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什么是多环芳烃(PAHs)测试?
多环芳烃(PAHs)主要的十八种化合物为:萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽和苯并(g,h,i)苝、1-甲基奈、2-甲基萘。
多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,包括萘、蒽、菲、芘等 150余种化合物。英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon,简称PAHs。有些多环芳烃还含有氮、硫和环戊烷,常见的多环芳烃具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。国际癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94种对实验动物致癌的化合物。其中15种属于多环芳烃,由于苯并a芘是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,故常以苯并(a)芘作为多环芳的代表,它占全部致癌性多环芳烃1%-20%
PAHS的用途与危害
多并最终儿童行为的结果联系起来。研究发现,接触到更高水平的PAH伴有焦虑/抑郁症的儿童年龄6至7比那些与低暴露水平的24%更高的分数。发现有婴幼儿在他们的脐带血PAH水平升高46%更可能比那些脐带血中PAH水平低,最终得分高的焦虑/抑郁量表
多环芳烃(PAHs)的污染源有自然源和人为源两种。自然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合成等自然因素所形成的污染。人为源包括各种矿物燃料(如煤、石油、天然气等)、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原状态下热解而形成的有毒物质污染。另外食品中也含有一定的多环芳烃,其主要来源为,在食品的加工过程中,特别在烟熏、火烤或烘焦过程中滴在为上的油脂也能热聚产生苯并(a)芘,有人认为这是烤制食品中苯并[a]芘的主要来源。贮存过程中窗口或包装纸,含有不纯的油脂浸出溶剂提取的油脂中含有一定量的多环芳烃;在沥表路上晾晒粮食被沥青污染。大气、水和土壤等环境中的多环芳烃可以使粮食、水果和蔬菜受到污染。多环芳烃(PAHs)常存在于原油、木馏油、焦油、 染料、塑料、橡胶、润滑油、防锈油、脱膜剂、汽油阻凝剂、电容电解液、矿物油、柏油等石化产品中,还存在于农药、木炭、杀菌剂、蚊香等日常化学产品中。在电子电器制造业中,PAHs通常是作为塑料添加剂进入生产环节中,如塑料粒子在挤塑的时候,和模具之间存在黏着,此时要加入脱模剂,而脱模剂中可能含有PAHs。
检测范围
由此目前多环芳烃PAHs的检测范围:
PAHS测试机构报告●电子、电机等消费性产品●橡胶制品、塑料制品、汽车塑料、橡胶零件●食品包装材料、玩具、容器材料等●其它材料等多环芳烃(PAHs)对人体和动植物的危害多环芳烃PAHs对人体的主要危害部位是呼吸道和皮肤。人们长期处于多环芳烃污染的环境中,可引起急性或慢性伤害。常见症状有日光性皮炎,痤疮型皮炎、毛囊炎及疣状生物等。多环芳烃落在植物叶片上.会堵塞叶片呼吸孔,使其变色,萎缩,卷曲,直至脱落,影响植物的正常生长和结果。例如:受多环芳烃污染的大豆叶片发红.离植掉落,使果荚很小或不结粒,而多环芳烃对动物的致癌作用和致突变作用也早已被试验所证实。动物试验证明:多环芳烃对小白鼠有全身反应.如同时受日光作用,可加快小白鼠死亡。当多环芳烃质量浓度为0.01mg/ 时,小白鼠条件反射活动有显著变化。
法规要求
到目前为止,各国家地区通过书面法律或法令确定下来的有:REACH 法规附录17;德国German:GS认证、LFGB;美国US:EPA;中国:GB,GB/T,GHZ
PAHS测试方法
PAHs检测包括样品处理和样品分析两方面内容。由于样品具有目标物质浓度低、组分复杂、干扰物质多、易受环境影响的特点,样品必须经过处理才能进行分析测定。样品处理是指样品的提取和净化,提取和净化之后便可以进行样品的PAHs检测。
PAHs检测采用化学分析方法。化学分析方法的主要过程是先将有机组分分离,然后使用特定的化学分析仪对有机组分进行定性、定量的分析。常用的化学分析方法主要有气相色谱法(GC)、气相色谱法-质谱联用法(GC/MS)、高效液相色谱法(HPLO)、超临界流体色谱法(SPE)等。
一、PAHs检测方法——气相色谱法(GC)
在有机污染物的环境监测中,GC法是最常用的定性、定量方法。该方法用于分析易挥发、热稳定性好的有机物,是目前检测环境中二噁英、多氯联苯等的主要方法。
GC分析中载气(流动相)为惰性气体,通常有氮气、氦气或氢气。对有机组分进行分析时,含有机组分的液体样品由进样器进入汽化室后立即汽化,并被载气带入色谱柱。色谱柱中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相,吸附剂对每个组分的吸附力不同,经过一定时间后,各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力肉的组分容易被解吸下来,最先离开色谱柱进入检测器,而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来,因此最后离开色谱柱。检测器将物质的浓度或质量的变化转变为一定的电信号,经放大后再记录仪上记录下来,就得到色谱流出曲线。根据色谱流出曲线上得到的每个峰的保留时间,可以进行定性分析;根据峰面积或峰高的大小,可以进行定量分析。
GC法样品用量小,应用范围广,可分析各种气体以及在适当温度下能气化的液体或定量裂解的固体,但不能直接根据色谱峰得出结论,需和一些检测仪器连接使用,如质谱仪等。气相色谱.质谱(GC/MS)联用技术结合了气相色谱和质谱法的优点,充分发挥GC的高分离效率和MS的高分辨率,扩展了GC方法的应用范围,促进了分析技术的计算机化。
二、PAHs检测方法——高效液相色谱法(HPLC)
HPLC主要作为高沸点、热不稳定有机物的分析方法,与GC法形成互补,两者分析对象几乎涵盖了所有的有机化合物。
高效液相色谱仪主要由输液泵系统、进样器系统、色谱柱、检测器、记录器、显示器及数据处理机(或兼有组分收集系统等组成)。高压输液泵讲具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂/缓冲液等流动相压入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,依次进入检测器,色谱信号由记录仪或季芬义记录,实现对样品的分析。HPLC流动相可调配比例,通过改变溶剂极性或强度从而改变色谱柱效能、分离选择性和组分因子,最终实现改变色谱系统分离度的目的。
HPLC的特点是压力高、分离效能高、灵敏度高、应用范围广、分离速度快等,但HPLC是以液体作为流动相,其仪器设备昂贵,柱填料以及流动相的价格偏高,影响高效液相色谱法的应用与普及。
三、PAHs检测方法——超临界流体色谱法
超临界流体色谱技术是20世纪80年代发展起来的色谱技术,以超临界流体作为流动相的一种色谱方法。超临界流体,是指不是气体也不是液体的一些物质,它们的物质性质介于气体和液体之间。超临界流体色谱法要与检测系统联用,适用于分离和测定极性强、热不稳定、化学性质活泼、相对分子量大的化合物。
超临界流体色谱法具有与气相色谱法和液相色谱法显著不同的特点:
① 超临界流体作为流动相,具有液体相近的密度,具有强的溶解性,适于分离分析难挥发和热稳定性差的物质。
② 超临界流体的粘度近于气体,减少柱过程阻力,有利于采用细长色谱柱以增加柱效。
③ 超临界流体的扩散系数在气体和液体之间,具有较快的传质速度,使分析速度加快(低于GC),峰型变窄,增加检测灵敏度。
④ 超临界流体色谱系统中可使用气相色谱和高效液相色谱的检测器。
综上,色谱法具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高、样品用量少、选择性好、多组分可同时分析、易于实现自动化等优点。但高效液相色谱法的分辨率较气相色谱法低,且仪器设备购置和使用费用较高。超临界流体色谱分离过程在高压下进行,安全性差;设备一次性投资大;提取时无法连续操作,装置的时空产生率比较低。而气相色谱法于其他检测仪器联用的技术已经成熟,特别是气相色谱,质谱连用技术GC/MS,测试结果可结合大量的色谱保留指数数据对样品中PAHs进行定性分析,克服了高效液相色谱法定性手段的缺陷。需要综合样品分析方法优缺点及不同分析方法的分析成本,选择最合适的PAHs检测方法。
PAHS最新限制标准
多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯的一类有机化合物,致癌性很强.它主要存在于煤、石油、焦油和沥青、轮胎、硅胶中,检测Benzo(a)pyrene 苯并(a)芘等16项物质。
一般是染料、塑料、橡胶、硅胶、液体、油漆油墨等产品送检,检测也是主要检测手能触摸到的地方。
PAHs检测标准是什么?
1.可能放入口中的材料,以及3岁以下幼儿的玩具:Bap<0.2ppm,总量<0.2ppm
2.可能产生长期皮肤接触的材料(接触时间超过30秒),未在1类规定中涵盖的玩具:Bap<1ppm,总量<10ppm
3.可能产生短期皮肤接触的材料(接触时间不超过30秒)或不产生接触的材料 Bap<20ppm,总量<100ppm
但是,德国有对以上标准做了调整,如下:
德国产品安全委员会(AfPS)发布了GS认证中多环芳香烃(PAHs)评估与测试的新标准AfPS GS 2019:01 PAK(旧版为AfPS GS 2014:01 PAK),新标准将于2020年7月1日起实施,同时旧版将于2020年6月30日失效。新版主要对测试参数和分类进行了更新,主要更新对比如下:
1.测试参数更新:删除了苊 (Acenaphthene, CAS No.83-32-9)、苊烯(Acenaphthylene, CAS No.208-96-8)、芴 (Fluorene, CAS No.86-73-7)三项,测试项目由18项更新为15项。
2.类别内容更新
3.新标准PAHs的限值要求如下