空气颗粒物PAHs检测的仪器使用规范

多环芳烃（PAHs）是空气颗粒物中典型的持久性有机污染物，具有强致癌、致畸性，其检测结果直接关系到环境质量评估与人体健康风险判断。而空气颗粒物PAHs检测的准确性，高度依赖仪器操作的规范性——从样品前处理到仪器分析、数据输出的每一步，都需要严格遵循标准流程。本文结合气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、高效液相色谱仪（HPLC）等主流设备的应用场景，详细梳理仪器使用的关键规范，为检测人员提供可落地的操作指南。

仪器选型与前置检查

PAHs检测仪器需要匹配检测目标：分析16种优先控制PAHs，气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）是首选，它兼具分离能力和质谱定性的准确性；如果侧重低浓度苯并[a]芘的高灵敏度检测，高效液相色谱仪配荧光检测器（HPLC-FLD）更合适。仪器的检测限要达标——GC-MS对PAHs的检测限不超过0.1ng/mL，HPLC-FLD不超过0.05ng/mL，这样才能满足《环境空气 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》（HJ 646）等标准的要求。

使用仪器前，要先核查它是否在检定有效期内：GC-MS的质谱部分每年需要全面校准一次（比如用调谐液校准质量轴），色谱部分每半年检查一次柱效（用萘、菲等标准物质测试理论塔板数）；HPLC每月要校准泵的流速准确性（误差不超过2%）。还要检查配件是否完整——GC-MS的进样口衬管不能有褐色积碳（如果有要及时更换），HPLC的进样阀转子密封不能磨损（否则进样重复性会差）。

载气和试剂的纯度也不能忽视：GC-MS用的氦气纯度要在99.999%以上，纯度不够会让质谱基线升高、离子源污染；HPLC的流动相（比如乙腈-水）要用色谱纯试剂，使用前得用0.22μm有机相滤膜过滤，再超声脱气15分钟——没脱气的流动相会产生气泡，导致泵压波动、检测器信号漂移。

样品前处理配套仪器的操作规范

PAHs检测的前处理主要包括提取、净化、浓缩三步。加速溶剂萃取仪（ASE）是常用的提取设备，处理玻璃纤维滤膜样品时，要选10mL萃取池，加入2g硅藻土分散样品，用二氯甲烷-丙酮混合液（1:1）在100℃、1500psi下静态萃取5分钟——温度太高会让PAHs分解，压力不够则溶剂渗透效率低。

净化通常用固相萃取（SPE）柱：先用5mL二氯甲烷活化C18柱，再让提取液以不超过2mL/min的流速过柱，确保PAHs充分吸附；接着用5mL正己烷-二氯甲烷（9:1）淋洗除去非极性干扰物，最后用10mL二氯甲烷分两次洗脱——洗脱体积不够会让回收率低于70%（标准要求回收率在60%-120%之间）。

浓缩时要注意温度和流量：旋转蒸发的水浴温度不能超过40℃，氮吹的流量要控制在1L/min以内，避免PAHs（比如苯并[a]芘）因高温挥发或飞溅损失。前处理后的样品要用乙腈定容到1mL，尽快分析，避免长期保存导致浓度下降。

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）的操作要点

GC-MS分析PAHs的进样方式通常选不分流进样（针对低浓度样品），进样量1μL，进样口温度设为280℃——温度太低会让PAHs气化不完全，太高则可能热分解。不分流进样时，要在进样1分钟后开启分流阀（分流比50:1），避免进样口过载导致色谱峰展宽。

色谱柱选DB-5MS（30m×0.25mm×0.25μm），柱温程序要优化：初始80℃保持2分钟，以10℃/min升到250℃（保持5分钟），再以5℃/min升到300℃（保持10分钟）——这样能让低沸点的萘（218℃）和高沸点的苯并[ghi]苝（525℃）都充分分离，不会出现峰重叠。

质谱条件要匹配PAHs的特性：EI离子源温度设为230℃，电子能量70eV，用选择离子监测（SIM）模式采集特征离子（比如萘的m/z128、苯并[a]芘的m/z252）。采集时要同时用全扫描模式定性（和NIST谱库匹配，匹配度不低于80%），SIM模式定量（外标法，标准曲线浓度点设为0.1、1、5、10、20ng/mL，相关系数要大于0.995）。

每批样品（不超过20个）要插入1个质控样（10ng/mL的混合标液），如果质控样的保留时间偏差超过0.1分钟，就得重新调整柱温程序或更换色谱柱。数据处理时，积分参数要一致（比如斜率灵敏度10、峰宽0.1分钟），避免因积分方式不同导致结果偏差。

高效液相色谱仪（HPLC）的操作注意事项

HPLC分析PAHs常用C18反相柱（250mm×4.6mm×5μm），流动相是乙腈-水梯度洗脱：初始乙腈比例60%保持2分钟，以5%/min升到100%乙腈并保持15分钟——这样能让PAHs按分子量从小到大依次出峰。流动相要新鲜配制，使用前过0.22μm滤膜，超声脱气15分钟，防止气泡进入泵或柱。

荧光检测器（FLD）的波长要根据PAHs的特性调整：萘的激发波长（λex）275nm、发射波长（λem）320nm；苯并[a]芘的λex384nm、λem406nm。检测时要设置时间编程，在不同保留时间切换波长，确保每种PAHs都在最佳条件下检测——没切换波长会让低浓度PAHs的信号测不到。

进样要规范：用满环进样法（10μL），样品要过0.22μm有机相滤膜，避免颗粒物堵塞色谱柱。柱温箱要稳定在30℃±1℃，温度波动会导致保留时间漂移（偏差超过0.2分钟就得重新分析）。柱子用后要冲30分钟纯乙腈，去除残留的PAHs，延长柱寿命。

仪器校准与质量控制

仪器校准要定期做：GC-MS的质谱部分每年校准一次质量轴（用调谐液），色谱部分每半年检查柱效（用萘测理论塔板数）；HPLC每月校准泵的流速（误差不超过0.05mL/min），每季度校准FLD的灵敏度（苯并[a]芘检测限不超过0.05ng/mL）。

质量控制要贯穿全程：每批样品要做空白（未采样的滤膜）、平行样（同一样品分两次分析）、加标回收（在样品中加已知浓度的标液）。空白的PAHs浓度要低于方法检出限（如果超过，得查前处理或仪器污染）；平行样的相对偏差不超过15%（超过要重新分析）；加标回收在60%-120%之间才算合格。

标准曲线要现配现用：用色谱纯乙腈配制0.1-20ng/mL的标准溶液，每个浓度点进样3次取平均，相关系数要大于0.995。标准溶液不能长期保存，避免PAHs吸附在容器壁上导致浓度下降。

仪器维护与故障排查

日常维护能减少故障：GC-MS的离子源每3个月要清洗一次（用50%甲醇超声10分钟，晾干后装回），避免积碳导致基线升高；色谱柱每6个月换一次（如果柱效降到初始的70%以下），换柱时要注意方向（箭头指向检测器），装反会让峰形拖尾。

HPLC的泵密封垫每6个月要更换，避免泵压升高；荧光检测器的流通池每3个月用乙腈冲洗一次，防止污染导致信号噪音大。如果GC-MS的基线突然升高，先查氦气纯度（是不是换了低纯度的），再查离子源有没有积碳；如果HPLC的峰保留时间漂移，先看柱温箱稳不稳，再查流动相比例对不对。

遇到故障不要慌：GC-MS色谱峰拖尾，可能是衬管有残留或色谱柱失效，换衬管或柱子就行；HPLC泵压波动，大概率是流动相没脱气，重新超声脱气就能解决；FLD信号为零，先核对波长有没有设错，再检查流通池有没有堵塞。

数据记录与追溯

仪器数据要记全：包括仪器编号、分析日期、操作员、样品编号；色谱条件（柱温、流动相、流速）、质谱条件（离子源温度、特征离子）；标准曲线的浓度、峰面积、相关系数；样品的峰面积、保留时间、定量结果；QC样的结果（空白、平行、加标回收）。

记录要保存好：电子数据存服务器（设权限，不能篡改），纸质记录签字后放档案柜（防火防潮），保存至少5年。分析报告要写清楚仪器信息（型号、编号、检定日期）、QC结果、方法依据（比如HJ 646），结果保留两位有效数字（比如0.56ng/m³），不能过度保留小数。

数据有问题要追溯：如果某批样品的加标回收率低于60%，得查前处理的洗脱步骤（是不是洗脱体积不够）；如果空白浓度超标，得查试剂或仪器有没有污染。追溯过程要写报告，说明原因和纠正措施（比如重新分析、换试剂），确保结果准确。