摘 要 采用530 μm大口径毛细管色谱柱, 顶空气相色谱－火焰电离检测器测定, 建立了一种塑料食品包装袋中有机溶剂——甲苯、 乙酸乙酯、 丁酮和异丙醇残留的气相色谱快速分析方法, 回收率为94.8 ％～101.6 ％， 相对标准偏差为0.8 ％～2.7 ％。 方法简便、 灵敏、 准确、 重现性好。
关键词 气相色谱法, 塑料， 食品包装袋, 残留物分析， 有机溶剂
食品包装用的塑料制品， 因含有多种有机残留， 而对人体健康造成一定的危害， 尤以甲苯的含量为卫生和食品监督部门所严格控制[ 1]。 塑料食品包装袋中的乙酸乙酯、 丁酮和异丙醇虽毒性不大， 但它们的用量很大以及在环境中的行为不甚明了， 因此建立一种同时测定塑料食品包装袋中多种残留组分的分析方法是十分必要的。 有关顶空气相色谱法分析塑料食品包装袋中的挥发组分， 国内外已有报道[ 2～ 4]。 但仅限于有机残留中单组分的测定。 本文采用530 μm大口经毛细管柱， 顶空进样, 同时分离和测定了塑料食品包装袋中的乙酸乙酯、 丁酮、 异丙醇和甲苯。 该法保留时间短, 灵敏度高, 定量准确， 重现性好, 易于推广。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
HP－5890Ⅱ气相色谱仪， 配备火焰电离检测器; HP－3395积分仪(美国惠普公司）; 电热恒温水浴; 50 mL顶空瓶(自制)， 用包有聚四氟乙烯薄膜的胶塞密封; 1 mL精密注射器。 取分析纯乙酸乙酯、 丁酮、 异丙醇和甲苯分别用5 A分子筛脱水后重蒸。
1.2 气相色谱操件
色谱柱为HP－20 M 10 m×0.53 mm×2.65 μm石英毛细管柱; 柱温70 ℃， 气化室温度100 ℃, 检测器温度110 ℃； 载气为高纯氮， 流速为30 mL/min, 分流比1∶4 。
1.3 标准气的配制
抽取已标定过的乙酸乙酯、 丁酮、 异丙醇和甲苯， 注入已抽真空的配气瓶中， 用玻璃阀平衡内外压力， 再逐次用空气稀释成待用的标准气体系列。
1.4 样品分析
将薄膜厚度为0.01 mm塑料食品包装袋裁成5 mm×5 mm碎片， 称取此碎片2.0 g置于顶空瓶中， 用塞密封于85 ℃恒温预热30 min后用空气稀释至50 mL， 取 1 mL固上气体进样， 色谱图见图1。 测量各组分峰面积， 根据标准曲线求对应含量。
图1 样品色谱图
Fig.1 Sample chromatogram
1.乙酸乙脂(ethyl acetate)；2.丁酮(butanone)；3.异丙醇(isopropanol)；4.甲苯(toluene)
2 结果与讨论
2.1 线性关系与检出限
按上述标准气的配制方法， 配制成含有4种组分的系列标准混合气， 取1mL固上气体进样。 以质量浓度与其相应的峰面积求出回归方程和相关系数。 结果见表1 。
表1 定量分析结果
Table 1 The analytical results
Component Regression equation r Linear range
p/(mg.l-1) detection limit
D/(mg.m-2)
Toluene(甲苯) y=0.674x+0.002 0.999 7 0.10~4.0 0.012
Isopropanol(异丙醇) y=0.932x+0.014 0.999 2 0.25~4.0 0.063
Rutanone(丁酮) y=0.373x+0.023 0.999 1 0.20~4.0 0.022
Ethvl acctatc(乙酸乙酯) y=1.032x+0.082 0.999 8 0.10~4.0 0.017
2.2 色谱柱的选择
选用不同极性的色谱固定相进行分离比较, 实验结果表明, 固定相HP－20 M分离效果最好。 本文又对HP－20 M的填充柱、 毛细管柱和大口径毛细管柱进行了分离比较， 发现填充柱分离效果较差， 毛细管柱虽有较好的分离度， 由于柱容量较小， 而使测定的准确度和重现性受到影响。 大口径毛细管柱具有保留时间短，灵敏度高， 分离效果好， 峰形对称无拖尾， 定量准确， 重现性好等特点。 故选择HP－20 M大口径毛细管色谱柱。
2.3 平衡温度和时间对响应值的影响
采用固上色谱法， 在平衡器容量和样品量一定的情况下， 被测组分在气固两相分配比受环境影响较大， 其中平衡温度和时间尤为突出。 实验中对不同温度进行了选择， 实验结果表明， 挥发性化合物在气相中平衡浓度随温度升高而增加， 但随着温度的继续升高， 所测组分响应值略有下降， 这是由于随着温度的升高而高沸点物质在固上气体中比例有所增加， 而使所测易挥发组分相对降底。 因此选择85 ℃较为适宜。 实验结果还表明平衡时间选择30 min灵敏度最高。
2.4 精密度和回收率
取已测得浓度的4个组分的试样， 加入一定量的标准气体， 进行方法的精密度和回收率试验， 经5次平行测定， 结果列于表2。
表2 精密度和回收率试验结果(n=5)
Table 2 Results of precision and recovery test(n=5)
Component Content of sample
pS/(mg.l-1) Added
pR/(mg.l-1) Found
pF/(mg.l-1) Average recovery
R/% RSD
Sr/%
Toluene(甲苯) 0.584 0.500 1.075 98.2 1.9
Isopropanol(异丙醇) 0.773 0.500 1.281 101.6 1.2
Rutanone(丁酮) 0.929 0.500 1.403 94.8 2.7
Ethvl acctatc(乙酸乙酯) 2.007 0.500 2.497 97.9 0.8
2.5 样品测定结果
按上述色谱操作条件, 对上海、 天津和兰州等地产薄膜厚度为0.01 mm～0.05 mm的塑料食品包装袋进行了测定， 乙酸乙酯、 丁酮、 异丙醇和甲苯的含量分别为0.52～0.83 mg/m2, 0.13～ 0.23 mg/m2, 0.21 ～0.37 mg/m2和0.32 ～0.57 mg/m2。
