纸制品中多氯联苯检测技术研究综述

作者:未知

  摘 要:多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物,随再生纸的使用容易引入纸制品中,对消费者健康造成威胁。文章综合介绍目前PCBs在实验室检测中的前处理方法与检测方法,为今后的检测研究提供参考。
  关键词:多氯联苯;纸制品;检测技术
  中图分类号:O657 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)21-0149-02
  Abstract: PCBs are a kind of persistent organic pollutants, which is easy to be introduced into paper products with the use of recycled paper, which poses a threat to the health of consumers. This paper comprehensively introduces the pre-processing methods and detection methods of PCBs in laboratory testing, in order to provide reference for future detection research.
  Keywords: PCBs; paper products; detection technology
  多氯联苯(PCBs)是近年来环境与包装材料领域重点关注物质。由于其化学性质稳定,曾被广泛应用于化工和印刷领域。其在自然界中很难降解,因此极易在水、土壤、大气等环境介质中残留,容易在人体中进行沉积,具有致畸致癌的特性。我国食品接触类纸中的多氯联苯主要來源主要是再生纸与脱墨废纸的使用,包装纸中的PCBs直接接触人体或迁移到食品中,会直接危险人体的健康[1-2]。
  目前国内外对于多氯联苯的检测分析范围很广,主要集中在水样、水产品、土壤、环境等中[3],由于介质的不同,对样品的前处理方法与检测方法种类繁多,在检测效果、检测时间与检测成本上均差距颇大。本文主要针对纸制品这一产品细分,对其多氯联苯的主流前处理方法与检测方法进行概述。
  1 前处理方法
  1.1 索氏提取法
  在同时测定土壤中多种多氯联苯时,索氏提取法因其具有较好的方法灵敏度与较低的干扰性,经常被选择使用[4]。而在纸制品检测中,同样有学者选取该方法进行多氯联苯的提取[5-6]。将纸制品样品剪碎后置于萃取套筒中,使用正己烷或者正己烷:丙酮(1:1)混合液在一定温度下进行6-12小时的索氏抽提,加入浓硫酸进行磺化后,过无水硫酸钠层析柱,浓缩提纯后进行气相色谱或质谱测定。
  索氏提取法对于从固体样品中萃取化合物是一种较为成熟的方法。但这种方法最大的不足是耗时过长,提取效率不高,在样品较多情况下难以实现。
  1.2 超声辅助萃取法
  超声辅助萃取法(USE)是目前纸制品中多氯联苯测定较多使用的前处理方法。该方法主要通过将切碎的纸张样品多次加入提取剂后使用超声波震荡的形式进行辅助提取,再通过旋转蒸发提纯、净化等方式获得萃取产物,进行后续分析步骤。
  在提取剂的选择上,现阶段主要有正己烷、乙腈、乙腈/正己烷/乙酸乙酯(4:3:4,v/v/v)混合溶液、乙醇、丙酮等[7-11]。多数学者选择使用正己烷作为提取试剂,主要是因为单独使用乙腈或乙醇直接进样容易造成柱流失严重,需要进行溶剂转换。
  部分研究使用了固相萃取法对经过提取的多氯联苯进行进一步萃取。在固相萃取材料的选择上,使用甲醇与正己烷对C18固相萃取小柱淋洗的研究较多,效果也较好,其它可见使用碱性氧化铝作为固相萃取材料的研究。
  超声辅助萃取法因其操作简单,数据稳定,重复性好,受到了广泛使用。该方法能够满足纸制品中多氯联苯各项检测要求,适合大批量样品测定。
  1.3 加速溶剂萃取法
  对多层复合纸质材料等做质密的包装材料,超声辅助萃取法效果并不理想。对于这种材料,需要使用加速溶剂萃取法(ASE)。该方法需要将纸制品剪碎后装入萃取池中,加入石英砂或硅藻土混合,加入正己烷作为萃取剂后,在高温高压下进行多次的静态循环加速溶剂萃取[5][12]。
  加速溶剂萃取法对纸制品中多氯联苯提取效果较好,无论回收性还是重复性都能满足要求。该方法在土壤、大气颗粒物等的检测中已经开始运用,但萃取装置价格昂贵,操作较为复杂,因此少见于纸制品一般实验室大批量样品检测。
  2 检测方法
  2.1 气相色谱法
  气相色谱法是检测多氯联苯的常用方法之一。其操作简单、检测范围大、价格较低的优势让方法容易在实验室推广。一般来说,由于PCBs含有大量氯离子,因此适合采用电子俘获ECD检测器进行检测。多氯联苯类物质属于极性物质,因此在色谱柱的选择上一般使用DB-5MS、HP-5MS或等效柱进行检测[6,13-14]。
  2.2 气相色谱-质谱联用法
  由于纸制品特别是在印刷后工艺较为复杂,多氯联苯容易受到基质效应的干扰,在定量时偶有假阳性情况产生。因此很多学者选择使用定性更为精确的气相色谱-质谱联用法[8-10][12][15-17]。该方法检出限低,重复性好,定性准确,在低浓度环境下表现良好。方法均使用电子轰击(EI)离子源,同样使用DB-5MS、HP-5MS或等效柱进行选择离子监测(SIM)。
  2.3 气相色谱-串联质谱法
  有研究还使用气相色谱-串联质谱法进行多重反应离子监测(MRM)对纸制品中多氯联苯进行检测[11][18-19]。该方法比气相色谱-质谱联用法定性更加准确,具有更强的抗干扰能力和更低的检出限,对于复杂纸制品样品进行痕量分析可以很好使用。但该设备相对价格昂贵,普及率不高,在推广方面受到一定的限制。   2.4 高效液相色谱法
  相比气相色谱法,高效液相色谱法有着稳定性与定量准确性更好的优势。有学者使用Leapsil C18柱,流动相为85+15=乙腈+水,成功对16种多氯联苯混合物样品进行有效分离[7][16]。但在定性方面,高效液相色谱法不如气相色谱-质谱联用法,且需要消耗大量溶剂,因此在纸制品样品多氯联苯含量普遍偏低的情况下,使用该方法的研究相对较少。
  3 结束语
  伴随着纸张工艺与检测技术的不断发展,简单高效的纸制品多氯联苯检测方法已经建立。随着对纸制品迁移特性的研究与安全性指标的要求,多氯联苯类物质对于人体的危害受到了广泛重视,检测方法的研究也有待进一步优化。
  而随着安全性指标的不断增加,同时测定方法的研究也被学者广泛关注。多氯联苯与邻苯二甲酸酯、磷酸三丁酯、氯酚类化合物、二苯酮类化合物的同时测定已有相关研究[9-11],这也是多氯联苯检测未来很好的发展方向。
  参考文献:
  [1]聂湘平.多氯联苯的环境毒理研究动态[J].生态科学,2003(02):171-176+182.
  [2]许洁玲,王勃,许思昭,等.食品纸质包装材料中的有害物质的产生与分析[J].现代食品科技,2009,25(09):1083-1087+1106.
  [3]曹先仲,陈花果,申松梅,等.多氯联苯的性质及其对环境的危害[J].中国科技论文在线,2008(05):375-381.
  [4]李丽君,王娜,王海娇,等.索氏提取-气质联用同时测定土壤中7种多氯联苯[J].分析试验室,2009,28(S2):4-7.
  [5]李丹.食品纸塑复合包装材料中PCBs的检测和迁移研究[D].中南林业科技大学,2012:15-35.
  [6]郭丽敏,白彦坤,李强,等.索氏提取-气相色谱法测定食品纸包装材料中的多氯联苯[J].现代仪器,2009,15(06):74-75.
  [7]李锦花,张安,郭蓓霖,等.超声波辅助提取-高效液相色谱法测定再生纸中的多氯联苯残留[J].广东化工,2018,45(03):173-175.
  [8]阮小娇,盛华栋,邢峰,等.超声辅助-分散固相萃取/气相色谱质谱法测定食品接触用纸中19种多氯联苯[J].食品科技,2018,43(08):314-318.
  [9]王颖,边照阳,李中皓,等.改进的QuEChERs-气相色谱质谱联用测定烟用接装纸中的邻苯二甲酸酯和多氯联苯[J].分析试验室,2019,38(04):459-464.
  [10]王颖,边照阳,李中皓,等.气相色谱-质谱法测定烟用接装纸中的邻苯二甲酸酯、磷酸三丁酯和多氯联苯[J].理化检验(化学分册),2018,54(09):1092-1100.
  [11]付善良,丁利,焦艳娜,等.纸质食品包裝材料中26种有机残留物的检测[J].包装工程,2014,35(03):16-21.
  [12]谭建华,李慧勇,郑艳明,等.食品纸包装材料中指示性多氯联苯的固相萃取/气相色谱-质谱联用法测定[J].分析测试学报,2009,28(03):330-332+336.
  [13]杨左军,王成云,顾浩飞,等.纸品中多氯联苯的气相色谱法测定[J].中华纸业,2011,32(04):56-59.
  [14]许力,蒋佳芮,张建铎,等.纸质食品接触材料中七种多氯联苯的气相色谱法测定[J].食品工业科技,2019,40(03):239-241+248.
  [15]陈乔华,郑艳明,李慧勇,等.气相色谱-质谱联用测定食品用纸包装中的多氯联苯[J].现代食品科技,2009,25(04):444-446.
  [16]张薇.气质谱联用测定面包包装纸中的多氯联苯[J].广州化工,2017,45(12):110-112.
  [17]陈双,杜丽萍,刘莹.纸制品中多氯联苯含量检测方法的研究[J].天津造纸,2014,36(03):5-8.
  [18]白彦坤,郭丽敏,李强.气相色谱-质谱联用法测定食品纸包装材料中的多氯联苯[J].分析仪器,2011(05):18-21.
  [19]邓乐乐,蒋佳芮,许力,等.纸质食品接触材料中7种多氯联苯的气相色谱-串联质谱法测定[J].分析试验室,2019,38(03):351-354.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14900314.htm

服务推荐