紙制品中多氯聯苯含量檢測方法的研究探討

馬濤

摘 要：多氯聯苯（PCBs）為一類廣泛存在的環境污染物，在環境中的分解速度緩慢，是持久性有機污染物中的一類。近年來，隨著一些再生紙制品的生產，也有可能引入多氯聯苯。為此，本文主要就紙制品中多氯聯苯含量的檢測方法進行了相關的研究，以供參考。

關鍵詞：紙制品；多氯聯苯；檢測方法

引 言：多氯聯苯（polychlorinated biphenyls，簡稱PCBs） 是聯苯在不同程度上由氯原子取代后生成的人工有機化合物之總稱， 共有 209 種同系物。PCBs 最早于 1881 年由德國人合成，1929 年在美國首先開始工業生產。由于具有化學穩定性、 低揮發性、 高絕緣性及不可燃等特性，PCBs 曾被廣泛應用于阻燃劑、增塑劑、潤滑劑以及電容器和變壓器中的熱交換劑和絕緣油。

1 PCBs 的來源和分布

據 WHO 統計報道，自上個世紀二十年代開始生產以來，至八十年代末，全世界生產了約 2×107t 的工業多氯聯苯，其中約 31%已排放到環境中去。由于多氯聯苯的理化性質穩定，非常難以降解（其半衰期長達 40 年左右），加上其長期積累以及其中某些異構體和同族體高度的生物富集性和毒性，PCBs 已造成了全球性的污染。 我國 PCBs 的生產總量達萬余噸，其在環境中的污染分布狀況為：東部沿海地區及東北重工業區占 PCBs 總量的45.2%，中部地區占 35.7%，西部地區占 19.1%。PCBs 具有親脂憎水性，它在機體內有很強的蓄積性，并通過食物鏈逐漸被富集。PCBs 的特性使之能遠程遷移， 從北極的海豹到南極的海鳥蛋，以及從美國、 日本和瑞典等國的人乳中均檢測出了 PCBs。甚至在海拔幾千米的西藏南迦巴凡峰上也檢測出了。目前，隨著一些再生紙制品的生產，也有可能引入多氯聯苯。因此檢測 PCBs 對于控制其危害十分重要。

2 實驗部分

2.1氣相色譜質譜儀分析條件

色譜柱：30 m×0.25 mm （內徑）×0.25（膜厚）DM-5 ms 石英毛細柱或相當者；

柱溫程序：開始溫度為 100℃，保持 2 min→15 ℃/min 升溫至180 ℃→3℃/min升溫 至 240 ℃ ，并保持 1 min；

進樣口溫度：300 ℃；

色譜-質譜接口溫度：280 ℃；

離子阱溫度：225 ℃；

載氣：高純氦氣，純度≥99.999%，1.0 mL/min；

電離方式：EI；

電離能量：70 Ev；

進樣方式：無分流進樣；

進樣量：1μL；

溶劑延遲時間：12 min。

2.2 樣品前處理

稱取試樣0.5 g，使用10 mL 正己烷做為提取液，超聲提取 1 h。離心后，取上清液，再用正己烷8 mL 分2次對試樣超聲提取，每次 30 min，每次超聲后，離心，取上清液，合并上清液，氮氣 吹干，用正己烷重新定容到 10 mL，之后上機測定。

3 結果與討論

3.1 氣相色譜質譜條件的選擇

本實驗參照 GB/T 5009.190-2006 確定了應用氣相色譜-質譜聯用檢測多氯聯苯的色譜和質譜方法及條件。 本實驗最初設定的程序升溫是： 開始溫度為 100 ℃，保持2 min→15 ℃/min 升溫至 180 ℃→3 ℃/min 升溫至 240 ℃→10℃/min 升溫至 285 ℃并保持 10 min，后發現七氯聯苯在 26.5 min 左右已經出峰，且溫度為：237 ℃。 故將程序升溫設定為：開始溫度為 100 ℃，保持 2 min→15 ℃/min 升溫至 180℃→3 ℃/min 升溫至 240 ℃，保持 1 min。

3.2 定量離子和定性離子的確定

應用本方法對多氯聯苯標準樣品進行分析，根據多氯聯苯標準的總離子流色譜圖和相應的質譜圖確立了定量和定性離子。

3.3 前處理條件的選擇

多氯聯苯類物質的萃取常用有索氏提取法、 加速溶劑萃取法等 快速溶劑萃取系統是 近年來新出現的PCBs 提取方法，提取速度快，加標回收率高，其缺點是需要昂貴儀器設備， 并且加速溶劑萃取對樣品狀態有一定限制。 基于此，本實驗對稱樣量、提取液的用量、提取時間等前處理參數進行了試驗，選擇了合適的前處理條件。由于樣品吸水性較強，稱樣量 為1g時，正己烷需加入較多，而改稱樣量為0.5 g，加 10 mL提取液，同時反復多次提取，能夠得到較好的實驗結果，考慮到超聲時間長將有利于目標物的提取， 但由于提取液正己烷是有機溶劑，超聲時間又不宜過長，因此分別設為 1 h 和 30 min。

3.4 標準曲線和檢出限

配置 5 個系列濃度的多氯聯苯混合標準樣品，分別為 0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L。在優化并確立的色譜條件下進行校正工作曲線實驗。圖 1 為低到高濃度的色譜圖。 圖 2 為 PCBs 二級掃描色譜圖。 線性方程及相關系數、方法檢出限見表 1。

3.5 方法的回收率和精密度試驗

采用所建立的前處理方法， 對樣品添加 2 個水平，進行 6 次加標回收試驗，添加水平的回收率在 64%～95%之間，相對標準偏差在 7.9%～14.3%之間，說明方法的回收率和精密度良好。

4 結語

本方法采用 GC-MS 同時定性、定量檢測紙制品中的PCBs， 具有樣品前處理方法操作易行，雜質干擾少，色譜分離良好等特點。靈敏度，回收率及精密度均能達到分析要求，適用于紙制品中PCBs的測定。

參考文獻：

[1]劉明陽. 我國有機氯污染物污染現狀及監控對策[J]. 環境科學與技術. 2004（03）.

[2]張景明. 多氯聯苯的氣相色譜/質譜/質譜（GC/MS/MS）法測定[J].中國環境監測. 2003（03）.

[3]聶湘平. 多氯聯苯的環境毒理研究動態[J]. 生態科學. 2003（02）.