2022-01-06 14:17:23, 天美色谱 天美仪拓实验室设备(上海)有限公司
本应用采用超声提取-浓硫酸萃取净化-负化学电离源气质联用法建立了测定运动场地合成材料面层中的短链氯化石蜡(SCCPs)含量的方法。该方法对气相色谱和质谱的条件进行了优化,试样经超声提取、浓硫酸净化后,采用选择离子检测模式(SIM)扫描,外标法定量,并通过中链氯化石蜡(MCCPs)进行校正,排除假阳性干扰。方法在0.05~0.75mg/L的宽范围内有良好的线性关系,可用于运动场地合成材料面层中短链氯化石蜡的实际检测。
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前言
短链氯化石蜡(shortchain chlorinated paraffins, SCCPs)是链长为10~13个碳原子的氯代烃混合物,氯含量为40~70%。其由石蜡经氯化制得,由于具有增塑和阻燃的功能,常被添加到塑胶跑道中。SCCPs具有远距离环境迁移能力、难降解、生物蓄积性和生态毒性等特点,被国际癌症研究机构划归为致癌2B 类物质。我国于2018 年11 月强制执行的GB 36246—2018 标准,对运动场地合成材料面层和非固体原料中SCCPs的含量进行了限制,规定合成材料面层成品和非固体原料中SCCPs 含量均不得超过1.5 g/kg。
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实验部分
SCION 456-GC-SQ气相色谱质谱联用仪,配备CI源;CP8400自动进样器
色谱柱:SCION-5ms 30m ×0.25mm×0.25 μm(部件号SC32223);
将平均氯化度为51.5%、55.5%和63.0%的短链氯化石蜡(C10~C13)标准溶液等比例混合,充分混匀后,用萃取溶剂正己烷逐级稀释,得到5mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L、25mg/L、50 mg/L、75mg/L的系列标准工作溶液。
准确称取约0.5g样品(精确到0.1mg)放入螺口刻度试管(带密封盖),加入10mL正己烷并在60℃水温下超声60min,摇匀冷却至室温。高浓度样品可进行两次萃取测试。
取5 mL试样溶液于带盖离心管中,并加入5mL 98%浓硫酸,充分混匀并用离心机分离,收集上层有机溶液。重复以上操作直至下层酸溶液澄清或无色,此过程不超过5 次。此溶液可依据实际情况直接进样,或用正己烷稀释后测试。用0.45μm 有机相滤膜过滤后,进行GC-MS 分析。
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实验结果
使用负化学电离源,采用全扫描模式(SCAN),扫描范围270~495 amu,将电离能量分别设置为20ev、50ev、70ev、100ev、120ev、150ev, 比较SCCPs的响应情况,所得SCCPs的TIC图见图1,由图1可知,电离能量为20ev时,SCCPs的响应值较小,升至50ev之后,再增大电离能量,其响应值基本无变化。另经实验测试,在实际样品测定时对SCCPs产生较大干扰的是中长链氯化石蜡,因此选择能满足要求的较低的50ev作为测定的电离能量。
选取空白基质溶液,对加标量为25 mg/L的样品重复测定7次,根据各化合物的响应值计算相对标准偏差和回收率,结果如上表1所示,目标组分24种SCCPs化合物的RSD值在2.07~4.16%之间,平均回收率90.99~96.09%,说明该方法具有较好的准确度和重复性,结果可信。
选取2种运动场地合成材料面层样品,利用建立好的方法进行分析,并通过对比MCCPs和SCCPs的谱图(保留时间、峰形、定性定量离子)对样品进行定性和定量分析。如图4所示,中长链氯化石蜡对SCCPs的测定明显存在较大干扰,尤其是样品1,仅看TIC图样品1在SCCPs出峰位置的总离子流色谱峰面积很大,远超过线性最高点(75mg/L)的峰面积,但实际SCCPs未检出。因此进一步比较各化合物的定量离子和定性离子色谱图,并结合SCCPs和MCCPs标准溶液谱图,如图5(定量离子色谱图)和图8(定性离子色谱图)对于化合物C10H17Cl5,50 mg/L的MCCPs在目标位置不出峰,样品1是在目标峰后出峰且其保留时间与目标峰峰形存在较大偏差,样品2的保留时间与峰形都与SCCPs标准溶液保持一致,因此可推断样品1该组分为长链氯化石蜡(LCCPs)干扰、样品2含有该组分;如图6和图8对于化合物C10H16Cl6,50 mg/L的MCCPs在目标峰位置出峰,其峰形明显与SCCPs存在较大区别,且响应值较小,样品1出峰情况类似C10H17Cl5为MCCPs和LCCPs干扰,样品2含有目标组分;如图7和图8对于化合物C11H14Cl10,样品1和样品2在目标位置都是MCCPs出峰。因此对于实际样品需对每个化合物的出峰情况进行判定。
利用上述方法对样品1和样品2中每个组分进行判定,并通过图3的所得的校准曲线计算,样品1未检出SCCPs;样品2中SCCPs的含量为0.109 g/kg,低于国标GB 36246-2018的限值1.5g/kg。
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结论
该应用建立了复杂基体材料中SCCPs总含量的检测方法。以正己烷为提取溶剂,在5温度下利用超声波提取SCCPs,保证其提取效率,同时采用浓硫酸净化,可以有效去除提取液中基体杂质干扰。
采用SIM模式,利用SCCPs和MCCPs中24对定性和定量离子的保留时间、峰形进行定性筛查,可以有效避免假阳性误判。
本方法样品前处理简单快捷、成本低,重复性、回收率和准确度高,能满足运动场地合成材料面层等复杂基体材料中短链氯化石蜡(SCCPs)总含量的实际检测。
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