HPLC測定油漆中的16種多環(huán)芳烴

林直宏，袁彥華，侯鏡德，劉 辰，林靈超

（浙江福立分析儀器有限公司，浙江 溫嶺 317500）

0 引 言

多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是煤、石油、木材、煙草、有機高分子化合物等有機物不完全燃燒時產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，是環(huán)境和食品污染物[1]。迄今已發(fā)現(xiàn)有200多種PAHs，其中已有不少被確定或被懷疑具有致癌、致畸或致突變的危害。尤其是苯并[a]芘和熒蒽是強致癌物質(zhì)，嚴(yán)重影響人體健康，所以日益受到人們的關(guān)注[2]。

中國擁有世界上70%的玩具生產(chǎn)廠家，而每年因為油漆的不規(guī)范使用，導(dǎo)致數(shù)千萬件玩具被召回，造成了極大的影響和經(jīng)濟損失。出口產(chǎn)品的油漆中多環(huán)芳烴主要有16種物質(zhì)，根據(jù)歐盟76/769/EEC環(huán)保指令要求，兒童玩具的Bap含量必須小于0.2mg/kg，16項PAHs總和必須小于0.2mg/kg。

目前國內(nèi)外分離和檢測多環(huán)芳烴的方法主要有熒光分光光度法[3]、GC-MS聯(lián)合檢測法[4-5]、高效液相色譜法[6-9]。高效液相色譜法以其成本低、穩(wěn)定性好、靈敏度高、準(zhǔn)確度好等優(yōu)點，得到廣泛的應(yīng)用；為此，本文建立了高效液相色譜法同時檢測油漆的16種多環(huán)芳烴。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

FL2200II高效液相色譜儀（浙江福立分析儀器有限公司）；Ultimate PAH C18 4.6mm×250mm，5μm、硅膠固相萃取柱（均來自月旭材料（上海）有限公司）；HS2060超聲波清洗器；SK-1渦旋混合器；FA1104型萬分之一分析天平；D10-24型氮吹儀；W220水浴鍋。

乙腈、正己烷、環(huán)己烷、二甲基亞砜、二氯甲烷（以上均色譜級，美國進口）；氯化鈉（分析純，上海三鷹化學(xué)試劑有限公司）；水（二次蒸餾水以上）。

16種多環(huán)芳烴混合標(biāo)準(zhǔn)品（≥99.0%，美國Supelco公司）；內(nèi)標(biāo)物（D12，美國Supelco公司）。

1.2 色譜條件

色譜柱為Ultimate PAH C18 4.6 mm×250 mm，5 μm，以乙腈為流動相A，水為流動相B，按表1進行梯度洗脫，流速為1.5mL/min，檢測波長為220nm，柱溫35℃，進樣量20μL，使用內(nèi)標(biāo)法定量。

表1 梯度洗脫程序

1.3 多環(huán)芳烴混標(biāo)儲備液和混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

移取多環(huán)芳烴混標(biāo)0.5 mL，用正己烷定容至100 mL，即得濃度為10 mg/L多環(huán)芳烴混標(biāo)儲備液。

移取0.5 mL內(nèi)標(biāo)物標(biāo)樣，用正己烷定容至100mL，即得濃度為10mg/L內(nèi)標(biāo)物儲備液。

1.4 油漆樣品的前處理

隨機抽取市面上的油漆，稱取油漆樣品5.0 g于燒杯中，加入35 mL環(huán)己烷溶解，靜置1 h，移入分液漏斗中，用25mL環(huán)己烷洗滌燒杯后，合并至分液漏斗中，加入40mL二甲基亞砜，劇烈搖動1min，靜置分層。將下層轉(zhuǎn)移到另一個分液漏斗中，再用40 mL二甲基亞砜重復(fù)提取一次，合并提取液，棄去環(huán)己烷層。

向提取液中加入25mL環(huán)己烷和400mL 4%氯化鈉溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），劇烈搖動2min，靜置分層，將下層水相放入另一分液漏斗中，用25 mL環(huán)己烷重復(fù)提取一次，合并提取液，棄去水相。

將提取液連續(xù)用25mL 4%氯化鈉溶液（已用水浴加熱至70℃）洗滌兩次，去掉水層，將環(huán)己烷層轉(zhuǎn)移至具塞的定量試管中，用氮吹儀濃縮至近干，加入5mL正己烷，振蕩溶解，作待凈化液。

將待凈化液轉(zhuǎn)移至已活化的硅膠固相萃取柱上，控制流速為每秒0.5滴，用5 mL正己烷洗滌容器后，溶液過硅膠固相萃取柱，棄掉以上過柱液，用10 mL淋洗液（正己烷-二氯甲烷=3∶2）淋洗硅膠固相萃取柱，收集淋洗液，用氮氣吹干，移取1.0mL內(nèi)標(biāo)溶液溶解，0.45μm有機過濾膜過濾，作待樣液。

2 結(jié)果與討論

2.1 重復(fù)性測試

取濃度為4.0mg/L的混標(biāo)溶液，重復(fù)進樣5次，色譜圖見圖1，重復(fù)性結(jié)果見表2。

圖1 濃度為4.0mg/L混標(biāo)圖譜

表2 16種多環(huán)芳烴的重復(fù)性

2.2 16種多環(huán)芳烴的線性試驗和檢出限

分別取 0.4，1，2，4，6，8 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)品分析，繪制濃度和峰面積的標(biāo)準(zhǔn)曲線。后以3N為檢出限，計算檢出限，結(jié)果見表3。

2.3 空白實驗

稱取正己烷5.00g于燒杯中，按1.4項前處理方法進行空白溶液的處理。

在1.2項色譜條件下進樣，色譜圖見圖3。

2.4 樣品的測定

取1.4項下處理后的待測樣品，進行色譜分析，色譜圖見圖4，測試結(jié)果見表4。

2.5 回收率實驗

稱取油漆5.00g于燒杯中，共6份，分別加入濃度為 0.4，1，2，4，6，8mg/L 標(biāo)樣各 1mL，后分別按照 1.4項前處理方法進行處理，再進樣分析，結(jié)果見表5。

2.6 油漆前處理的探討

2.6.1 油漆的取樣量和溶劑的萃取體積

由于油漆中的PAHs含量較小，樣品的檢測水平較低，難以滿足歐盟指令中對于兒童玩具的檢測濃度≤0.2mg/kg的要求）。實驗發(fā)現(xiàn)取樣量為5.0g時，只要萃取溶劑的體積放大5倍，可有效的提高樣品檢測的靈敏度和檢測水平。

表3 16種多環(huán)芳烴的線性曲線方程與檢出限

圖2 空白溶液色譜圖

圖3 某批次油漆的樣品圖譜

表4 某一批次油漆中16種多環(huán)芳烴的含量1）

表5 回收率實驗表

2.6.2 一次萃取的處理

實驗發(fā)現(xiàn)，采用環(huán)己烷萃取時，若采用超聲波處理，由于超聲加快了溶劑的分子運動，同時萃取液易發(fā)熱，引起萘和苊烯的部分揮發(fā)，導(dǎo)致油漆中的萘和苊烯的回收率比較低。

2.6.3 二次萃取的氯化鈉濃度

實驗中對比了濃度為0.1%～10%的各種氯化鈉溶液反萃取的效果，發(fā)現(xiàn)濃度大于1.7%的氯化鈉溶液易獲得較好的分層。最終采用4%的氯化鈉溶液作為二次反萃取的鹽效應(yīng)添加劑。

2.6.4 洗滌的氯化鈉溶液溫度

實驗中對比了10～100℃的4%氯化鈉溶液的洗滌效果，可得當(dāng)溫度大于68℃時，均可有效地去除環(huán)己烷中殘留的二甲基亞楓。綜合考慮，選用70℃作為最佳洗滌溫度。

2.6.5 氮吹的影響

從各種多環(huán)芳烴的回收率情況來看，只有萘、苊、苊烯等容易受熱揮發(fā)，所以實驗過程中必須防止氮吹時間過長和流速過大。

2.7 色譜條件的優(yōu)化

2.7.1 波長的選擇

波長掃描顯示，多環(huán)芳烴在210～260nm內(nèi)均有較大吸收。綜合考慮，選用220nm作為最佳波長，不僅響應(yīng)大，并且可有效地排除干擾。

2.7.2 流動相及梯度程序的確定

實驗發(fā)現(xiàn)，流動相可采用甲醇和水，然后走梯度程序，但干擾較多，基線需要較長時間才平穩(wěn)。而采用乙腈和水做為流動相，選擇合適的梯度程序，可提高靈敏度和檢測水平，并且穩(wěn)定性也較好。

2.8 其 他

實驗發(fā)現(xiàn)，樣品和標(biāo)樣在進樣時候，溶劑容易揮發(fā)，導(dǎo)致重復(fù)性較差。樣品和標(biāo)樣需要在4℃下保存，分析時直接在冰箱里取樣，然后迅速進樣，可獲得較高的重復(fù)性。

3 結(jié)束語

本文介紹的高效液相色譜法測定油漆中的16種多環(huán)芳烴，具有檢測靈敏度高、精密度高、準(zhǔn)確度高、線性范圍好和回收率高等優(yōu)點，完全符合分析要求，適合各類油漆中多環(huán)芳烴的快速檢測。

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