塑料玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯的測定

李天寶，王春利，劉 煒，李昊菁，易碧華，蘇淑壇，葉 林，蔣小良

（江門出入境檢驗檢疫局，廣東 江門 529000）

0 引 言

鄰苯二甲酸酯類化合物主要用在塑料制品、涂料、印染、化妝品和香料的生產過程中，近些年來，此類化合物的產量不斷增加并進入環境，成為全球性的最普遍的一類污染物[1-2]。鄰苯二甲酸酯類化合物可通過呼吸、飲食和皮膚接觸進入人體內，對人體健康造成危害。早在20世紀80年代，美國國家癌癥研究所就通過動物實驗證實了鄰苯二甲酸酯的致癌性。同時有臨床醫學證明，鄰苯二甲酸鹽會導致人類和動物有雌性激素效應，可以引起內分泌失調，使之出現生殖系統病變[3]。該物質被歐盟列為CMR物質（致癌、致誘變、致生殖毒性物質），很早以前就已經不同程度的限制鄰苯二甲酸酯的使用[4]。

2010年，歐洲化學品管理署（ECHA）正式將鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）等14種化學物質列入REACH法規高關注物質（SVHC）清單。根據歐盟REACH法規規定，包括玩具在內的輸歐產品若不符合有關高關注物質（SVHC）的規定，將面臨被召回或撤出歐盟市場的風險。

固相萃取技術（SPE）建立于傳統的液-液萃取方法，結合相似相溶原理和液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）中的固定相而逐漸發展起來的[5]。由于它能夠有效地對提取液進行富集濃縮，同時對塑料玩具制品提取液中的雜質凈化效果也比較好，現在固相萃取技術已經成為了一種用途廣泛的樣品前處理技術[6-8]。

該項研究通過對樣品提取條件和固相萃取技術的研究，建立了塑料玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）含量的GC-MS檢測方法。

1 實驗部分

1.1 儀器和設備

氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）：（7890A-5975C，美國安捷倫科技有限公司）；索氏提取器，旋轉蒸發儀（RE-52AA，上海亞榮生化儀器廠）；有機系微孔濾膜（孔徑0.45μm，天津津騰實驗設備有限公司）。

1.2 試劑和材料

二氯甲烷（色譜純，德國默克公司）；鄰苯二甲酸二異丁酯標準品（純度≥99，德國DR.Ehrenstorfer公司）；標準儲備溶液（1000mg/L）：準確稱量鄰苯二甲酸二異丁酯標準品0.05 g于50 mL棕色容量瓶中，用正己烷定容到50mL；標準工作溶液：將標準儲備溶液根據需要用正己烷逐級稀釋到所需濃度；固相萃取柱（硅膠填料500mg，柱管體積6 mL，安捷倫科技有限公司）。

1.3 前處理方法

取代表性樣品約10 g，將其剪碎至2 mm×2 mm以下尺寸，混勻。稱取1.0g（精確至0.0001g）試樣，置于索氏提取器的蒸汽室中，在150mL圓底燒瓶中加入120mL二氯甲烷,60～80℃回流提取6 h，冷卻后用旋轉蒸發儀于50℃旋轉蒸發至約剩下10 mL左右，將濃縮液加入固相萃取柱中進行凈化處理（凈化前，先用3 mL二氯甲烷預洗柱進行活化），再用3 mL二氯甲烷淋洗固相萃取柱，重復3次，收集洗脫液，用二氯甲烷定容至25 mL，經有機系微孔濾膜過濾后供GC-MS測定。

1.4 氣相色譜-質譜條件

色譜柱：DB-5MS石英毛細管柱30m×0.25mm×0.25μm；

程序升溫：80 ℃（1 min）3→0℃/min180 ℃（1 min）1→5℃/min280 ℃（8 min）；

載氣：氦氣，純度≥99.999%，流速1.2mL/min；

進樣口溫度：270℃；

進樣方式：分流進樣，分流比20：1；

色譜-質譜接口溫度：280℃；

離子源：230℃；

電離能量：70eV；

溶劑延遲:2min；

測定方式：采用全掃描方式（SCAN）定性，選擇離子監測（SIM）模式定量；

進樣量：1μL。

2 結果與討論

2.1 提取條件的選擇

鄰苯二甲酸酯類增塑劑一般為無色透明的油狀液體，難溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷、乙醚等有機溶劑[9]。根據實驗經驗，選擇了對塑料玩具萃取效果較好且對環境危害相對較小的二氯甲烷為實驗的萃取溶劑。

目前廣泛采用的鄰苯二甲酸酯類增塑劑的前處理方法主要為索式提取、超聲波萃取和微波萃取等3種提取方式。根據多年的測試經驗，總結了這3種提取方式的優缺點，見表1。

表1 多種前處理方式的優缺點對比

如表1所述，這3種提取方式中微波萃取與索氏抽提法都能將鄰苯二甲酸二異丁酯比較完全地從塑料玩具中提取出來，然而，很多基層實驗室并不具備微波萃取儀器；因此，雖然索氏抽提法的處理時間很長，但是考慮到經濟因素，同時也考慮到在索氏抽提操作過程中樣品和溶劑是通過紙杯隔離,抽提液比較干凈，有利于進行儀器分析[10-11]。綜合考慮，采用索氏提取法。

2.2 固相萃取（SPE）條件選擇

選取一個塑料玩具實際樣品進行固相萃取（SPE）條件試驗，以觀察固相萃取（SPE）對鄰苯二甲酸二異丁酯與該塑料玩具樣品基質的分離、凈化效果。即按照該方法提供的前處理條件，將鄰苯二甲酸二異丁酯標準溶液加入塑料玩具樣品中，提取后的標準添加樣液通過硅膠固相萃取柱，收集每3mL流出液于單個試管中，共收集5個試管、15mL，并分別檢測各段流出液中是否能夠檢測出鄰苯二甲酸酯,以確定硅膠柱凈化后收集的流出液體積。結果鄰苯二甲酸酯主要集中于第1和第2個試管中，第3個試管只有較少鄰苯二甲酸酯檢出，第4、5管則未檢出；因此，該方法確定用9mL二氯甲烷分3次洗脫固相萃取柱，這樣既可以去除基質干擾物，又能夠最大程度地收集目標檢測物（鄰苯二甲酸二異丁酯）。

2.3 鄰苯二甲酸二異丁酯色譜分析

按照該項研究提供的色譜條件進行GC-MS分析，鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）的保留時間大約為8.4min。定性時，可根據待測陽性檢出物中碎片離子的種類和豐度比作為其陽性判別的依據，如果檢出的色譜峰的保留時間與標準品一致，并且在扣除背景后的樣品質譜圖中所有選擇離子均出現、豐度比基本一致的情況下，則可判斷樣品中檢出有鄰苯二甲酸二異丁酯；外標法定量，采用選擇離子監測（SIM）模式，萃取定量特征離子149的峰面積即可準確定量[12]（表2）。鄰苯二甲酸二異丁酯的GC-MS總離子流圖見圖1。

表2 DIBP的定量和定性選擇離子

圖1 DIBP標準物質總離子流色譜圖

2.4 方法線性

以該方法所確定的試驗條件，選取標準系列濃度分別為 10，50，100，200 mg·kg-1，對鄰苯二甲酸二異丁酯標準物進行測定,每個濃度平行測定3次，取平均值，其濃度與響應值有非常好的線性關系,相關系數為0.9996，表明相關性較好。

2.5 回收率與精密度試驗

稱取1.0 g（精確至0.000 1 g）塑料玩具樣品，進行加標回收試驗，添加濃度為100mg·kg-1鄰苯二甲酸二異丁酯標準，按照上述的提取、凈化與色譜條件，測定塑料樣品中的鄰苯二甲酸二異丁酯含量，每個濃度重復測定3次。實驗結果表明：回收率為91.3%～96.6%，其平均回收率為94.0%，精密度（RSD）為3.2%。測定結果見表3。

3 結束語

該文主要采用索氏提取法提取、固相萃取柱凈化以及GC/MS方法分析塑料玩具中的鄰苯二甲酸二異丁酯。在目前國內外尚無塑料玩具及其相關產品中鄰苯二甲酸二異丁酯檢測方法的報道和檢測標準的情況下，該項研究提供了一個能夠滿足REACH限量要求的玩具中鄰苯二甲酸二異丁酯的檢測方法，為出口玩具企業應對歐盟REACH法規的要求提供檢測依據，防止產品因違背REACH法規的要求被退運、銷毀甚至處罰而造成重大損失。

表3 回收率和精密度

[1] 張建，石義靜，崔寅，等.土壤中鄰苯二甲酸酯類物質的降解及其對土壤酶活性的影響[J].環境科學，2010，31（12）：3056-3061.

[2] 陳波，倪靜.鄰苯二甲酸酯的毒理學效應及對人體健康的影響[J].化工技術與開發，2010，39（11）：46-49.

[3] 陳榮圻，王建平.生態紡織品與環保染化料[M].北京：中國紡織出版社，2002：256.

[4] 李宣，王進，盧瑜，等.鄰苯二甲酸酯標準塑料的制備及其物理化學性質[J].塑料科技，2010，38（5）：80-83.

[5] 譚鐳，詹雁，徐超群.SPE-GC/MS法測定有機氯、擬除蟲菊酯和有機磷[J].中國測試，2010，36（5）：45-47.

[6] 王明泰，牟峻，靳穎，等.紡織品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量的測定[J].印染，2007（7）：35-39.

[7] 劉玉春，徐維海，余莉莉.固相萃取液相色譜-質譜/質譜聯用測定河水中大環內酯類抗生素[J].分析測試學報，2006，25（7）：1-5.

[8] 馬亭，李攻科，李曉東，等.葡萄酒中白藜蘆醇的固相萃取GC/MS法測定及其生理活性的初步研究[J].高等學校化學學報，2000，21（7）：1023-1027.

[9] 陳如，蔣曉琪，王建平.鄰苯二甲酸酯及其生態毒性[J].印染助劑，2010，27（9）：52-56.

[10]王鵬，劉京龍.氯乙烯制品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的殘留及檢測方法[J].環境與健康雜質，2003，20（4）：255-256.

[11]黃理納，陳陽，蟻樂洲，等.氣相色譜-質譜法分析玩具PVC塑料中的鄰苯二甲酸酯增塑劑[J].檢驗檢疫科學，2005（15）：22-25.

[12]李天寶，劉煒，王春利.皮革制品中鄰苯二甲酸二異丁酯含量的檢測方法研究[J].西部皮革，2010，32（23）：32-34，44.