雷朋娜, 萬 富, 柳阿芳, 黃愛萍

(1. 中南大學 材料科學與工程學院, 長沙 410083; 2. 湖南省產商品質量監(jiān)督檢驗研究院, 長沙 410007)

頂空-氣相色譜-質譜法測定紙尿褲中12種有機溶劑

雷朋娜1,2, 萬 富2*, 柳阿芳2, 黃愛萍2

(1. 中南大學 材料科學與工程學院, 長沙 410083; 2. 湖南省產商品質量監(jiān)督檢驗研究院, 長沙 410007)

嬰兒紙尿褲是嬰兒用一次性衛(wèi)生產品,其主要成分為無紡布、衛(wèi)生紙、絨毛漿、高分子吸水樹脂、聚乙烯(PE)膜、橡皮筋、熱熔膠等[1]。在英國等發(fā)達國家,有90%以上的嬰兒使用一次性紙尿布,而在中國,紙尿布的普及率較低。近年來,隨著我國消費水平的提高以及育兒觀念的轉變,嬰兒紙尿布市場一直保持高速增長的勢頭。龐大的人口基數和第四次生育高峰為嬰兒紙尿布市場提供了巨大的增長空間,未來5年國內的嬰兒紙尿布市場將保持兩位數的增速[2-3]。2015年一季度,湖南省質量技術監(jiān)督局開展了紙尿褲的風險監(jiān)測工作,分別從湖南、廣東、江蘇等8個地區(qū)采樣。其中生產企業(yè)采樣60批次,電子商務渠道采樣20批次。對其中的溶劑殘留量進行檢測,其中33個樣本檢出溶劑殘留,檢出率達41.2%。人體長期接觸有機溶劑會使皮膚干裂、粗糙,甚至滲入皮膚或血管,危及人的血球及造血功能,對人體產生危害[4]。

目前我國關于溶劑殘留的檢測方法標準主要有《煙用紙張中溶劑殘留的測定 頂空-氣相色譜/質譜聯用法》[5]、《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》[6]、《溶劑型油墨溶劑殘留限量及其測定方法》[7]等,分析對象主要是卷煙包裝材料、塑料軟包裝、食品包裝用紙制品和涂料,對紙尿褲產品溶劑殘留的檢測尚無報道。針對有機揮發(fā)物的測定方法主要有頂空-氣相色譜法[8-9]、頂空-氣相色譜-質譜法[10-11]、固相萃取法[12-13]、熱脫附法[14-15]、吹掃捕集法[16-17]。其中頂空-氣相色譜-質譜法因其具有定性準確、前處理簡單、檢出限低等優(yōu)點,應用越來越普及。

本工作建立了使用頂空-氣相色譜-質譜法同時測定紙尿褲中12種有機溶劑殘留量的方法,方便快捷、靈敏度高、檢出限低、實用性強,可為相關產品標準的完善和產品的質量控制提供方法參考和技術支持。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

Thermo ISQ型氣相色譜-質譜聯用儀,TriPlus 300型頂空進樣器,20 mL頂空瓶。

12種有機溶劑混合標準儲備溶液:取苯、甲苯、二甲苯、乙苯各0.1 g,四氫呋喃、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷各0.5 g,混合后加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)定容至50.0 mL,搖勻。

所用試劑均為色譜純。

1．2 儀器工作條件

1) 頂空條件 恒溫箱80 ℃,定量環(huán)100 ℃,傳輸線120 ℃;平衡時間45 min,頂空加壓時間1 min,進樣時間0.5 min。

2) 色譜條件 DB-FFAP色譜柱(60 m×250 μm,0.25 μm);載氣為高純氦氣,恒流模式,流量0.8 mL·min-1;分流進樣,分流比100∶1,進樣量1 mL;進樣口溫度200 ℃。柱升溫程序:起始柱溫為45 ℃,保持1 min;以1 ℃·min-1速率升溫至50 ℃,保持1 min;以5 ℃·min-1速率升溫至60 ℃;再以15 ℃·min-1速率升溫至210 ℃,保持1 min。

3) 質譜條件 電子轟擊離子源(EI),離子源溫度250 ℃;傳輸線溫度230 ℃;電子能量70 eV;溶劑延遲6.3 min;掃描方式為選擇離子掃描。其余質譜參數見表1,其中“*”為定量離子。

表1 質譜參數Tab. 1 MS parameters

1．3 試驗方法

從原銷售包裝中取一片紙尿褲,裁取中間部位50 mm×100 mm作為試樣,轉移至頂空瓶中,蓋緊蓋,密封后按儀器工作條件進行測定。

將分別裝有樣品及標準溶液的頂空瓶置于頂空進樣器中平衡,然后各取1.0 mL注入氣相色譜-質譜儀中進行分析,得到總離子流圖。以標準溶液峰的保留時間和質譜監(jiān)測特征離子為依據進行定性,以定量離子的峰面積外標法分別計算樣品中各溶劑的殘留量。

2 結果與討論

2．1 色譜行為

12種有機溶劑混合標準溶液的總離子流圖見圖1。

各峰號所對應的化合物見表1圖1 12種有機溶劑的總離子流圖Fig. 1 TIC chromatogram of the 12 organic solvents

由圖1可知:12種有機溶劑能有效分離,且峰形較好、無雜質峰干擾,具有良好的分離度和靈敏度。

2．2 頂空條件的選擇

頂空瓶內樣品的加熱溫度參照國家標準GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》,頂空瓶加熱溫度為80 ℃[5-7]。頂空瓶內樣品的平衡時間參照行業(yè)標準YC/T 207-2014《煙用紙張中溶劑殘留的測定 頂空-氣相色譜/質譜聯用法》和文獻給出的結果,頂空瓶平衡時間45 min[4]。

2．3 色譜柱的選擇

試驗考察了HP-5、TG-WAX和DB-FFAP等不同毛細管色譜柱對12種有機溶劑的響應和分離效果。結果表明:上述色譜柱對12種有機溶劑都有響應,但分離效果有差異,HP-5色譜柱中,間二甲苯和對二甲苯分不開,TG-WAX和DB-FFAP柱對12種有機溶劑的分離效果較好。對比TG-WAX色譜柱,DB-FFAP柱能形成更加尖銳的色譜峰,分離度也較好。試驗選擇DB-FFAP柱作為測定色譜柱。

2．4 標準曲線與測定下限

分別取12種有機溶劑混合標準儲備溶液0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 μL于含有經高溫烘烤的紙尿褲作底物的20 mL頂空瓶中,密封后按色譜條件進行測定。以各有機溶劑標準溶液的質量濃度為橫坐標,對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結果表明:各化合物的質量濃度均在一定范圍內與其對應的峰面積呈線性關系,各化合物的線性范圍、線性回歸方程和相關系數見表2。

根據10倍信噪比計算出測定下限(10S/N),結果見表2。

2．5 精密度與回收試驗

以高溫烘烤后的紙尿褲作為空白,分別加入0.5,2.5,5.0 μL混合標準溶液,每個添加水平平行測定6份,并計算方法的回收率和相對標準偏差(RSD),結果見表3。

2．6 樣品分析

按試驗方法對在市場上所采集的80個紙尿褲樣品進行分析,結果見表4。其中“苯系物”是指苯、甲苯、乙苯、二甲苯;“總量”是指苯系物和其他有機溶劑的總和。

表2 線性參數和測定下限Tab. 2 Linearity parameters and lower limits of determination

表3 精密度和回收試驗結果(n=6)Tab. 3 Results of tests for precision and recovery

由表4可知:在80個樣本中有機溶劑殘留總量檢出率達41.2%,最大值為14.0 mg·m-2;其中苯系物檢出率為17.5%,最高值為0.15 mg·m-2,其中甲苯平均值為0.05 mg·m-2,二甲苯平均值為0.04 mg·m-2。

根據上述結果建議① 深入研究紙尿褲的生產工藝、原輔料種類,對溶劑殘留來源進行分析,提出改進措施,提高產品質量;② 修訂產品標準、制定檢測方法標準;③ 針對紙尿褲中溶劑殘留量的風險,開展更加細致的評估工作。本工作采用頂空-氣相色譜-質譜法對紙尿褲產品中的12種有機溶劑進行了定量分析,所設定的試驗方法切實可行。

表4 樣品分析結果Tab. 4 Analytical results of the samples

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10.11973/lhjy-hx201702018

2016-04-22

O657.63

B

1001-4020(2017)02-0208-04

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