塑料玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯的測定

李天寶，王春利，劉 煒，李昊菁，易碧華，蘇淑壇，葉 林，蔣小良

（江門出入境檢驗(yàn)檢疫局，廣東 江門 529000）

0 引 言

鄰苯二甲酸酯類化合物主要用在塑料制品、涂料、印染、化妝品和香料的生產(chǎn)過程中，近些年來，此類化合物的產(chǎn)量不斷增加并進(jìn)入環(huán)境，成為全球性的最普遍的一類污染物[1-2]。鄰苯二甲酸酯類化合物可通過呼吸、飲食和皮膚接觸進(jìn)入人體內(nèi)，對人體健康造成危害。早在20世紀(jì)80年代，美國國家癌癥研究所就通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了鄰苯二甲酸酯的致癌性。同時(shí)有臨床醫(yī)學(xué)證明，鄰苯二甲酸鹽會導(dǎo)致人類和動(dòng)物有雌性激素效應(yīng)，可以引起內(nèi)分泌失調(diào)，使之出現(xiàn)生殖系統(tǒng)病變[3]。該物質(zhì)被歐盟列為CMR物質(zhì)（致癌、致誘變、致生殖毒性物質(zhì)），很早以前就已經(jīng)不同程度的限制鄰苯二甲酸酯的使用[4]。

2010年，歐洲化學(xué)品管理署（ECHA）正式將鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）等14種化學(xué)物質(zhì)列入REACH法規(guī)高關(guān)注物質(zhì)（SVHC）清單。根據(jù)歐盟REACH法規(guī)規(guī)定，包括玩具在內(nèi)的輸歐產(chǎn)品若不符合有關(guān)高關(guān)注物質(zhì)（SVHC）的規(guī)定，將面臨被召回或撤出歐盟市場的風(fēng)險(xiǎn)。

固相萃取技術(shù)（SPE）建立于傳統(tǒng)的液-液萃取方法，結(jié)合相似相溶原理和液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）中的固定相而逐漸發(fā)展起來的[5]。由于它能夠有效地對提取液進(jìn)行富集濃縮，同時(shí)對塑料玩具制品提取液中的雜質(zhì)凈化效果也比較好，現(xiàn)在固相萃取技術(shù)已經(jīng)成為了一種用途廣泛的樣品前處理技術(shù)[6-8]。

該項(xiàng)研究通過對樣品提取條件和固相萃取技術(shù)的研究，建立了塑料玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）含量的GC-MS檢測方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）：（7890A-5975C，美國安捷倫科技有限公司）；索氏提取器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52AA，上海亞榮生化儀器廠）；有機(jī)系微孔濾膜（孔徑0.45μm，天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。

1.2 試劑和材料

二氯甲烷（色譜純，德國默克公司）；鄰苯二甲酸二異丁酯標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99，德國DR.Ehrenstorfer公司）；標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1000mg/L）：準(zhǔn)確稱量鄰苯二甲酸二異丁酯標(biāo)準(zhǔn)品0.05 g于50 mL棕色容量瓶中，用正己烷定容到50mL；標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：將標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液根據(jù)需要用正己烷逐級稀釋到所需濃度；固相萃取柱（硅膠填料500mg，柱管體積6 mL，安捷倫科技有限公司）。

1.3 前處理方法

取代表性樣品約10 g，將其剪碎至2 mm×2 mm以下尺寸，混勻。稱取1.0g（精確至0.0001g）試樣，置于索氏提取器的蒸汽室中，在150mL圓底燒瓶中加入120mL二氯甲烷,60～80℃回流提取6 h，冷卻后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至約剩下10 mL左右，將濃縮液加入固相萃取柱中進(jìn)行凈化處理（凈化前，先用3 mL二氯甲烷預(yù)洗柱進(jìn)行活化），再用3 mL二氯甲烷淋洗固相萃取柱，重復(fù)3次，收集洗脫液，用二氯甲烷定容至25 mL，經(jīng)有機(jī)系微孔濾膜過濾后供GC-MS測定。

1.4 氣相色譜-質(zhì)譜條件

色譜柱：DB-5MS石英毛細(xì)管柱30m×0.25mm×0.25μm；

程序升溫：80 ℃（1 min）3→0℃/min180 ℃（1 min）1→5℃/min280 ℃（8 min）；

載氣：氦氣，純度≥99.999%，流速1.2mL/min；

進(jìn)樣口溫度：270℃；

進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比20：1；

色譜-質(zhì)譜接口溫度：280℃；

離子源：230℃；

電離能量：70eV；

溶劑延遲:2min；

測定方式：采用全掃描方式（SCAN）定性，選擇離子監(jiān)測（SIM）模式定量；

進(jìn)樣量：1μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取條件的選擇

鄰苯二甲酸酯類增塑劑一般為無色透明的油狀液體，難溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷、乙醚等有機(jī)溶劑[9]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，選擇了對塑料玩具萃取效果較好且對環(huán)境危害相對較小的二氯甲烷為實(shí)驗(yàn)的萃取溶劑。

目前廣泛采用的鄰苯二甲酸酯類增塑劑的前處理方法主要為索式提取、超聲波萃取和微波萃取等3種提取方式。根據(jù)多年的測試經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了這3種提取方式的優(yōu)缺點(diǎn)，見表1。

表1 多種前處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)對比

如表1所述，這3種提取方式中微波萃取與索氏抽提法都能將鄰苯二甲酸二異丁酯比較完全地從塑料玩具中提取出來，然而，很多基層實(shí)驗(yàn)室并不具備微波萃取儀器；因此，雖然索氏抽提法的處理時(shí)間很長，但是考慮到經(jīng)濟(jì)因素，同時(shí)也考慮到在索氏抽提操作過程中樣品和溶劑是通過紙杯隔離,抽提液比較干凈，有利于進(jìn)行儀器分析[10-11]。綜合考慮，采用索氏提取法。

2.2 固相萃?。⊿PE）條件選擇

選取一個(gè)塑料玩具實(shí)際樣品進(jìn)行固相萃?。⊿PE）條件試驗(yàn)，以觀察固相萃?。⊿PE）對鄰苯二甲酸二異丁酯與該塑料玩具樣品基質(zhì)的分離、凈化效果。即按照該方法提供的前處理?xiàng)l件，將鄰苯二甲酸二異丁酯標(biāo)準(zhǔn)溶液加入塑料玩具樣品中，提取后的標(biāo)準(zhǔn)添加樣液通過硅膠固相萃取柱，收集每3mL流出液于單個(gè)試管中，共收集5個(gè)試管、15mL，并分別檢測各段流出液中是否能夠檢測出鄰苯二甲酸酯,以確定硅膠柱凈化后收集的流出液體積。結(jié)果鄰苯二甲酸酯主要集中于第1和第2個(gè)試管中，第3個(gè)試管只有較少鄰苯二甲酸酯檢出，第4、5管則未檢出；因此，該方法確定用9mL二氯甲烷分3次洗脫固相萃取柱，這樣既可以去除基質(zhì)干擾物，又能夠最大程度地收集目標(biāo)檢測物（鄰苯二甲酸二異丁酯）。

2.3 鄰苯二甲酸二異丁酯色譜分析

按照該項(xiàng)研究提供的色譜條件進(jìn)行GC-MS分析，鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）的保留時(shí)間大約為8.4min。定性時(shí)，可根據(jù)待測陽性檢出物中碎片離子的種類和豐度比作為其陽性判別的依據(jù)，如果檢出的色譜峰的保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品一致，并且在扣除背景后的樣品質(zhì)譜圖中所有選擇離子均出現(xiàn)、豐度比基本一致的情況下，則可判斷樣品中檢出有鄰苯二甲酸二異丁酯；外標(biāo)法定量，采用選擇離子監(jiān)測（SIM）模式，萃取定量特征離子149的峰面積即可準(zhǔn)確定量[12]（表2）。鄰苯二甲酸二異丁酯的GC-MS總離子流圖見圖1。

表2 DIBP的定量和定性選擇離子

圖1 DIBP標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)總離子流色譜圖

2.4 方法線性

以該方法所確定的試驗(yàn)條件，選取標(biāo)準(zhǔn)系列濃度分別為 10，50，100，200 mg·kg-1，對鄰苯二甲酸二異丁酯標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行測定,每個(gè)濃度平行測定3次，取平均值，其濃度與響應(yīng)值有非常好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9996，表明相關(guān)性較好。

2.5 回收率與精密度試驗(yàn)

稱取1.0 g（精確至0.000 1 g）塑料玩具樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，添加濃度為100mg·kg-1鄰苯二甲酸二異丁酯標(biāo)準(zhǔn)，按照上述的提取、凈化與色譜條件，測定塑料樣品中的鄰苯二甲酸二異丁酯含量，每個(gè)濃度重復(fù)測定3次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：回收率為91.3%～96.6%，其平均回收率為94.0%，精密度（RSD）為3.2%。測定結(jié)果見表3。

3 結(jié)束語

該文主要采用索氏提取法提取、固相萃取柱凈化以及GC/MS方法分析塑料玩具中的鄰苯二甲酸二異丁酯。在目前國內(nèi)外尚無塑料玩具及其相關(guān)產(chǎn)品中鄰苯二甲酸二異丁酯檢測方法的報(bào)道和檢測標(biāo)準(zhǔn)的情況下，該項(xiàng)研究提供了一個(gè)能夠滿足REACH限量要求的玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯的檢測方法，為出口玩具企業(yè)應(yīng)對歐盟REACH法規(guī)的要求提供檢測依據(jù)，防止產(chǎn)品因違背REACH法規(guī)的要求被退運(yùn)、銷毀甚至處罰而造成重大損失。

表3 回收率和精密度

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