重庆塑胶跑道气相色谱-质谱法测定塑胶跑道材料中6种苯系物

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  • 发布时间:2022-10-14
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【概要描述】苯系物是指苯及衍生物,主要用于合成涂料、塑料、橡胶、树脂、纤维等材料[1,2],迄今仍在开发新用途[3]。据报道[4],2011年全球纯苯需求约为4200万吨,每年以3%的需求率增加,

重庆塑胶跑道气相色谱-质谱法测定塑胶跑道材料中6种苯系物

【概要描述】苯系物是指苯及衍生物,主要用于合成涂料、塑料、橡胶、树脂、纤维等材料[1,2],迄今仍在开发新用途[3]。据报道[4],2011年全球纯苯需求约为4200万吨,每年以3%的需求率增加,

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苯系物是指苯及衍生物,主要用于合成涂料、塑料、橡胶、树脂、纤维等材料[1,2],迄今仍在开发新用途[3]。据报道[4],2011年全球纯苯需求约为4200万吨,每年以3%的需求率增加,预计到2016年将增至5000万吨。由于大量生产使用和持续排放,苯系物在环境中已无所不在[5-7]。作为一种环境污染物,苯系物对生物体具有毒性,直接危害人类健康。世界卫生组织已将苯系物确定为强烈致癌物质[8]。大量研究表明,人长期吸入高浓度的苯类有毒有害气体,会产生头痛、头晕、失眠及记忆力衰退等症状[8-10],甚至出现血液系统疾病[11]。目前,我国跑道材料中苯系物测定方法参照GB/T 18583-2008《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量》中规定的气相色谱法进行测定。但气相色谱法很容易发生假阳性的结果,而气相色谱-质谱法(内标法)不仅能够定量,更能准确判断化合物类型,采用该方法测定跑道材料中的苯系物未见报道。本实验建立了一种气相色谱-质谱法测定塑胶跑道材料中苯系物的方法,为跑道的质量监控提供了借鉴。

1 重庆塑胶跑道实验部分

1.1 仪器与试剂

5975C气相色谱质谱联用仪(美国 Agilent 公司);MS204S电子天平(感量0.1 mg,瑞士梅特勒公司)。

试剂:苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,3,5-三氯苯、乙酸乙酯(色谱纯,Fisher Scientific)。

1.2 仪器条件

色谱柱:HP-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm);进样口温度:260℃;进样方式:分流,分流比50∶1;进样量:1 μL;载气:氦气(99.999%);流速:20 mL/min;程序升温:50℃(保持5 min),以10℃/min升温至280℃(保持5 min);电离源:EI源;离子源温度:230℃;四级杆温度:150℃;扫描模式:SIM模式(表1)。

1.3 标准溶液的选择与配制

根据苯系物的物理化学性质,实验选取1,3,5-三氯苯作为内标物。1,3,5-三氯苯完全溶于乙酸乙酯,且不与苯系物反应,其色谱峰位置在间二甲苯与甲苯二异氰酸酯之间,与所测组分的色谱峰完全分离。

内标物的配制:准确称取1,3,5-三氯苯2.5000 g(精确至0.1 mg)于250 mL容量瓶中,用乙酸乙酯溶解并定容。

标准物质的配制:分别称取苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯0.0200 g于20 mL棕色小瓶中,加入5 mL乙酸乙酯溶解,再加入5 mL内标溶液,摇匀,待测。

1.4 样品测定及计算方法

塑胶跑道样品分别取自A、B、C3个生产厂家。准确称取1.0000 g(精确至0.1 mg)样品于25 mL具塞锥形瓶中,用移液枪分别加入5 mL乙酸乙酯和5 mL内标溶液,在摇床上震荡30 min。上清液过滤膜,取1 mL至样品小瓶中,供分析测试用。

2 结果与讨论

2.1 标准物质中苯系物色谱图

图1为标准物质中苯系物的色谱图。由图可知,按照本实验方法,所得各化合物的峰形对称,无拖尾现象,分离效果较好。实验发现,乙苯和邻二甲苯在HP-5MS色谱柱上不能完全分开,因此计算两者之和。

2.2 精密度分析

根据1.3实验方法,平行制备6份标准物质溶液,按照1.2实验方法对6个试样连续进样,所测结果如表2所示。苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯精密度分别为1.42%、1.64%、1.23%、2.04%、1.54%、1.97%、1.48%,均小于3%,符合标准要求。

2.3 回收率计算

取1个空白样品,向空白样品中分别加入苯、甲苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯各0.0200 g,加入5 mL乙酸乙酯溶解,再加入5 mL内标溶液,混匀,测定一次,以得到的组分的含量计算回收率。实验发现,乙苯和邻二甲苯在HP-5MS色谱柱上不能完全分开,因此计算两者之和。由表3可以看出,苯、甲苯、乙苯和二甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的回收率分别为95%、94%、103%、98%、92%,表明该方法准确度高,符合标准要求。

2.4 样品分析

按照本实验方法对1.4制备的样品进行测定,样品谱图及苯系物含量如图2、表4所示。采取内标法对苯系物进行准确定量,测得样品A中乙苯和二甲苯、甲苯二异氰酸酯的含量分别为0.02 g/kg、0.01 g/kg,苯、甲苯、六亚甲基二异氰酸酯未检出。通过保留时间和离子峰进行定性,样品A中确实含有乙苯、二甲苯、甲苯二异氰酸酯,其含量符合限量要求(0.05 g/kg)。样品B中乙苯和二甲苯含量为0.03 g/kg,苯、甲苯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯未检出。样品C中甲苯二异氰酸酯含量为0.02 g/kg,苯、甲苯、乙苯和二甲苯、六亚甲基二异氰酸酯未检出。样品B、样品C中苯系物含量均符合限量要求(0.05 g/kg)。http://www.cqjhtyss.com/