塑膠跑道中氯化石蠟含量測定前處理研究

陳 志 鐘俊芳 葉元堅

（廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，廣東 廣州 511447）

塑膠運動場作為體育場地的一項重要基礎(chǔ)建設(shè)，對普及全民健身，增強人民身體素質(zhì)具有重要作用，包括塑膠跑道、塑膠籃球場、塑膠羽毛球場、塑膠乒乓球場等。氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物，具有低揮發(fā)性、阻燃、價廉等優(yōu)點，在運動場地施工中，氯化石蠟作為輔劑普遍應用于塑膠跑道，以提高塑膠跑道的抗老化性和增加柔韌性。在早期，有關(guān)塑膠跑道研究更多集中在物理性能上，近幾年隨著塑膠運動場鋪設(shè)的增多以及“毒跑道”事件的升溫，針對跑道面層材料中有害物質(zhì)的檢測研究也越來越多。

氯化石蠟是一組人工合成的直鏈正構(gòu)烷烴氯代衍生物,其碳鏈長度為10～38 個碳原子,氯代程度通常為30%～70%（以質(zhì)量計算）[1]。室溫下, 除氯化程度為70%的氯化石蠟為白色固體外，其余的氯化石蠟為無色或淡黃色液體。一般按碳鏈長度將氯化石蠟分為3 類：碳鏈長度為10～13 個碳原子的為短鏈氯化石蠟(SCCPs)，14～17 個碳原子的為中鏈氯化石蠟 (MCCPs)，20～30 個碳原子的為典型的長鏈氯化石蠟（LCCPs）[2]。

SCCPs 和MCCPs 均具有持久性有機污染物（POPs） 特征，從多種途徑對人體健康產(chǎn)生危害。目前，有關(guān)塑膠跑道中氯化石蠟含量的檢測方法，對有效分辨不同鏈長的氯化石蠟具有一定的困難性。研究成本低廉、操作簡單且數(shù)據(jù)準確的檢測方法，對于監(jiān)管塑膠跑道產(chǎn)品原料及成品的質(zhì)量，提升環(huán)保質(zhì)量，保障廣大群眾的健康安全，促進行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升和保護環(huán)境均具有重要意義。目前對產(chǎn)品中氯化石蠟的檢測方法為化學離子源質(zhì)譜(CI-MS) 主，但氯化石蠟組分極為復雜，由于氯原子數(shù)目和取代位置的不同，導致氯化石蠟分離較難，大量的共流出物常使色譜峰呈現(xiàn)一個“五指峰”形狀，造成定量誤差很大[3]。質(zhì)譜法雖然具有較高靈敏度，但是對于分析基質(zhì)復雜樣品中的痕量或超痕量氯化石蠟時存在選擇性差的缺點，比較依賴樣品前處理的凈化程度。

本文研究建立操作簡單，檢測成本低、高效的塑膠跑道前處理方法，通過搭建碳骨架襯管，使用碳骨架氣相色譜法測定塑膠跑道中的氯化石蠟，為效排除塑膠跑道樣品中短鏈氯化石蠟和中鏈氯化石蠟的互相干擾的現(xiàn)象打好前期基礎(chǔ)。

1 儀器與試劑

Agilent 7890B 氣相色譜儀，配FID 檢測器和G4513A 自動進樣器；ANPEL 氮吹儀(上海安譜實驗科技股份有限公司；超聲波萃取儀（)；3H20RI 離心機(湖南赫西儀器裝備有限公司)。C10～C17 直鏈烷烴標準品(純度99.5%)，氯化程度55.5%的短鏈氯化石蠟和氯化程度52%中鏈氯化石蠟標準品 (濃度100 μg/mL，均購自德國Dr.Ehrenstorfer GamH 公司)；超聲波萃取儀；玻璃珠載體(60 目～80 目)；、正己烷、1,2,4-三甲苯為色譜純；固相萃取SPE 小柱；氯化鈀、氨水、乙酸、乙醚均為分析純。

2 溶液配制

直鏈烷烴混合標準溶液：準確稱取C10～C17 直鏈烷烴標準品，用正己烷配成1 000μg/mL 的標準儲備溶液，然后分別吸取C10～C17 直鏈烷烴的標準儲備液，用正己烷配成100μg/mL 的混合標準溶液。用正己烷將直鏈烷烴混合標準溶液稀釋配成0.5、1、2、5、10、20μg/mL， 密封避光儲存于4℃冰箱中。

短鏈氯化石蠟溶液：用正己烷分別將100μg/mL 的含氯量55.5%短鏈氯化石蠟和52%中鏈氯化石蠟標準品稀釋配成5、10、20、50μg/mL。

3 塑膠跑道前處理方法

現(xiàn)澆型與預制型成品跑道提取：稱取1.0 g（精確至0.1 mg） 樣品于具塞比色管中，加入正己烷定容至25 mL，具塞后用超聲波萃取儀超聲萃取30 min，然后將正己烷過濾至50mL 容量瓶，用10mL×2 正己烷洗滌殘渣，合并正己烷，并用正己烷定容至50mL，搖勻待凈化。

塑膠跑道原材料樣品提取：稱取1.0 g 原材料樣品置于50mL 離心管中，離心管加入25mL 正己烷，用超聲波萃取儀超聲萃取30 min。也可在渦旋混合器上渦旋混勻，常溫下以260 r/min 振蕩提取30 min 后，3 000 r/min 離心5 min 進行氯化石蠟的提取。提取完后取上層溶液轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶，搖勻待凈化。

凈化：先用10 mL 正己烷淋洗活化弗羅里硅土固相萃取SPE 小柱，取2 mL 萃取液上柱，靜置5 min，用5 mL 洗脫液洗脫，用具塞錐形瓶收集洗脫液，流速每秒2 滴。將洗脫液用氮氣緩緩吹干，加入2 mL 濃度為10μg/mL 的內(nèi)標溶液定容，混勻待測試。

碳骨架反應襯管

鈀催化劑的制備[4]：將0.08g 的氯化鈀加入10mL5%的乙酸溶液中，水浴加熱，緩緩攪拌，氯化鈀充分溶解后轉(zhuǎn)移到裝有19g 玻璃珠載體（粒徑0.2～0.3mm） 的表面皿中，將表面皿置于沸水浴上，不斷攪拌使水揮發(fā)至干，再加入水至表面皿，用氨水將pH 值調(diào)至9，用沸水浴將水蒸干，再將玻璃珠載體轉(zhuǎn)移至100mL 的砂芯漏斗中，加入50mL 環(huán)戊烷，將表面具氯化鈀催化劑的玻璃珠晾干備用。

碳骨架反應襯管填裝方式：在單錐襯管中依次加入0.5cm 高的脫活玻璃棉，0.2cm 高的碳酸鈣、適量的氯化鈀催化劑和0.5cm 高的脫活玻璃棉，進樣前在300℃的進樣口上老化1h，進樣針進樣時不應穿過氯化鈀催化劑柱床，以免影響催化效率。

4 結(jié)語

本文研究建立了塑膠跑道中氯化石蠟測定的前處理方法，并用氯化鈀搭建碳骨架反應襯管。前處理方法采用正己烷提取塑膠跑道中的氯化石蠟，羅里硅土固相萃取小柱凈化，經(jīng)過洗脫濃縮定容，結(jié)果前處理后的樣品，可以在高溫的鈀催化劑作用下，將氯化石蠟脫氯氫化還原成烷烴，然后采用氣相色譜進行測定。碳骨架反應氣相色譜法可有效效排除塑膠跑道樣品中氯化石蠟和互相干擾的現(xiàn)象。該前處理方法的簡單可靠、經(jīng)濟且適用性強，可為大規(guī)模的開展塑膠跑道中氯化石蠟的測定做鋪墊。