袋子法檢測兒童箱包中揮發(fā)性有機(jī)化合物的探討

廖 蕓,劉麗琴,羅 峻,朱奕軒,莫月香

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院,廣東 廣州511447)

揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs)是有害物質(zhì)的一大類,人體長期接觸苯會導(dǎo)致慢性內(nèi)臟機(jī)能障礙等癥狀甚至癌癥的產(chǎn)生。甲苯、二甲苯可能產(chǎn)生感官(如眼睛或鼻子)刺激癥狀或者哮喘類的呼吸疾病[1]。兒童處在生長發(fā)育階段,機(jī)能尚不完善,自身抵抗力相對薄弱,容易受到有害物質(zhì)的危害。兒童箱包由于原材料的使用、加工等過程可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)化合物的殘留,在使用過程中揮發(fā)性有機(jī)化合物易釋放到環(huán)境中,對兒童造成傷害。

在現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和測試方法中,對于箱包中有害物質(zhì)的檢測主要是針對不同原料采用不同辦法進(jìn)行測試,存在對樣品進(jìn)行破壞、取樣困難、缺少產(chǎn)品整體評估等問題。袋子法源于日系車企對汽車零部件、總成中揮發(fā)性有機(jī)化合物的檢測,主要應(yīng)用在汽車內(nèi)飾和部件[2-5]、人造板[6]、電器產(chǎn)品[7]中揮發(fā)性有機(jī)物化合物的研究。本文采用袋子法對兒童箱包進(jìn)行整體測試,具有無損、操作簡便、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:6890N-5975B(美國Agilent Technologies公司);熱脫附儀:Ultra-UNITY(英國MARKES公司);烘箱:UF260 PLUS(德國MEMMERT公司)。

1.2 材料與試劑

Tedlar采樣袋:50 L,配2個(gè)聚四氟乙烯閥門;Tenax-TA管:178 mm×6 mm(O.D.)×4 mm(I.D.),吸附劑為Tenax-TA固體吸附劑,粒徑60～80目,200 mg以上;高純氮?dú)?99.999%純度;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯(純度≥99%)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 采樣流程

將試樣裝入經(jīng)處理的采樣袋中,用密封條密封。往樣袋中充入樣袋容積30%左右的純氮?dú)?用泵將氣體抽出,在(25±2)℃的環(huán)境溫度下充入采樣袋容積40%的純氮?dú)狻⒉蓸哟糜?70±2)℃恒溫中,保持4 h。利用氣體采樣泵,在200 ml/min的采集速率下,采集1 L的氣體至Tenax-TA管中,上機(jī)測試。在上述條件下,不放入樣品進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.3.2 測試條件

熱脫附參數(shù):脫附溫度250℃;脫附時(shí)間5 min;脫附氣流量30 ml/min;冷阱溫度-10℃;冷肼加熱溫度300℃;載氣高純氮?dú)狻?/p>

氣相色譜-質(zhì)譜的參數(shù):色譜柱DB-5(30 m×0.25 mm×0.25μm);進(jìn)樣口溫度250℃;載氣氦氣,恒流1.2 ml/min;升溫程序初始溫度40℃保持3 min,以5℃/min升至150℃保持2 min,再以20℃/min升至290℃,保持2 min;傳輸線溫度280℃;電離方式電子轟擊電離(EI);電離能量70 e V;掃描方式全掃描模式,離子范圍15～500 m/z。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍和檢出限

2.1.1 線性范圍

配制一系列標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,分別吸取標(biāo)準(zhǔn)系列溶液1μl,通過液體標(biāo)準(zhǔn)配氣裝置制備Tenax-TA校準(zhǔn)管,氮?dú)饬魉?00 ml/min,采集5 min。利用熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀分析,以含量為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制各揮發(fā)性有機(jī)化合物的線性方程,如表1所示。

從表1中可知,各化合物在10～3 000 ng的范圍內(nèi),相關(guān)系數(shù)R2均大于0.995。

2.1.2 檢出限

以各分析物的信噪比S/N≥3為檢出限。按采樣體積1 ml換算,苯、甲苯、乙苯、對間二甲苯、鄰二甲苯的檢出限見表1。

2.2 精密度

加入100μg/ml濃度的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液1μl至Tenax-TA管,平行6次測試,精密度結(jié)果見表2。從表2中可見,各化合物相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%。

表1 揮發(fā)性有機(jī)化合物的線性回歸方程及檢出限

表2 揮發(fā)性有機(jī)化合物精密度測定結(jié)果(n=6)

表3 兒童背提包的測試結(jié)果 單位:mg·m-3

2.3 實(shí)際樣品分析

應(yīng)用本方法對市售的20個(gè)兒童箱包產(chǎn)品進(jìn)行了測試,測試結(jié)果見表3。結(jié)果表明,所有樣品在本方法試驗(yàn)條件下均不同程度地釋放甲苯,部分樣品釋放出苯、乙苯、二甲苯等化合物。

3 結(jié)語

采用袋子法對兒童箱包進(jìn)行整體采樣,用熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜儀對揮發(fā)性化合物進(jìn)行分析。該方法無需破壞樣品,對環(huán)境友好,操作簡便,推廣性強(qiáng),為兒童箱包質(zhì)量的監(jiān)測提供了新的解決辦法。