16接受本文系国家自然科学基金(Nos．10905061，11075171，11275216)资助Email：langchunyan@edut．cn：xudd@ihep．∞．cn第4期张博等：应用同步辐射x近边吸收谱法研究大气超细颗粒物中氯形态581可同时

7、检测多种元素(理论上可检测出Na～U之间的所有元素)、并可实现直接、原位和无损检测样品等优点，已被用于分析大气细颗粒和UFPs中金属元素组成_l；同步辐射产生的x射线吸收精细结构(X-rayabsorptionfinestructure，XAFS)具有高亮度和频谱宽的优点，并且不同种类原子吸收边的能量位置不同，可以方便地分辨出样品中每一类原子周围的近邻情况，提供小范围内原子簇结构的信息，XAFS方法测量时只需要少量样品，不需要分离提纯，还可以做到无损分析或在气氛保护下分析。无机氯和不同取代基团有机氯化合物中Cl元素的x射线近边吸收结构(X—rayabsorpti

8、onnear．edges