摘要:
本文建立了一种PFOA和PFOS的高效液相一串联质谱(LC/MS/MS)测定方法。该方法简便快速,准确可靠,可应用于纺织品和皮革制品等工业产品中PFOA、PFOS的测定。
关键词:纺织品;皮革制品;全氟辛酸;全氟辛烷磺酸盐;测定方法
全氟辛烷磺酰基化合物(Perfluorooctane Sulfonates,PFOS)以其高稳定性和特殊的防水、防油和防污性能,作为多用途表面活性剂被广泛应用于纺织、印染、造纸和化工等领域。但PFOS的大量使用使其以各种途径进入到土壤,水体等环境介质中,并通过食物链进入许多动物组织,对环境和人类健康造成极大的危害。鉴于其持久性和生态毒性,PFOS被认为是21世纪需要重点研究和防治的新型持久性有机污染物之一。全氟辛酸(PerfluorooctanoicAcid,PFOA)及其衍生产品的应用在家用产品表面处理(如不粘锅炊具)、方便食品包装,防粘污材料纤维以及防火泡沫等方面,与PFOS有相似的风险,被怀疑为致癌物质,可导致肝脏、胰腺和翠丸癌。
2006年12月,欧盟颁布了第2006/122/ECOF号欧盟议会和理事会指令,规定在欧盟市场上的制成品中PFOS含量不得超过0.005%,半成品中不得超过0.1%,纺织品或其他涂层材料中不得超过1μg/m2。该指令于2008年6月执行,要求中国所有出口到欧盟的纺织品提供不含PFOS的证明。该指令同时提到对PFOA及其盐的问题,虽然没有禁用但已经引起了广泛关注。而迄今为止,国内尚未出台纺织品中PFOS测定的强制性方法标准,相关报道也仅在研究生物体内及环境水中PFOS对环境的污染情况的时候出现,而且目前未见分析方法方面的详细研究。因此开展纺织品中PFOS的检测研究是提升国内纺织产品质量,保护人类健康和环境,积极应对贸易技术壁垒的迫切要求。
本文以建立纺织品中PFOS、PFOA准确的定性和定量检测方法为最终目标,开展纺织品中PFOS、PFOA的萃取、液相分离以及质谱检测条件的研究,力求能保证纺织品中PFOS,PFOA既检得出又检得准。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
AgilentI 100液相色谱仪,AP12000质谱联用仪(美国Applied Biosystems公司),Kudos超声仪(上海科导超声仪器有限公司),BUCHI旋转蒸发仪(Heating bath B-490,RotavaporR-200、R-210,瑞士BUCHI公司)。
PFOS标准溶液:取全氟辛烷磺酸对照品(纯度大于98%),用甲醇配制成1mg/mL标准储备液,使用时再用甲醇逐级稀释至所需浓度;按照同样方法配制PFOA标准溶液。标准储备液置于冰箱内可保存1年;甲醇、乙腈、乙酸铵等,均为分析纯(广州化学试剂厂);水为二次蒸馏水。
1.2 样品预处理
样品剪碎后,称取2.0g(精确至0.1mg),加入20mL甲醇、10mL甲苯超声提取20min,取滤液;按同样的方法重复萃取一次,合并滤液,浓缩2~3mL,用甲醇定容至10.00mL,经0.45μm滤膜过滤后上机测定。
1.3 色谱质谱条件
Eclipse XDB c18色谱柱(250ram×4.6mm,5μm),流动相为乙腈―5mmol/L乙酸铵水溶液体系,流速为0.6mL/min,进样量为10μL。
电喷雾(EsI)负离子电离模式,扫描范围m/z50~510。离子源温度120℃,电喷雾电压一4500V。
1.4 PFOA和PFOS的质谱特征
首先对标样进行全扫描分析,采用NI模式,质量扫描范围为50~510。***1和***2分别给出了PFOS和PFOA的全扫描质谱***。
对干PFOS,以一级质谱得到的准分子离子m/z498.9作为母离子,进行二级质谱分析,选择MS/MS的碎片离子m/z 99、80.2进行定性,以总离子流色谱(TIc)峰面积进行定量。
对于PFOA,以一级质谱得到的准分子离子m/z413作为母离子,进行二级质谱分析,选择MS/MS的碎片离子m/z 368.6、169.1进行定性,以总离子流色谱(TIc)峰面积进行定量。
1.5 色谱条件的优化
为使分离度增大并增加灵敏度,我们优化了流动相的组成与配比。试验主要考察了甲醇一水和乙腈一水两种体系对PFOA、PFOS分离效果的影响。前人研究发现,在水中加入适量的乙酸铵后,有利于改善峰形:pH值为6,0时,乙酸铵的存在使PFOA,PFOS的离子化程度增强。通过比较盐浓度分别为5mmol/L和10mmol/L的乙酸铵水溶液的分离效果,本试验最终选择了乙腈(流动相B)-5mmol/L乙酸铵水溶液(流动相A)体系为流动相,设计流速为0.6mL/min,洗脱梯度如表1所示,总离子流色谱***见***3。
2 结果与讨论
2.1 线性范围,线性方程与检出限
取PFOA、PFOS标准储备液逐级稀释成分别含PFOA、PFOS为0,5、1、5、10,20、50和100μg/mL的系列标准混合溶液进行测试并绘制谱***,以质谱峰面积(A,x)和质量浓度(mg/mL,y)绘制标准工作曲线,对应得到PFOA线性方程为:y=2ebx+le’,R2=1,0000,PFOS为:y=2e6x+96,R2=0,9995。由上文可知,在0.5~100μg/mL浓度范围内,线性关系良好。以取样量2.0g计,本法对PFOA,PFOS的检出限均为O,Img/kg,远低于欧盟指令规定的50mg/kg的限量,可满足纺织品、皮革制品等产品中PFOS测定的要求。
2.2 方法的回收率和精密度
取不含PFOA,PFOS的棉贴衬样品,分别加入2mg/kg和5mg/kg两种不同添加水平的PFOA,PFOS标准溶液,浸泡2h以上。待标液完全被样品吸收后,晾干,按试验方法测定加标回收率,结果见表2。
由表1可知,样品中全氟辛酸类化合物的加标回收率在78.04%-106.8%之间,相对标准偏差在5.82%~9.07%之间,均在可以接受的范围内,说明该分析方法具有较好的准确度。
3 结论
本研究采用高效液相一串联质谱技术,建立了纺织品和皮革制品中PFOA、PFOS的检测方法。方法简便快速,可应用于纺织品和皮革制品等工业产品中PFOA、PFOS的测定。但是经试验发现,这种测试方法对于复杂基质,如生物组织等的测试精确度和回收率较低,因此对于该方法的适用范围和使用还需进一步研究,这也是将来科研努力的方向。