Скрининг полициклических ароматических углеводородов в воздухе методом газовой хромато-масс-спектрометрии в сочетании с твердофазной микроэкстракцией

Аннотация

Скрининг токсичных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) играет очень значимую роль в экологическом мониторинге и позволяет определить характер и источники поступления данных загрязнителей в окружающую среду. Целью данной работы было разработать методику скрининга ПАУ в воздухе методом газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) в сочетании с твердофазной микроэкстракцией. Разработка включала оптимизацию параметров детектирования, толщины экстракционного покрытия – полидиметилсилоксана (ПДМС), времени экстракции, апробацию на реальных образцах и сравнение затрат определения ПАУ в воздухе с аналогичными стандартными методиками.

Для достижения максимальной чувствительности и формы пиков ПАУ разработана программа масс-спектрометрического детектирования в режиме мониторинга выбранных ионов (SIM), включающая 6 последовательно детектируемых групп молекулярных ионов аналитов. Наибольший отклик всех ПАУ обеспечивает покрытие ПДМС толщиной 100 мкм, что обусловлено его большими объемом и емкостью. Увеличение времени приводит к увеличению откликов ПАУ, насыщение покрытия происходит начиная от 6 (для более легких ПАУ) до 24 часов. Оптимальным было выбрано время экстракции 24 часа, которое обеспечивает наибольший отклик всех ПАУ и позволяет получать среднесуточный отклик и проводить на его основании ежедневный мониторинг атмосферного воздуха.

Апробация разработанной методики в воздухе города Алматы показала присутствуе всех ПАУ в изученных образцах, кроме бензо[ghi]перилена и индено[1,2,3-cd]пирена, которые не были обнаружены в 50% образцов воздуха. Максимальные и минимальные содержания остальных ПАУ в экстракционном покрытии в ходе скрининга различались от 2,9 до 40 раз.

Разработанная методика существенно превосходит стандартные по временным и финансовым затратам на 1 анализ, а также по экологичности. Методика может быть рекомендована для скрининга и мониторинга ПАУ в атмосферном воздухе населенных пунктов, а также для проведения научных исследований.

Для достижения максимальной чувствительности и формы пиков ПАУ разработана программа масс-спектрометрического детектирования в режиме мониторинга выбранных ионов (SIM), включающая 6 последовательно детектируемых групп молекулярных ионов аналитов. Наибольший отклик всех ПАУ обеспечивает покрытие ПДМС толщиной 100 мкм, что обусловлено его большими объемом и емкостью. Увеличение времени приводит к увеличению откликов ПАУ, насыщение покрытия происходит начиная от 6 (для более легких ПАУ) до 24 часов. Оптимальным было выбрано время экстракции 24 часа, которое обеспечивает наибольший отклик всех ПАУ и позволяет получать среднесуточный отклик и проводить на его основании ежедневный мониторинг атмосферного воздуха.

Апробация разработанной методики показала присутствуе всех ПАУ в изученных образцах воздуха, кроме бензо[ghi]перилена и индено[1,2,3-cd]пирена, которые не были обнаружены в 50% образцов воздуха. Максимальные и минимальные содержания остальных ПАУ в экстракционном покрытии в ходе скрининга различались от 2,9 до 40 раз, что может быть вызвано различными климатическими условиями в городе.

Разработанная методика существенно превосходит стандартные по временным и финансовым затратам на 1 анализ, а также экологичности. Методика может быть рекомендована для скрининга и мониторинга ПАУ в атмосферном воздухе населенных пунктов, а также для проведения научных исследований.