塑胶跑道中氯化石蜡含量测定前处理研究

陈 志 钟俊芳 叶元坚

（广州质量监督检测研究院，广东 广州 511447）

塑胶运动场作为体育场地的一项重要基础建设，对普及全民健身，增强人民身体素质具有重要作用，包括塑胶跑道、塑胶篮球场、塑胶羽毛球场、塑胶乒乓球场等。氯化石蜡是石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、价廉等优点，在运动场地施工中，氯化石蜡作为辅剂普遍应用于塑胶跑道，以提高塑胶跑道的抗老化性和增加柔韧性。在早期，有关塑胶跑道研究更多集中在物理性能上，近几年随着塑胶运动场铺设的增多以及“毒跑道”事件的升温，针对跑道面层材料中有害物质的检测研究也越来越多。

氯化石蜡是一组人工合成的直链正构烷烃氯代衍生物,其碳链长度为10～38 个碳原子,氯代程度通常为30%～70%（以质量计算）[1]。室温下, 除氯化程度为70%的氯化石蜡为白色固体外，其余的氯化石蜡为无色或淡黄色液体。一般按碳链长度将氯化石蜡分为3 类：碳链长度为10～13 个碳原子的为短链氯化石蜡(SCCPs)，14～17 个碳原子的为中链氯化石蜡 (MCCPs)，20～30 个碳原子的为典型的长链氯化石蜡（LCCPs）[2]。

SCCPs 和MCCPs 均具有持久性有机污染物（POPs） 特征，从多种途径对人体健康产生危害。目前，有关塑胶跑道中氯化石蜡含量的检测方法，对有效分辨不同链长的氯化石蜡具有一定的困难性。研究成本低廉、操作简单且数据准确的检测方法，对于监管塑胶跑道产品原料及成品的质量，提升环保质量，保障广大群众的健康安全，促进行业产品质量提升和保护环境均具有重要意义。目前对产品中氯化石蜡的检测方法为化学离子源质谱(CI-MS) 主，但氯化石蜡组分极为复杂，由于氯原子数目和取代位置的不同，导致氯化石蜡分离较难，大量的共流出物常使色谱峰呈现一个“五指峰”形状，造成定量误差很大[3]。质谱法虽然具有较高灵敏度，但是对于分析基质复杂样品中的痕量或超痕量氯化石蜡时存在选择性差的缺点，比较依赖样品前处理的净化程度。

本文研究建立操作简单，检测成本低、高效的塑胶跑道前处理方法，通过搭建碳骨架衬管，使用碳骨架气相色谱法测定塑胶跑道中的氯化石蜡，为效排除塑胶跑道样品中短链氯化石蜡和中链氯化石蜡的互相干扰的现象打好前期基础。

1 仪器与试剂

Agilent 7890B 气相色谱仪，配FID 检测器和G4513A 自动进样器；ANPEL 氮吹仪(上海安谱实验科技股份有限公司；超声波萃取仪（)；3H20RI 离心机(湖南赫西仪器装备有限公司)。C10～C17 直链烷烃标准品(纯度99.5%)，氯化程度55.5%的短链氯化石蜡和氯化程度52%中链氯化石蜡标准品 (浓度100 μg/mL，均购自德国Dr.Ehrenstorfer GamH 公司)；超声波萃取仪；玻璃珠载体(60 目～80 目)；、正己烷、1,2,4-三甲苯为色谱纯；固相萃取SPE 小柱；氯化钯、氨水、乙酸、乙醚均为分析纯。

2 溶液配制

直链烷烃混合标准溶液：准确称取C10～C17 直链烷烃标准品，用正己烷配成1 000μg/mL 的标准储备溶液，然后分别吸取C10～C17 直链烷烃的标准储备液，用正己烷配成100μg/mL 的混合标准溶液。用正己烷将直链烷烃混合标准溶液稀释配成0.5、1、2、5、10、20μg/mL， 密封避光储存于4℃冰箱中。

短链氯化石蜡溶液：用正己烷分别将100μg/mL 的含氯量55.5%短链氯化石蜡和52%中链氯化石蜡标准品稀释配成5、10、20、50μg/mL。

3 塑胶跑道前处理方法

现浇型与预制型成品跑道提取：称取1.0 g（精确至0.1 mg） 样品于具塞比色管中，加入正己烷定容至25 mL，具塞后用超声波萃取仪超声萃取30 min，然后将正己烷过滤至50mL 容量瓶，用10mL×2 正己烷洗涤残渣，合并正己烷，并用正己烷定容至50mL，摇匀待净化。

塑胶跑道原材料样品提取：称取1.0 g 原材料样品置于50mL 离心管中，离心管加入25mL 正己烷，用超声波萃取仪超声萃取30 min。也可在涡旋混合器上涡旋混匀，常温下以260 r/min 振荡提取30 min 后，3 000 r/min 离心5 min 进行氯化石蜡的提取。提取完后取上层溶液转移至50mL 容量瓶，摇匀待净化。

净化：先用10 mL 正己烷淋洗活化弗罗里硅土固相萃取SPE 小柱，取2 mL 萃取液上柱，静置5 min，用5 mL 洗脱液洗脱，用具塞锥形瓶收集洗脱液，流速每秒2 滴。将洗脱液用氮气缓缓吹干，加入2 mL 浓度为10μg/mL 的内标溶液定容，混匀待测试。

碳骨架反应衬管

钯催化剂的制备[4]：将0.08g 的氯化钯加入10mL5%的乙酸溶液中，水浴加热，缓缓搅拌，氯化钯充分溶解后转移到装有19g 玻璃珠载体（粒径0.2～0.3mm） 的表面皿中，将表面皿置于沸水浴上，不断搅拌使水挥发至干，再加入水至表面皿，用氨水将pH 值调至9，用沸水浴将水蒸干，再将玻璃珠载体转移至100mL 的砂芯漏斗中，加入50mL 环戊烷，将表面具氯化钯催化剂的玻璃珠晾干备用。

碳骨架反应衬管填装方式：在单锥衬管中依次加入0.5cm 高的脱活玻璃棉，0.2cm 高的碳酸钙、适量的氯化钯催化剂和0.5cm 高的脱活玻璃棉，进样前在300℃的进样口上老化1h，进样针进样时不应穿过氯化钯催化剂柱床，以免影响催化效率。

4 结语

本文研究建立了塑胶跑道中氯化石蜡测定的前处理方法，并用氯化钯搭建碳骨架反应衬管。前处理方法采用正己烷提取塑胶跑道中的氯化石蜡，罗里硅土固相萃取小柱净化，经过洗脱浓缩定容，结果前处理后的样品，可以在高温的钯催化剂作用下，将氯化石蜡脱氯氢化还原成烷烃，然后采用气相色谱进行测定。碳骨架反应气相色谱法可有效效排除塑胶跑道样品中氯化石蜡和互相干扰的现象。该前处理方法的简单可靠、经济且适用性强，可为大规模的开展塑胶跑道中氯化石蜡的测定做铺垫。