論頂空氣相色譜法測定煙草熏蒸的磷化氫殘留量

摘 要：建立了頂空氣相色譜法測定熏蒸后煙草中的痕量磷化氫。采用PoraPLOT Q毛細管色譜柱，脈沖火焰光度檢測器（PFPD）P模式檢測。結(jié)果顯示，方法決定系數(shù)R2為0.9998，平均加標回收率為98.90%，日內(nèi)重復(fù)性 RSD為0.5%（n=5），日間重復(fù)性RSD為2.4%（n=5），方法檢出限為0.0050μg/g，定量限為0.015μg/g。運用本方法對熏蒸后煙草進行測試，結(jié)果顯示熏蒸結(jié)束 3 天后煙草中磷化氫殘留量均小于0.0069μg/g。

關(guān)鍵詞：煙草；磷化氫；氣相色譜法

1 樣品與方法

1.1 煙葉倉庫熏蒸樣品采集及樣品前處理

1.1.1 煙葉倉庫熏蒸樣品采集

倉庫熏蒸防蟲作業(yè)前，將片煙和煙末樣品盛于敞口容器中，放置在投藥點和煙垛間。熏蒸結(jié)束散氣通風(fēng)72h后，連續(xù)3天對熏蒸前放置的片煙和煙末樣品進行取樣，稱取0.5g片煙或煙末樣品于20mL頂空瓶中密封冷藏。煙草熏蒸過程按照煙草行業(yè)標準YC/T300-2009《片煙貯存養(yǎng)護通用技術(shù)要求》規(guī)定的熏蒸工作濃度要求執(zhí)行，熏蒸方式采取整倉熏蒸。

1.1.2 樣品前處理

低溫時部分磷化氫吸附在煙末表面或微孔中，會導(dǎo)致氣相磷化氫含量減少，檢測結(jié)果偏低。本實驗通過加熱樣品瓶，使吸附到煙草上的磷化氫脫附，進而測定其殘留量。在分析樣品前將待測樣品瓶在60℃烘箱中加熱3min，取出冷卻至室溫后進樣檢測。由于PFPD檢測器對其他揮發(fā)性含碳有機物無響應(yīng)，因此在此溫度下?lián)]發(fā)到樣品瓶中的其他化合物不會對分析結(jié)果產(chǎn)生影響。

1.2 實驗方法

1.2.1 儀器及試劑

儀器：氣相色譜儀（布魯克，GC-456），包括脈沖火焰光度檢測器PFPD（磷濾光片中心透過波長530nm）、頂空進樣器（布魯克，SHS-40）；HY-8調(diào)速振蕩器（常州國華電器有限公司）；渦漩混合器（Troemner）。

試劑：磷化鋁（56%片劑，3.2±0.1g/片）、氯化汞、氫氧化鈉、甲基紅、酚酞、95%乙醇、超純水等，其中試劑等級均為分析純。

1.2.2 色譜條件

采用安捷倫PoraPLOT Q毛細管色譜柱（25m×0.32mm，10.00μm）。氮氣做載氣，載氣流速為2mL/min，進樣口、檢測器溫度均為200℃。程序升溫：初溫50℃，保持1min，以30℃/min升至125℃，保持3min；分流比10：1。

PFPD檢測器設(shè)置參數(shù)：空氣1流速為17.0mL/min，氫氣流速為13.0mL/min，空氣2流速為10.0mL/min，靈敏度Range為9，PMT電壓500V，門延遲4.0ms，門寬10ms。

頂空進樣器參數(shù)：定量環(huán)體積1mL，爐溫40℃加熱1min，傳輸線溫度80℃，閥溫度110℃，瓶壓50KPa。

1.2.3 磷化氫標準氣體的制備方法

參考報道的方法制備磷化氫氣體并對磷化氫標準氣體的含量進行測定。磷化鋁片劑壓碎，稱取0.250g粉末，放入250mL頂空瓶（預(yù)先用氮氣吹掃）中，加入2.5mL超純水，旋轉(zhuǎn)振蕩5h使反應(yīng)完全，用注射器移取1mL頂空瓶中氣體注入20mL頂空瓶（預(yù)先用氮氣吹掃），作為磷化氫標準儲備氣。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱和檢測器的選擇

實驗比較了DB-5和PoraPLOT Q毛細管色譜柱對樣品分析效果的影響。

采用DB-5毛細管柱分析樣品時，空氣峰與目標物不能很好的分離，空氣峰會干擾磷化氫定量；采用PoraPLOT Q毛細管色譜柱，目標物與空氣峰分離效果好，該色譜柱有保護柱，可防止柱流失對檢測器污染。因此，實驗采用PoraPLOT Q毛細管色譜柱分析磷化氫殘留量。

脈沖火焰光度檢測器（PFPD）P模式的設(shè)計原理使其具有比FPD或NPD對磷元素更高的靈敏度，與質(zhì)譜檢測器相比，其選擇性響應(yīng)是后者不具有的。

因此，實驗選擇脈沖火焰光度檢測器（PFPD）P模式。

2.2 標準工作曲線

用外標法計算標準工作曲線，結(jié)果顯示PFPD檢測器P模式下磷化氫濃度與峰面積線性相關(guān)。標準工作曲線線性方程為y=1.602357×10-6x-1.836724×10-4磷化氫色譜峰面積和磷化氫濃度呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，決定系數(shù)R2為0.9998，線性范圍為1.33～19.89μg/L。每進行20次樣品測定后，加入一個中等濃度的標準氣控制樣，如果測定值相差超過5%，則重新進行標準曲線的制作。

2.3 重復(fù)性和回收率實驗

稱取約0.5g未熏蒸的煙草及煙草制品放入20mL頂空瓶中，分別加入2μL磷化氫標準儲備氣，按待測樣品前處理方法進行前處理，對同一濃度樣品平行測定5次的日內(nèi)重復(fù)性RSD為0.5%，對同一濃度樣品平行測定5次的日間重復(fù)性RSD為2.4%。

2.4 檢出限和定量限

將本方法所配磷化氫氣體工作曲線最低濃度平行測定5次，取分析結(jié)果標準偏差的3倍及10倍作為本方法檢出限及定量限，分別為0.0050μg/g，0.015μg/g。表明本方法靈敏度高，具有較低的檢出限和定量限，適合于測定熏蒸后煙草中殘留的痕量磷化氫。

2.5 樣品測定

磷化氫熏蒸作業(yè)完成并散氣通風(fēng)72h后，從第4天開始連續(xù)3天對置于投藥點和煙垛間的片煙和煙末取樣并進行測試。結(jié)果表明，熏蒸后煙草及煙草制品有痕量的磷化氫殘留，片煙與煙末的磷化氫殘留量無明顯差異，說明采用本方法對樣品進行前處理能消除樣品狀態(tài)對測量結(jié)果的影響，磷化氫能夠完全離開煙草吸附表面與孔隙。熏蒸結(jié)束3天后煙草中磷化氫殘留量均小于0.0069μg/g，遠小于國際食品法典委員會CODEX和歐盟規(guī)定的谷物中磷化氫最大殘留量0.1μg/g，以及匈牙利規(guī)定的煙草磷化氫最大殘留量0.1μg/g。

3 結(jié)束語

本方法通過頂空氣相色譜外標法快速測定熏蒸后煙草中殘留的痕量磷化氫，采用PoraPLOTQ毛細管色譜柱，脈沖火焰光度檢測器（PFPD）P模式進行分析測定。方法的決定系數(shù)R2為0.9998，平均加標回收率為98.90%，日內(nèi)重復(fù)性RSD為0.5%（n=5），日間重復(fù)性RSD為2.4%（n=5），方法檢出限為0.0050μg/g，定量限為0.015μg/g。方法靈敏度高，操作簡便，穩(wěn)定性好，可作為煙草中磷化氫殘留量快速測定方法。試驗測得熏蒸后煙草樣品的磷化氫殘留，遠小于國際食品法典委員會CODEX和歐盟規(guī)定的谷物中磷化氫最大殘留量0.1μg/g，以及匈牙利規(guī)定的煙草磷化氫最大殘留量0.1μg/g。

參考文獻

[1]程新勝，王方曉，魏重生.從CORESTA指南談我國煙草倉庫熏蒸滅蟲實踐[C].//中國煙草學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集.北京：中國煙草學(xué)會，2004：477-480.