一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法与流程

本发明涉及消费品检测领域，特别是涉及快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法。

背景技术：

持久性生物累积毒性物质(简称pbt)是指同时具有持久性、生物累积性和毒性的化学物质，pbt物质在环境中不易降解、在生物体内容易蓄积并具有急性或慢性毒性，会对人体和生态环境造成严重的危害，此外，由于pbt物质易通过大气、水和土壤进行传输，影响范围涉及很远的地理学范畴，所以许多国家、地区、机构对其有严格的管控。

美国环境保护署(epa)于2021年1月发布了针对五项pbt物质(2，4，6-三(叔丁基)苯酚(2，4，6-ttbp)、十溴二苯醚(10pbde)、异丙基化磷酸三苯酯(pip)、五氯苯硫酚(pctp)和六氯丁二烯(hbcd))的最终规则，该规则已于2021年2月5日生效，并于2021年3月8日起陆续实施。按照规则要求，含有十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯和六氯丁二烯的产品，五氯苯硫酚含量超过1％的产品及含量超过0.3％的容器(＜35加仑)、机油和润滑油将禁止在美国加工和销售。

因此，考虑出口美国的产品需求，开发出一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，可以解决上述问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，提供了一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤a，样品制备：

取一干净无污染的样品夹夹取目标样品，将目标样品剪成块状或用粉碎机进行粉碎，混合均匀，得到待测样品，待测样品为块状或颗粒状；

步骤b，萃取：

称取一定质量的待测样品，置于反应管内，量取甲苯加入反应管内，将反应管置于超声波发生器内在一定条件下进行超声波萃取，取上层清液，得到第一样液，第一样液过滤后，得到待测样液；

步骤c，气相色谱-质谱联用检测：

取步骤b所得待测样液，进行气相色谱-质谱联用检测，检测条件设置如下：

气相色谱条件：升温程序为50℃保持4min，以15℃/min升温至100℃，再以30℃/min升温至250℃，保持1min，再以20℃/min升温至320℃，保持5min；样品进样量为1μl；进样方式为不分流进样；载气为高纯氦气；流速为1.0ml/min；

质谱条件：离子源为电子轰击电离源；离子源温度为250℃，进样口温度为280℃；scan范围：50-850，sim离子：799，247，118，225，282；

检测得到待测样液气相色谱图和质谱图，通过对比标准物质谱图，获得2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的定性结果；

步骤d，标准曲线的建立及定量结果获取：

分别配制浓度范围在5-50mg/l梯度浓度的2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线工作溶液，在步骤c设置的检测条件下，得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的标准物质气相色谱图，以标准曲线工作溶液的浓度为横坐标，以气相色谱图中各物质的峰面积为纵坐标进行绘制，即分别得到：2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线；将步骤c中所得待测样液气相色谱图中各物质的峰面积代入到相对应的标准曲线中，计算出待测样液中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，进而得到目标样品中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量。

本发明的有益效果：本发明的检测方法采用超声波萃取、气相色谱-质谱联用分析，操作简单、检测用时短、设备成本较低，具有很高的检测效率。同时本方法的重复性在0.60％～4.10％，重现性在1.07％～2.26％，方法检出限低至0.5-1mg/kg。其中，对异丙基化磷酸三苯酯、2，4，6-三(叔丁基)苯酚、六氯丁二烯的方法检出限为0.5mg/kg，五氯苯硫酚、十溴二苯醚的检出限为1mg/kg，灵敏度高，完全符合《美国有毒物质控制法》(tsca)的管控要求和客户的检测需求。

在一些实施方式中，步骤a中块状待测样品的长为1.5～2.5cm，宽为1.5～2.5cm。块状待测样品的大小，便于对待测样品中的目标物质进行萃取，提高萃取溶出效率。

在一些实施方式中，步骤a中颗粒状待测样品的粒径为0.4～0.6mm。颗粒状待测样品的大小，便于对待测样品中的目标物质进行萃取，提高萃取溶出效率。

在一些实施方式中，步骤b中超声波萃取的温度为45～55℃，超声波发生器的功率为500w，频率为45khz，萃取时间为50～70min。

在一些实施方式中，步骤c中色谱柱的型号为db-5ht。

在一些实施方式中，步骤d中梯度浓度的标准曲线工作溶液是浓度为5mg/l、10mg/l、20mg/l、30mg/l、50mg/l的标准曲线工作溶液。

在一些实施方式中，标准曲线工作溶液制备：分别移取0.25ml、0.5ml、1.0ml、1.5ml、2.5ml的混合中间溶液到5支10ml的棕色容量瓶中，用甲苯定容至刻度线，配制得浓度分别为5mg/l、10mg/l、20mg/l、30mg/l、50mg/l的2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线工作溶液。用于标准曲线的建立。

在一些实施方式中，混合中间溶液的制备：分别移取2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的储备溶液1ml至10ml棕色容量瓶中，用甲苯定容至刻度线，制备得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的混合中间溶液。2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的混合中间溶液用于配制标准曲线工作溶液。

在一些实施方式中，储备溶液的制备：分别称取2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质标准品0.05g，用甲苯溶解，转移到25ml棕色容量瓶，定容到刻度线，分别制备得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的储备溶液。2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的储备溶液用于配制混合中间溶液，便于标准曲线工作溶液的制备。

在一些实施方式中，检测方法的重复性为0.60％～4.10％，重现性为1.07％～2.26％，检测方法对异丙基化磷酸三苯酯、2，4，6-三(叔丁基)苯酚、六氯丁二烯的方法检出限为0.5mg/kg，对五氯苯硫酚、十溴二苯醚的检出限为1mg/kg。本方法的重复性在0.60％～4.10％，重现性在1.07％～2.26％，方法检出限低至0.5-1mg/kg，灵敏度高，完全符合《美国有毒物质控制法》的管控要求和客户的检测需求。

附图说明

图1：a为十溴二苯醚的标准曲线图，b为2，4，6-三(叔丁基)苯酚的标准曲线图，c为六氯丁二烯的标准曲线图，d为异丙基化磷酸三苯酯的标准曲线图，e为五氯苯硫酚的标准曲线图。

图2：2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的色谱图。

图3：2，4，6-三(叔丁基)苯酚的质谱图。

图4：十溴二苯醚的质谱图。

图5：异丙基化磷酸三苯酯的质谱图。

图6：五氯苯硫酚的质谱图。

图7：六氯丁二烯的质谱图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细的说明。

参考图1至图7，本发明中的甲苯选择广州化学试剂厂供应的色谱纯甲苯，2，4，6-三(叔丁基)苯酚标准品、十溴二苯醚标准品、异丙基化磷酸三苯酯标准品、五氯苯硫酚标准品和六氯丁二烯标准品均来自于dr.ehrensorfer标准品；

本发明中的超声波发生器选择昆山市超声仪器有限公司供应的kq-500de超声波发生器，气相色谱-质谱仪选择岛津集团(香港)有限公司供应的gcms-qp2010ultra气相色谱-质谱仪，色谱柱选择db-5ht，15m*0.10um*0.25mm色谱柱，粉碎机选择长沙市宏精机械设备有限公司供应的ld-100小型实验室用粉碎机。

实施例1

一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤a，样品制备：

取一干净无污染的样品夹夹取目标样品，目标样品为消费品中的塑胶，将目标样品剪成块状，混合均匀，得到待测样品，待测样品为2×2cm大小的方块；

步骤b，萃取：

称取1g待测样品，置于带螺纹的40ml反应管内，量取10ml甲苯加入反应管内，盖好盖子，将反应管置于超声波发生器内，超声波发生器的功率为500w，频率45khz，50℃条件下进行超声波萃取，萃取60min。取上层清液，得到第一样液，第一样液经过0.45μm聚四氟乙烯滤头过滤后，得到待测样液；

步骤c，气相色谱-质谱联用检测：

取步骤b所得待测样液，进行气相色谱-质谱联用检测，检测条件设置如下：

气相色谱条件：升温程序为50℃保持4min，以15℃/min升温至100℃，再以30℃/min升温至250℃，保持1min，再以20℃/min升温至320℃，保持5min；样品进样量为1μl；进样方式为不分流进样；载气为高纯氦气；流速为1.0ml/min；质谱条件：scan范围(m/z)：50-850，sim离子(m/z)：799，247，118，225，282。检测得到待测样液气相色谱图和质谱图，通过对比标准物质谱图，获得2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的定性结果。在选择离子模式下测定待测样液的色谱峰面积。

步骤d，标准曲线的建立及定量结果获取：

d1、储备溶液的制备：分别称取2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质标准品0.05g，用甲苯溶解，转移到25ml棕色容量瓶，定容到刻度线，分别制备得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的储备溶液。

d2、混合中间溶液的制备：分别移取2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的储备溶液1ml至10ml棕色容量瓶中，用甲苯定容至刻度线，制备得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的混合中间溶液。

d3、标准曲线工作溶液制备：分别移取0.25ml、0.5ml、1.0ml、1.5ml、2.5ml的混合中间溶液到5支10ml的棕色容量瓶中，用甲苯定容至刻度线，配制得浓度分别为5mg/l、10mg/l、20mg/l、30mg/l、50mg/l的2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线工作溶液。

在步骤c设置的检测条件下，对浓度分别为5mg/l、10mg/l、20mg/l、30mg/l、50mg/l的2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线工作溶液进行测定，得到2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的标准物质气相色谱图，以标准曲线工作溶液的浓度为横坐标，以气相色谱图中各物质的峰面积为纵坐标进行绘制，即分别得到：2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯的标准曲线：

2，4，6-三(叔丁基)苯酚的标准曲线：y＝385837.807812*x-283888.179687

十溴二苯醚的标准曲线：y＝5325.464063*x-12415.273438

五氯苯硫酚的标准曲线：y＝28882.884375*x-45838.140625

异丙基化磷酸三苯酯的标准曲线：y＝19875.704688*x-46010.007812

六氯丁二烯的标准曲线：y＝65365.578125*x-81119.296875

将步骤c中所得待测样液气相色谱图中各物质的峰面积代入到相对应的标准曲线中，计算出待测样液中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，进而得到目标样品中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，分别为79mg/kg、93mg/kg、102mg/kg、152mg/kg、201mg/kg。

实施例2

一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤a，样品制备：

取一干净无污染的样品夹夹取目标样品，目标样品为消费品中的纺织品，将目标样品剪成块状混合均匀，得到待测样品，待测样品为1.5×1.5cm大小的方块；

步骤b，萃取：

称取1g待测样品，置于带螺纹的40ml反应管内，量取10ml甲苯加入反应管内，盖好盖子，将反应管置于超声波发生器内，超声波发生器的功率为500w，频率45khz，45℃条件下进行超声波萃取，萃取50min。取上层清液，得到第一样液，第一样液经过0.45μm聚四氟乙烯滤头过滤后，得到待测样液；

步骤c，气相色谱-质谱联用检测：

取步骤b所得待测样液，进行气相色谱-质谱联用检测，检测条件设置如下：

气相色谱条件：升温程序为50℃保持4min，以15℃/min升温至100℃，再以30℃/min升温至250℃，保持1min，再以20℃/min升温至320℃，保持5min；样品进样量为1μl；进样方式为不分流进样；载气为高纯氦气；流速为1.0ml/min；质谱条件：scan范围(m/z)：50-850，sim离子(m/z)：799，247，118，225，282。检测得到待测样液气相色谱图和质谱图，通过对比标准物质谱图，获得2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的定性结果。在选择离子模式下测定待测样液的色谱峰面积。

将步骤c中所得待测样液气相色谱图中各物质的峰面积代入到实施例1中得到的相对应物质的标准曲线中，计算出待测样液中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，进而得到目标样品中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，分别为80mg/kg、94mg/kg、107mg/kg、156mg/kg、201mg/kg。

实施例3

一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤a，样品制备：

取一干净无污染的样品夹夹取目标样品，，目标样品为消费品中的人造革，将目标样品剪成块状混合均匀，得到待测样品，待测样品为2.5×2.5cm大小的方块；

步骤b，萃取：

称取1g待测样品，置于带螺纹的40ml反应管内，量取10ml甲苯加入反应管内，盖好盖子，将反应管置于超声波发生器内，超声波发生器的功率为500w，频率45khz，55℃条件下进行超声波萃取，萃取70min。取上层清液，得到第一样液，第一样液经过0.45μm聚四氟乙烯滤头过滤后，得到待测样液；

步骤c，气相色谱-质谱联用检测：

取步骤b所得待测样液，进行气相色谱-质谱联用检测，检测条件设置如下：

气相色谱条件：升温程序为50℃保持4min，以15℃/min升温至100℃，再以30℃/min升温至250℃，保持1min，再以20℃/min升温至320℃，保持5min；样品进样量为1μl；进样方式为不分流进样；载气为高纯氦气；流速为1.0ml/min；质谱条件：scan范围(m/z)：50-850，sim离子(m/z)：799，247，118，225，282。检测得到待测样液气相色谱图和质谱图，通过对比标准物质谱图，获得2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的定性结果。在选择离子模式下测定待测样液的色谱峰面积。

将步骤c中所得待测样液气相色谱图中各物质的峰面积代入到实施例1中得到的相对应物质的标准曲线中，计算出待测样液中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，进而得到目标样品中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，分别为79mg/kg、99mg/kg、106mg/kg、154mg/kg、206mg/kg。

实施例4

一种快速测定消费品中五种持久性生物累积毒性物质含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤a，样品制备：

取一干净无污染的样品夹夹取目标样品，目标样品为消费品中的涂料，使用粉碎机将目标样品粉碎为颗粒状，混合均匀，得到待测样品，待测样品是粒径0.5mm的颗粒状；

步骤b，萃取：

称取1g待测样品，置于带螺纹的40ml反应管内，量取10ml甲苯加入反应管内，盖好盖子，将反应管置于超声波发生器内，超声波发生器的功率为500w，频率45khz，50℃条件下进行超声波萃取，萃取60min。取上层清液，得到第一样液，第一样液经过0.45μm聚四氟乙烯滤头过滤后，得到待测样液；

步骤c，气相色谱-质谱联用检测：

取步骤b所得待测样液，进行气相色谱-质谱联用检测，检测条件设置如下：

气相色谱条件：升温程序为50℃保持4min，以15℃/min升温至100℃，再以30℃/min升温至250℃，保持1min，再以20℃/min升温至320℃，保持5min；样品进样量为1μl；进样方式为不分流进样；载气为高纯氦气；流速为1.0ml/min；质谱条件：scan范围(m/z)：50-850，sim离子(m/z)：799，247，118，225，282。检测得到待测样液气相色谱图和质谱图，通过对比标准物质谱图，获得2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯五种物质的定性结果。在选择离子模式下测定待测样液的色谱峰面积。

将步骤c中所得待测样液气相色谱图中各物质的峰面积代入到实施例1中得到的相对应物质的标准曲线中，计算出待测样液中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，进而得到目标样品中2，4，6-三(叔丁基)苯酚、十溴二苯醚、异丙基化磷酸三苯酯、五氯苯硫酚和六氯丁二烯这五种物质的含量，分别为85mg/kg、96mg/kg、110mg/kg、159mg/kg、209mg/kg。

实施例5

为了证明本发明的检测方法的重复性和重现性，安排3名检测人员，参照本实施例1的检测方法在同一目标样品中分别加入2，4，6-三(叔丁基)苯酚、异丙基化磷酸三苯酯、六氯丁二烯浓度为0.5mg/kg和十溴二苯醚、五氯苯硫酚浓度为1.0mg/kg的标准物质，每种物质样品设定3个平行样，计算该添加浓度水平下的加标回收率。结果见表1。

表1

通过表1，可以得出本发明的检测方法重复性为0.60％～4.10％，重现性1.07％～2.26％，通过表1可以看出，本方法对目标物质的方法检出限较低，低至0.5-1mg/kg，这证明本发明的检测方法具有良好的精密度，检测结果的重复性和重现性良好，满足客户检测的需要。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。