袋子法检测儿童箱包中挥发性有机化合物的探讨

廖 芸,刘丽琴,罗 峻,朱奕轩,莫月香

(广州纤维产品检测研究院,广东 广州511447)

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是有害物质的一大类,人体长期接触苯会导致慢性内脏机能障碍等症状甚至癌症的产生。甲苯、二甲苯可能产生感官(如眼睛或鼻子)刺激症状或者哮喘类的呼吸疾病[1]。儿童处在生长发育阶段,机能尚不完善,自身抵抗力相对薄弱,容易受到有害物质的危害。儿童箱包由于原材料的使用、加工等过程可能导致挥发性有机化合物的残留,在使用过程中挥发性有机化合物易释放到环境中,对儿童造成伤害。

在现行的标准和测试方法中,对于箱包中有害物质的检测主要是针对不同原料采用不同办法进行测试,存在对样品进行破坏、取样困难、缺少产品整体评估等问题。袋子法源于日系车企对汽车零部件、总成中挥发性有机化合物的检测,主要应用在汽车内饰和部件[2-5]、人造板[6]、电器产品[7]中挥发性有机物化合物的研究。本文采用袋子法对儿童箱包进行整体测试,具有无损、操作简便、绿色环保的特点。

1 试验部分

1.1 仪器

气相色谱-质谱联用仪:6890N-5975B(美国Agilent Technologies公司);热脱附仪:Ultra-UNITY(英国MARKES公司);烘箱:UF260 PLUS(德国MEMMERT公司)。

1.2 材料与试剂

Tedlar采样袋:50 L,配2个聚四氟乙烯阀门;Tenax-TA管:178 mm×6 mm(O.D.)×4 mm(I.D.),吸附剂为Tenax-TA固体吸附剂,粒径60～80目,200 mg以上;高纯氮气:99.999%纯度;标准物质:苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯(纯度≥99%)。

1.3 试验方法

1.3.1 采样流程

将试样装入经处理的采样袋中,用密封条密封。往样袋中充入样袋容积30%左右的纯氮气,用泵将气体抽出,在(25±2)℃的环境温度下充入采样袋容积40%的纯氮气。将采样袋置于(70±2)℃恒温中,保持4 h。利用气体采样泵,在200 ml/min的采集速率下,采集1 L的气体至Tenax-TA管中,上机测试。在上述条件下,不放入样品进行空白试验。

1.3.2 测试条件

热脱附参数:脱附温度250℃;脱附时间5 min;脱附气流量30 ml/min;冷阱温度-10℃;冷肼加热温度300℃;载气高纯氮气。

气相色谱-质谱的参数:色谱柱DB-5(30 m×0.25 mm×0.25μm);进样口温度250℃;载气氦气,恒流1.2 ml/min;升温程序初始温度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;传输线温度280℃;电离方式电子轰击电离(EI);电离能量70 e V;扫描方式全扫描模式,离子范围15～500 m/z。

2 结果与讨论

2.1 线性范围和检出限

2.1.1 线性范围

配制一系列标准混合溶液,分别吸取标准系列溶液1μl,通过液体标准配气装置制备Tenax-TA校准管,氮气流速100 ml/min,采集5 min。利用热脱附-气相色谱/质谱联用仪分析,以含量为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制各挥发性有机化合物的线性方程,如表1所示。

从表1中可知,各化合物在10～3 000 ng的范围内,相关系数R2均大于0.995。

2.1.2 检出限

以各分析物的信噪比S/N≥3为检出限。按采样体积1 ml换算,苯、甲苯、乙苯、对间二甲苯、邻二甲苯的检出限见表1。

2.2 精密度

加入100μg/ml浓度的标准混合溶液1μl至Tenax-TA管,平行6次测试,精密度结果见表2。从表2中可见,各化合物相对标准偏差均小于10%。

表1 挥发性有机化合物的线性回归方程及检出限

表2 挥发性有机化合物精密度测定结果(n=6)

表3 儿童背提包的测试结果 单位:mg·m-3

2.3 实际样品分析

应用本方法对市售的20个儿童箱包产品进行了测试,测试结果见表3。结果表明,所有样品在本方法试验条件下均不同程度地释放甲苯,部分样品释放出苯、乙苯、二甲苯等化合物。

3 结语

采用袋子法对儿童箱包进行整体采样,用热脱附-气相色谱/质谱仪对挥发性化合物进行分析。该方法无需破坏样品,对环境友好,操作简便,推广性强,为儿童箱包质量的监测提供了新的解决办法。