袋子法檢測兒童箱包中揮發性有機化合物的探討

廖 蕓,劉麗琴,羅 峻,朱奕軒,莫月香

(廣州纖維產品檢測研究院,廣東 廣州511447)

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

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

1 試驗部分

1.1 儀器

氣相色譜-質譜聯用儀: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;高純氮氣:99.999%純度;標準物質:苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯(純度≥99%)。

1.3 試驗方法

1.3.1 采樣流程

將試樣裝入經處理的采樣袋中,用密封條密封。往樣袋中充入樣袋容積30%左右的純氮氣,用泵將氣體抽出,在(25±2)℃的環境溫度下充入采樣袋容積40%的純氮氣。將采樣袋置于(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,上機測試。在上述條件下,不放入樣品進行空白試驗。

1.3.2 測試條件

熱脫附參數:脫附溫度250℃;脫附時間5 min;脫附氣流量30 ml/min;冷阱溫度-10℃;冷肼加熱溫度300℃;載氣高純氮氣。

氣相色譜-質譜的參數:色譜柱DB-5(30 m×0.25 mm×0.25μm);進樣口溫度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

配制一系列標準混合溶液,分別吸取標準系列溶液1μl,通過液體標準配氣裝置制備Tenax-TA校準管,氮氣流速100 ml/min,采集5 min。利用熱脫附-氣相色譜/質譜聯用儀分析,以含量為橫坐標,峰面積為縱坐標,繪制各揮發性有機化合物的線性方程,如表1所示。

從表1中可知,各化合物在10～3 000 ng的范圍內,相關系數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濃度的標準混合溶液1μl至Tenax-TA管,平行6次測試,精密度結果見表2。從表2中可見,各化合物相對標準偏差均小于10%。

表1 揮發性有機化合物的線性回歸方程及檢出限

表2 揮發性有機化合物精密度測定結果(n=6)

表3 兒童背提包的測試結果 單位:mg·m-3

2.3 實際樣品分析

應用本方法對市售的20個兒童箱包產品進行了測試,測試結果見表3。結果表明,所有樣品在本方法試驗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 結語

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