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文檔簡介
《消費品中重點化學(xué)物質(zhì)檢測方法
第8部分:全氟辛烷磺酸(PFOS)和
全氟辛酸(PFOA)》
編制說明
二〇二四年八月
編制說明
一任務(wù)來源
本標(biāo)準(zhǔn)于2024年04月25日下達,計劃編號為20240942-T-469,由全國消費
品安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC508)提出并歸口。
二編制過程
為使制定的《消費品中重點化學(xué)物質(zhì)檢測方法第8部分:全氟辛烷磺酸(PFOS)
和全氟辛酸(PFOA)》國家標(biāo)準(zhǔn)具有先進性和科學(xué)性,標(biāo)準(zhǔn)起草工作組進行了大
量的工作,主要工作過程包括:
2024年4月到2024年5月,開展調(diào)研工作,結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外法規(guī)要求和標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)狀,確定研究對象,制定起草計劃。
2024年6月到2024年7月,標(biāo)準(zhǔn)起草組按照標(biāo)準(zhǔn)啟動會制定的方案進行信息
收集和調(diào)研、標(biāo)準(zhǔn)方法參數(shù)的實驗優(yōu)化及實驗室內(nèi)部論證等標(biāo)準(zhǔn)制定工作,在此基
礎(chǔ)上編寫了國家標(biāo)準(zhǔn),形成工作組討論稿。8月2日,TC508秘書處召開了標(biāo)準(zhǔn)研
討會,對標(biāo)準(zhǔn)的研究內(nèi)容和進展進行把關(guān)。
2024年8月,根據(jù)研討會專家意見補充相關(guān)試驗驗證工作,形成征求意見稿。
2024年8月-10月,由全國消費品安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織公開進行為期兩
個月的征求意見。
三編制原則
本標(biāo)準(zhǔn)的編制以消費品相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、政策和規(guī)劃為根據(jù),積極借鑒
國內(nèi)外先進標(biāo)準(zhǔn),遵循“科學(xué)性、先進性、可行性、規(guī)范性”的原則,通過制定和實
施標(biāo)準(zhǔn),促進經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一。
科學(xué)性
國家標(biāo)準(zhǔn)制定前,起草組首先搜集了國內(nèi)外先進標(biāo)準(zhǔn)和研究,調(diào)查了PFOA和
PFOS作為表面活性劑主要應(yīng)用于哪些消費品中以及在相關(guān)消費品中的添加情況、
管控要求和檢測方法等,結(jié)合了研究資料和實際數(shù)據(jù),保證了國家標(biāo)準(zhǔn)制定的科學(xué)
性。
先進性
國家標(biāo)準(zhǔn)制定過程中標(biāo)準(zhǔn)起草組查閱了國際國內(nèi)各個專家和地區(qū)對于消費品
中PFOA和PFOS檢測方法的相關(guān)法規(guī)法律、標(biāo)準(zhǔn)資料和科研論文,并在制定過
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程中多次與行業(yè)內(nèi)的專家進行了咨詢和討論,確保了檢測方法的先進性。
可行性
標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)與經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平相適應(yīng)。本標(biāo)準(zhǔn)在參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及
研究報道的基礎(chǔ)上,充分考慮了我國檢測技術(shù)現(xiàn)狀,并多次與同行專家就檢測技術(shù)
及遷移過程進行討論,保證了標(biāo)準(zhǔn)的可行性。
規(guī)范性
本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和
起草規(guī)則》和GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分:試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的要
求進行編制,保證了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性。
四研究背景
全氟辛烷磺酸(Perfluorooctanesulfonicacid,PFOS)和全氟辛酸
(Perfluorooctanoicacid,PFOA)是兩種最具代表性的傳統(tǒng)全氟和多氟烷基物質(zhì)
(PFASs),具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和高表面活性,可賦予產(chǎn)品防油、防
水、防污、耐化學(xué)品性和耐高溫性等特點,可以作為表面防污處理劑、油漆添加劑、
粘合劑、阻燃劑、殺蟲劑等[1-2],曾經(jīng)被廣泛的用于化工電鍍、消防設(shè)施、涂料、
皮革、紡織、炊具制造和合成洗滌劑等諸多工業(yè)生產(chǎn)和生活消費領(lǐng)域[3-6]。
PFOA可導(dǎo)致心臟代謝疾病、內(nèi)分泌紊亂、腎功能損害、肝臟、胰腺等臟器癌
癥的發(fā)病率升高,PFOS可對機體的神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)
產(chǎn)生損傷,具有遺傳毒性、雄性生殖毒性、神經(jīng)毒性、發(fā)育毒性和內(nèi)分泌干擾作用
等多種毒性,被認為是一類具有全身多臟器毒性的物質(zhì)[7-11]。2017年10月27日,
在世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單中,全氟辛酸(PFOA)就在
其2B類致癌物清單中。
PFOA和PFOS是人工合成的具有高穩(wěn)定性的化合物,其中C-F鍵鍵能高達
460kJ·mol-1,氟原子最外層的3對未成鍵電子可以有效保護C-F鍵,因此該類
化合物能夠經(jīng)受較強光、熱、化學(xué)和微生物作用以及動物的代謝。近年來,大量報
道PFOA和PFOS在土壤、水、大氣、食品、生物樣品甚至極地冰川都有檢出[12-18]。
具有很強的生物累積性,哺乳動物、蚤類和其他水生生物食物鏈等高生態(tài)位的水生
生物對PFOA和PFOS具有很強的生物富集作用,分布于血液和肝臟[19-20]。目前,
世界各國PFOA和PFOS的危害和污染已達成共識。這兩種物質(zhì)分別于2009及2018
年被納入《關(guān)于持久性有機物的斯德哥爾摩公約》,160多個國家和地區(qū)同意減少
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并最終禁止使用該類物質(zhì)。GB/T39498-2020《消費品中重點化學(xué)物質(zhì)使用控制指
南》中規(guī)定涂料中PFOS含量<1.0μg/m2,明確含有該物質(zhì)的其他消費品中該物質(zhì)
含量<0.1%;PFOA全氟辛酸及其鹽含量<25μg/kg(μg/L),全氟辛酸及其鹽和
碳鏈長度≥8的全氟羧酸化合物單項或總含量<1000μg/kg(μg/L)。
我國已對很多產(chǎn)品都制定了相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn),但PFOA和PFOS應(yīng)用場景十
分廣泛,目前在粘合劑、殺蟲劑、清潔產(chǎn)品、裝飾裝修材料、家具等消費品中,尚
缺乏PFOS和PFOA測定的檢測方法國家標(biāo)準(zhǔn)。因此制定消費品中PFOA和PFOS
的測定方法標(biāo)準(zhǔn)具有非常重要的意義,可以為政府部門監(jiān)管提供有力的技術(shù)支撐,
推動相關(guān)行業(yè)質(zhì)量提升。
五國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究
比較了國內(nèi)外不同行業(yè)針對PFOA和PFOS測定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如紡織材料、
紡織品、紡織染整助劑、皮革和毛皮、紙質(zhì)耐熱材料、涂料、洗滌用品、電子電氣
和化妝品和食品接觸材料及制品,分別為《紡織品和紡織產(chǎn)品-有機氟第1部分:
通過使用液相色譜法的提取方法確定非揮發(fā)性化合物》(EN17681-1:2022)、《紡
織品全氟辛烷磺?;衔锖腿人岬臏y定》(GB/T31126-2014)和《紡織品全
氟己烷磺酸及其鹽類的測定》(GB/T40917-2021)、《紡織染整助劑中有害物質(zhì)
的測定第2部分:全氟辛烷磺?;衔?PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的測定高效液
相色譜-質(zhì)譜法》(GB/T29493.2-2013)、《皮革和毛皮化學(xué)試驗全氟辛烷磺?;?/p>
化合物(PFOS)和全氟辛酸類物質(zhì)(PFOA)的測定》(GB/T36929-2018)和《皮
革及其制品中全氟辛烷磺酸的測定液相色譜-質(zhì)譜質(zhì)譜法》(SN/T2449-2010)、《紙
制耐熱材料中全氟和多氟化合物的測定》(SN/T5352-2021)、《涂料中全氟辛酸
及其鹽的測定高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》(GB/T28606-2012)、《進出口洗滌用
品和化妝品中全氟辛烷磺酸的測定液相色譜-質(zhì)譜質(zhì)譜法》(SN/T2393-2009)、《電
子電氣產(chǎn)品中全氟辛酸和全氟辛烷磺酸的測定超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法》(GB/T
37760-2019)和《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品全氟辛烷磺酸(PFOS)
和全氟辛酸(PFOA)的測定》(GB31604.35-2016),國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比
較詳見表1。
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表1國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比較
與國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比較
前處理參數(shù)檢測
檢測標(biāo)準(zhǔn)適用范圍樣品制備提取溶劑提取方式檢測設(shè)備檢測物質(zhì)定量方法
塑料和橡膠樣品,先使用剪刀等工具將其
破碎成5mm×5mm以下的小塊后,再用冷
塑料、橡膠和紙
本標(biāo)準(zhǔn)凍研磨儀研磨成粒徑小于0.5mm的粉末;乙腈超聲LC-MS/MSPFOSPFOA外標(biāo)法
質(zhì)材料
紙制品使用剪刀將其破碎成5mm×5mm
以下的小塊。
紡織材料和涂
EN17681-1:2022測試樣品應(yīng)切成1cm×1cm的小塊甲醇超聲LC-MS/MS全氟化合物同位素稀釋法
層織物
全氟己烷磺酸及
GB/T40917-2021紡織品剪成約5mm×5mm的小片甲醇超聲LC-MS/MS外標(biāo)法
其鹽
GB/T29493.2-2013紡織染整助劑無甲醇超聲LC-MS/MSPFOSPFOA外標(biāo)法
全氟辛烷磺?;?/p>
GB/T31126-2014紡織品剪成約5mm×5mm的小片甲醇超聲LC-MS/MS化合物和全氟羧外標(biāo)法
酸
GB/T36929-2018皮革、毛皮切割成4mm×4mm顆粒甲醇索氏提取LC-MS/MSPFOSPFOA外標(biāo)法
GB/T28606-2012涂料無水超聲LC-MS/MS全氟辛酸及其鹽外標(biāo)法
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全氟和多氟化合
SN/T5352-2021紙制耐熱材料剪碎2mm×2mm的小塊甲醇超聲LC-MS/MS內(nèi)標(biāo)法
物
四丁基硫酸氫銨
粉狀、膏狀、棒狀型樣品超聲
水溶液
牙膏樣品甲醇微波提取
洗滌用品和化
SN/T2393-2009液體樣品甲醇振蕩提取LC-MS/MS全氟辛烷磺酸外標(biāo)法
妝品
乳劑、油狀液體樣品甲醇混勻過萃取柱
全氟辛酸和全氟
GB/T37760-2019電子電氣產(chǎn)品固體樣品應(yīng)經(jīng)液氮粉碎機甲醇超聲LC-MS/MS外標(biāo)法
辛烷磺酸
塑料類、硅膠類試樣:剪碎至5mm×5mm
以下,再用液氮冷凍粉碎機研磨成粉末
狀;樹脂類打碎,再用液氮冷凍粉碎機研
食品接觸材料全氟辛酸和全氟
GB31604.35-2016磨成粉末狀;涂層類試樣:用小刀刮下,甲醇加速溶劑萃取池LC-MS/MS內(nèi)標(biāo)法
及制品辛烷磺酸
再用液氮冷凍粉碎機研磨成粉末狀;紙板
盒類、聚乙烯類試樣:用剪刀剪成1cm×1
cm大小。
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六方法概述
全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的前處理方法:對于固體樣品,
準(zhǔn)確稱取樣品1.0g(精確到0.0001g)于50mL具塞玻璃瓶中,準(zhǔn)確加入30.0mL
乙腈,置于超聲波萃取儀中,70℃下超聲提取60min,靜置冷卻至室溫后,萃取
液依次用2mL乙腈和2mL水固相萃取柱活化后,棄去流出液,將樣液逐漸轉(zhuǎn)移
至固相萃取柱內(nèi),用1%(v/v)的氨水乙腈溶液淋洗,收集淋洗液,氮吹濃縮至
近干,用乙腈-乙酸銨混合溶液定容至1mL,經(jīng)0.22μm濾膜過濾后,濾液采用
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀進行測定,外標(biāo)法定量分析。
七實驗技術(shù)論證
7.1研究對象的選擇及陽性樣品
7.1.1研究對象的選擇
全氟辛烷磺酸(Perfluorooctanesulfonicacid,PFOS)和全氟辛酸
(Perfluorooctanoicacid,PFOA)是兩種最具代表性的傳統(tǒng)PFASs,具有優(yōu)良的
化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和高表面活性,可賦予產(chǎn)品防油、防水、防污、耐化學(xué)品性
和耐高溫性等特點,可以作為表面防污處理劑、油漆添加劑、粘合劑、阻燃劑、
殺蟲劑等,曾經(jīng)被廣泛的用于化工電鍍、消防設(shè)施、涂料、皮革、紡織、炊具制
造和合成洗滌劑等諸多工業(yè)生產(chǎn)和生活消費領(lǐng)域。鑒于此,本標(biāo)準(zhǔn)將針對最具代
表性的塑料制品進行研究。
7.1.2陽性樣品
針對以上研究對象,選購陽性樣品。
本標(biāo)準(zhǔn)購買的東莞市精析標(biāo)物計量科技有限公司(即瑞標(biāo))質(zhì)控樣品(RM),
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號:RMH004a,以PVC作為基質(zhì),為顆粒狀,全氟辛酸(PFOA)和
全氟辛烷磺酸(PFOS)的標(biāo)準(zhǔn)值分別為10.5mg/kg、10.3mg/kg,樣品的均勻性
和穩(wěn)定性良好。
7.1.3陽性樣品粒徑對測試結(jié)果的影響
由于塑料(高分子材料)的特殊性能,樣品的大小會對PFOS和PFOA的萃
取效率有直接影響;通過查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)塑料中化學(xué)物質(zhì)的檢測大多采用先
剪成小顆粒,或者用到刀刃等切削工具從樣品上刮削后再剪碎,然后直接檢測,
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或者再經(jīng)過破碎或粉碎后再檢測。因此針對塑料樣品的制備比較了剪碎、刮削后
剪碎、粉碎、大顆粒找出最優(yōu)的制備方式。
分別比較了不粉碎、剪刀剪碎、手術(shù)刀刮削后剪刀剪碎、粉碎后過0.5mm
標(biāo)準(zhǔn)篩,以粉碎制樣方式的萃取效率為100%,歸一化后測試結(jié)果詳見表2。表2
結(jié)果顯示,粉碎的萃取效率最高,不粉碎剪刀剪碎、手術(shù)刀刮削后剪刀剪碎萃取
效率分別為2.35%、4.18%~4.37%、7.59%~8.09%,都沒有超過10%,萃取效率都
較低,因此對于橡膠和塑料樣品,本標(biāo)準(zhǔn)采用粉碎的樣品制備方法。
表2粒徑對測試結(jié)果的影響
PFOS(積分面積)PFOA(積分面積)PFOS/%PFOA/%
直接萃取0112625611461.452.35
直接萃取0212065609851.392.35
剪碎01288401134583.314.37
剪碎02293481087063.374.18
刮削01502981972665.787.59
刮削02516462102785.938.09
粉碎018703052408129100.0092.70
粉碎02845330259782197.13100.00
7.2前處理的優(yōu)化
7.2.1提取溶劑的選擇
萃取溶劑的選擇直接影響萃取效率的高低。塑料樣品和橡膠樣品需要溶劑將
樣品內(nèi)部的PFOS和PFOA盡可能全部萃取出來,為了得到盡可能高的回收率,
必須選擇萃取效率高的溶劑。本標(biāo)準(zhǔn)考察了甲醇、乙腈、正己烷、丙酮、叔丁基
甲醚、甲苯、乙酸乙酯、四氫呋喃這8種不同極性的溶劑對于購買的塑料PVC粉
末樣品的萃取效率。以乙腈的萃取效率為100%,歸一化后的萃取效率數(shù)據(jù)見圖1。
8
圖1不同極性的溶劑對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
從圖1可以看出,乙腈、丙酮和乙酸乙酯這三種溶劑的對PFOA和PFOS的
萃取效率好。鑒于國內(nèi)大部分標(biāo)準(zhǔn)采用甲醇作為萃取溶劑,但由于甲醇對塑料的
溶解性較差,無法充分將塑料內(nèi)部的PFOA和PFOS萃取出來,丙酮和乙酸乙酯
對塑料的溶解性較好,由此出現(xiàn)了丙酮和乙酸乙酯萃取效率較高的結(jié)果。乙腈和
甲醇作為在液相色譜儀和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀最常用的溶劑,因此考慮到對塑料
的溶解性和對PFOA和PFOS的相容性,本標(biāo)準(zhǔn)方法選擇乙腈作為最優(yōu)的萃取溶
劑。
7.2.2萃取方式的選擇
常用的萃取方式有索氏萃取法、振蕩萃取法、超聲輔助萃取法、快速溶劑萃
取法等多種萃取方法。
快速溶劑萃取儀設(shè)備較貴,樣品萃取時所有樣品萃取液均需要流過儀器特定
管路,儀器管路中含有聚四氟乙烯等材質(zhì),這些材質(zhì)會引入PFOA/PFOS干擾,
故本標(biāo)準(zhǔn)不推薦使用快速溶劑萃取儀萃取塑料中PFOA/PFOS。索氏萃取儀、超聲
萃取儀及水浴振蕩儀價格低廉,全國各實驗室已廣泛配置,樣品萃取時接觸樣品
萃取液的器皿屬于另外配置,容易更換、清洗、交叉污染風(fēng)險較小。因此本標(biāo)準(zhǔn)
選取索氏萃取法、振蕩萃取方法、超聲輔助萃取法進行萃取效率比較試驗。
索氏萃取法是經(jīng)典的固體樣品萃取方式,被認為是最穩(wěn)定的固體樣品萃取方
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法。采用乙腈作為萃取溶劑持續(xù)萃取塑料陽性樣品18小時,每秒回流1到2滴,
萃取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至大約5mL,轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶,用乙腈清洗萃取瓶,
轉(zhuǎn)移至容量瓶,定容。濾膜過濾,上機測試。超聲輔助萃取法采用乙腈作為萃取
溶劑萃取塑料陽性樣品1小時,乙腈30mL,靜置冷卻至室溫,濾膜過濾,上機
測試。振蕩萃取法采用乙腈作為萃取溶劑萃取塑料陽性樣品1小時,乙腈30mL,
靜置冷卻至室溫,濾膜過濾,上機測試,測試結(jié)果見圖2。
圖2萃取方式對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
由圖2可知,對于PFOS而言,超聲波萃取提取效率最高,索氏提取次之,
振蕩萃取萃取效率最差;對于PFOA而言,索氏提取和超聲波提取效率最高,振
蕩萃取法最低。綜上,考慮到索氏萃取法耗時長、對萃取溶劑的需求量大等缺點,
本標(biāo)準(zhǔn)確定樣品萃取方法為超聲輔助萃取法。
7.2.3萃取溫度的選擇
以乙腈為萃取溶劑,分別選擇在30℃、40℃、50℃、60℃和70℃下超聲水浴
萃取60min,乙腈的沸點為81.6℃,為了安全考慮不考察80℃,考察不同萃取溫
度對塑料PVC中PFOS和PFOA歸一化后提取效率的影響,試驗結(jié)果如圖3所示。
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圖3萃取溫度對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
由圖3可知,對于PFOS而言,隨著萃取溫度的升高,萃取效率幾乎沒有提
高;對于PFOA而言,萃取效率隨著萃取時間的升高而提高,在70℃達到最高。
考慮是由于隨著溫度的升高,乙腈破壞到塑料內(nèi)部結(jié)構(gòu),導(dǎo)致PFOA的萃取效率
的提高。因此本標(biāo)準(zhǔn)選擇70℃為最佳萃取溫度。
7.2.4萃取時間的選擇
以乙腈為萃取溶劑,超聲水浴萃取溫度為70℃時,選擇萃取時間分別為10min、
20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min和120min
的塑料PVC陽性樣品中的PFOS和PFOA歸一化后萃取效率,比較不同萃取時間
對萃取效率的影響,結(jié)果見圖4。
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圖4萃取時間對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
由圖4可知,對于PFOS而言,隨著萃取時間增加,萃取效率幾乎沒有提高;
對于PFOA而言,萃取效率隨著萃取時間的增加而提高。10min~60min之內(nèi),萃
取效率隨著萃取時間的增加增長較快,60min~100min之內(nèi),萃取效率隨著萃取
時間的增加而緩慢增加,100min之后,萃取效率不再隨著萃取時間而增加。因
此綜合考慮萃取效率和萃取時間效率,本標(biāo)準(zhǔn)選擇60min為最佳萃取時間。
7.2.5萃取次數(shù)的選擇
以乙腈為萃取溶劑,超聲水浴萃取溫度為70℃時,萃取時間為60min塑料
PVC陽性樣品中的PFOS和PFOA歸一化后萃取效率,分別比較第一次萃取液、
第二次萃取液和第三次萃取液,每次萃取液均單獨分析。將三次萃取結(jié)果分別除
以三次萃取的總和作為三次萃取的效率,測試結(jié)果見圖5。
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圖5萃取時間對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
由圖5可知,兩個平行樣的第1次萃取效率都達到84%~88%,第2次萃取效
率都達到了8.42%~9.16%,第3次萃取效率則只有2.89%~3.9%。由于單次萃取效
率已經(jīng)達到84%以上,綜合考慮方法的便捷性、時效性,本標(biāo)準(zhǔn)選擇一次萃取作
為本試驗的萃取次數(shù)。
7.2.6濾膜材質(zhì)的選擇
以乙腈為萃取溶劑,超聲水浴萃取溫度為70℃時,萃取時間為60min塑料
PVC陽性樣品中的PFOS和PFOA,萃取液分別經(jīng)過離心、尼龍材質(zhì)濾膜、PES
(聚醚砜)材質(zhì)濾膜、PFTE(聚四氟乙烯)過濾后萃取液濃度,歸一化測試結(jié)果
見圖6。
13
圖6萃取材質(zhì)對塑料基質(zhì)樣品的萃取效率
由圖6可知,對于PFOS和PFOA而言,尼龍材質(zhì)濾膜過濾后的萃取液濃度
最低,PES材質(zhì)濾膜過濾后的萃取液濃度次之,PFTE材質(zhì)濾膜過濾后的萃取液
濃度最高,甚至比離心后的萃取液濃度還高;因此可知尼龍材質(zhì)對PFOS和PFOA
的吸附最大,PES材質(zhì)濾膜對PFOS和PFOA的吸附較小,而PFTE材質(zhì)濾膜由
于是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物,化學(xué)式為(C2F4)n,和萃
取液接觸后釋放出氟離子,使得萃取液中氟離子濃度增大。綜合考慮本標(biāo)準(zhǔn)以對
PFOS和PFOA的吸附最小的PES材質(zhì)作為濾膜材質(zhì)。
7.3儀器條件的優(yōu)化
7.3.1流動相和色譜柱的選擇
目前,最常用的全氟化合物檢測儀器是HPLC-MS/MS。串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)
技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了檢測限,同時避免了衍生化的步驟;高效液相色譜法
(HPLC)的應(yīng)用獲得了較好的分離度。本研究選擇目前最常用的HPLC-MS/MS
分析橡膠、塑料、紙制品、液體及類似粘稠材料(包括粘合劑、清潔劑、泡沫滅
火器)中的PFOS和PFOA,在儀器靈敏度、線性范圍、重現(xiàn)性等方面進行了驗
證。
14
分別考察了甲醇-水、乙腈-水、乙腈-乙酸銨溶液為流動相對PFOS和PFOA
分離效果的影響,如圖7所示。由圖7可以看出,乙腈-水流動相體系中PFOS和
PFOA的分離度小于1.5,分離度較小,而乙腈-乙酸銨溶液流動相體系中PFOS
和PFOA的響應(yīng)值較高,同時PFOS和PFOA的分離度大于1.5,獲得較好的分離
度。由于PFOS主要以直鏈異構(gòu)體為主,部分產(chǎn)品含有少量支鏈異構(gòu)體,導(dǎo)致在
色譜圖PFOS出現(xiàn)雙峰,需要將雙峰全部積分用以定量計算。
綜合考慮選擇乙腈-乙酸銨溶液為流動相,可以獲得較好的分離度和較高的響
應(yīng)值。
圖7不同比列的流動相對PFOS和PFOA色譜峰的影響
7.3.2進樣量的選擇
進樣體積2μL~30μL范圍內(nèi),PFOS和PFOA峰面積數(shù)據(jù)見表3,進樣量變
化對應(yīng)PFOS和PFOA峰面積變化趨勢圖見圖8,圖中看出,進樣量在2μL~15μL
范圍內(nèi),PFOS和PFOA峰面積隨著進樣量增加呈線性遞增,PFOS和PFOA線性
相關(guān)系數(shù)R2都為0.999。即進樣量可在2μL~15μL范圍內(nèi)進行選擇。從增大檢出
限角度應(yīng)選擇最大進樣量,但進樣量大于10μL時,PFOA峰出現(xiàn)拖尾情況。當(dāng)
進樣量為20μL~30μL范圍內(nèi)時,會出現(xiàn)霧化器霧化不完全,在下一針中出現(xiàn)一
個小峰,如圖8所示,綜合考慮選擇10μL作為進樣量。
15
表:3PFOS和PFOA峰面積數(shù)據(jù)
進樣量(μL)PFOS峰面積PFOA峰面積
2108090197792
5250667493024
10499136898049
257145021298013
209342941735576
2000000
1800000y=84190x+48911
1600000R2=0.9992
1400000
PFOS
1200000
1000000y=45941x+23547PFOA
R2=0.9991
800000線性(PFOS)
600000
線性(PFOA)
400000
200000
0
0510152025
圖8進樣量變化對應(yīng)PFOS和PFOA峰面積變化趨勢圖
7.4線性關(guān)系
采用建立的儀器方法對標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進行測定。將濃度為100mg/LPFOS和
PFOA儲備液,用乙腈配置為10mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,用乙腈逐級稀釋,得到
如表4所示的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。以PFOS和PFOA的峰面積(y)和對應(yīng)的質(zhì)量濃
度(x,μg/L)進行線性回歸。結(jié)果如表4所示,PFOS和PFOA含量在2~100.0μg/L
范圍內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999,PFOS和PFOA標(biāo)準(zhǔn)
曲線圖見圖9-圖10。
表4工作曲線的線性方程和相關(guān)系數(shù)
標(biāo)曲各點濃度(μg/L)的峰面積相關(guān)系
標(biāo)曲線性方程
25102050100數(shù)R2
PFOS25933285478786181775132138y=309.26x+1564.030.9999
PFOA29006152115552357558156115155y=1121.34x+461.630.9999
16
圖9PFOS標(biāo)準(zhǔn)曲線圖
圖10PFOS標(biāo)準(zhǔn)曲線圖
7.5方法檢出限和定量限
本標(biāo)準(zhǔn)采用空白樣品加標(biāo)的方法計算檢出限和定量限,按照樣品分析的全部
步驟,當(dāng)S/N>3(按PtP算)時所對應(yīng)的濃度為方法檢出限,PFOS和PFOA的
方法檢出限為3.0μg/kg,當(dāng)S/N>10(按PtP算)時所對應(yīng)的濃度為方法定量限,
PFOS和PFOA方法定量限為6.0μg/kg。
7.6方法的回收率和實驗室內(nèi)精密度
分別進行有代表性的陰性空白樣品基質(zhì)低、中、高3個濃度水平加標(biāo)測試、
驗證方法的精密度,詳細數(shù)據(jù)見表5。加標(biāo)濃度分別為60μg/kg、150μg/kg、300
μg/kg,按照標(biāo)準(zhǔn)方法進行加標(biāo)回收測定,每個水平平行測定6次。由表5可以看
17
出,測試結(jié)果的加標(biāo)回收率在87.42%~90.67%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為
3.79%~6.87%。
表5回收率和實驗室內(nèi)精密度
加標(biāo)濃度測定濃度(μg/kg)平均值回收率RSD
名稱
(μg/kg)123456(μg/kg)(%)(%)
6048.051.049.25754.055.552.587.426.87
PFOS150132138123135126141132.588.335.25
30026728825527927027327290.674.11
6052.250.454.949.251.352.551.886.253.79
PFOA150144132125134146129134.989.906.13
300243279264255276282266.588.835.76
7.7實驗室間試驗
表6參與驗證實驗室及儀器情況
性能
驗證實驗室儀器名稱規(guī)格型號儀器編號
狀況
浙江方圓檢測集團股份有限超高效液相色譜串聯(lián)ABQTRAP
良好15914DA21
公司質(zhì)譜儀5500
中聯(lián)品檢(福建)檢測服務(wù)超高效液相色譜-三
1290InfinityⅡ良好ZFLJQZ-EQ297
有限公司重四極桿質(zhì)譜儀
UPLC-Xevo
深圳計量質(zhì)量檢測研究院液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀良好WAC1658
TQ-XS
北京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研液相色譜-三重四極
1200-6410B良好US85011157
究院桿質(zhì)譜儀
天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技超高效液相色譜串聯(lián)
6500良好BM21661312
術(shù)研究院科研中心質(zhì)譜儀
組織了5家實驗室對本標(biāo)準(zhǔn)方法進行驗證,驗證的樣品為購買的PVC標(biāo)準(zhǔn)樣
品,其精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果見表7。從表7可以看出,PFOS和PFOA的重復(fù)性變
異系數(shù)范圍分別為0.099%~3.230%和0.611%~6.067%,再現(xiàn)性變異系數(shù)范圍分別
為21.828%和4.616%。
18
表7精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
OMsrCVrrsRR
名稱LCVR(%)
(%)(mg/kg)(mg/kg)(%)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)
PFOS5010.460.009~0.4150.099~3.2300.026~1.1642.28221.8286.390
PFOA5010.390.069~0.6070.611~6.0670.194~1.6990.4804.6161.343
注:L—剔除離群值后的實驗樣本數(shù);
O—離群值的比例;
M—結(jié)論平均值;
sr—重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差;
CVr—重復(fù)性變異系數(shù);
r—重復(fù)性限,r=2.8×sr;
sR—再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差;
CVR—再現(xiàn)性變異系數(shù);
R—再現(xiàn)性限,R=2.8×sR。
7.8結(jié)論
綜上所述,本標(biāo)準(zhǔn)滿足消費品中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)
檢測的需要,各項技術(shù)指標(biāo)均符合要求,方法準(zhǔn)確、靈敏且適用性高。
八標(biāo)準(zhǔn)實施后對企業(yè)的影響
本國家標(biāo)準(zhǔn)屬于推薦性國家標(biāo)準(zhǔn),實施后對消費品和檢測機構(gòu)行業(yè)有以下影
響。
(1)有利于推動我國消費品質(zhì)量形象的塑造
我國是消費品大國,但是我國國產(chǎn)消費品層出不窮的質(zhì)量安全問題,讓消費
者對國產(chǎn)消費品的品牌望而卻步。本標(biāo)準(zhǔn)的實施將引導(dǎo)企業(yè)應(yīng)對消費者對消費品
高質(zhì)量要求的考驗及調(diào)整,提升對消費品產(chǎn)品的監(jiān)管實力,可以幫助企業(yè)塑造產(chǎn)
品的健康優(yōu)質(zhì)形象,促進產(chǎn)業(yè)升級換代,淘汰落后產(chǎn)能,打造我國消費品質(zhì)量的
優(yōu)異形象。
(2)有助于引導(dǎo)企業(yè)積極應(yīng)對技術(shù)性貿(mào)易壁壘
標(biāo)準(zhǔn)實施以后,可幫助企業(yè)及早應(yīng)對歐盟技術(shù)性貿(mào)易壁壘。企業(yè)通過運用該
檢測方法對消費品進行監(jiān)測把關(guān),可提高產(chǎn)品的質(zhì)量安全,降低了產(chǎn)品中全氟辛
烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的潛在風(fēng)險,并在發(fā)現(xiàn)問題時及早找出問
題關(guān)鍵所在,避免了不必要的損失。
綜上所述,本標(biāo)準(zhǔn)的出臺,將有效地提高我國對消費品產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管能力,
19
為指導(dǎo)企業(yè)進行有效的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理和風(fēng)險管理以及提高產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的
檢測技術(shù)支持,有利于引導(dǎo)企業(yè)更好地應(yīng)對市場日趨激烈的挑戰(zhàn),提升我國消費
品質(zhì)量優(yōu)良形象的社會認同度,護航“中國制造”。
九采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)的程度
本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容參考了國際與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但沒有對標(biāo)準(zhǔn)進行直接
采用。
十與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系
本國家標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法在保證科學(xué)性合理性的基礎(chǔ)上,與現(xiàn)行相關(guān)法律、法
規(guī)和現(xiàn)行有效強制性國家標(biāo)準(zhǔn)無矛盾,協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
十一重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)
無
十二作為強制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議
本標(biāo)準(zhǔn)為方法標(biāo)準(zhǔn),可以作為GB/T39498-2020的配套檢測方法,建議本標(biāo)
準(zhǔn)作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。
十三貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議
(1)本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn),不具有強制性,任何單位均有權(quán)決定是否采
用。
(2)為了貫徹實施本標(biāo)準(zhǔn),建議本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布即實施,可以為消費品中全氟辛
烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的測定提供技術(shù)支撐。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實施的同
時,通過云課程錄制、微信公眾號等方式對標(biāo)準(zhǔn)進行解讀,保證標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實施。
十四廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議
本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布,無現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的廢止建議。
十五、其他應(yīng)予說明的事項
無。
十六、參考文獻
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22
目錄
一任務(wù)來源...................................................................................................................2
二編制過程.....................................................................................................................2
三編制原則.....................................................................................................................2
四研究背景.....................................................................................................................3
五國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究.................................................................................................4
六方法概述.....................................................................................................................7
七實驗技術(shù)論證.............................................................................................................7
7.1研究對象的選擇及陽性基質(zhì)樣品.........................................................................7
7.2前處理的優(yōu)化..........................................................................................................8
7.3儀器條件的優(yōu)化....................................................................................................14
7.4線性關(guān)系................................................................................................................16
7.5方法檢出限和定量限...........................................................................
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