论顶空气相色谱法测定烟草熏蒸的磷化氢残留量

　　摘 要：建立了顶空气相色谱法测定熏蒸后烟草中的痕量磷化氢。采用PoraPLOT Q毛细管色谱柱，脉冲火焰光度检测器（PFPD）P模式检测。结果显示，方法决定系数R2为0.9998，平均加标回收率为98.90%，日内重复性 RSD为0.5%（n=5），日间重复性RSD为2.4%（n=5），方法检出限为0.0050μg/g，定量限为0.015μg/g。运用本方法对熏蒸后烟草进行测试，结果显示熏蒸结束 3 天后烟草中磷化氢残留量均小于0.0069μg/g。 

　　关键词：烟草；磷化氢；气相色谱法 

　　1 样品与方法 

　　1.1 烟叶仓库熏蒸样品采集及样品前处理 

　　1.1.1 烟叶仓库熏蒸样品采集 

　　仓库熏蒸防虫作业前，将片烟和烟末样品盛于敞口容器中，放置在投药点和烟垛间。熏蒸结束散气通风72h后，连续3天对熏蒸前放置的片烟和烟末样品进行取样，称取0.5g片烟或烟末样品于20mL顶空瓶中密封冷藏。烟草熏蒸过程按照烟草行业标准YC/T300-2009《片烟贮存养护通用技术要求》规定的熏蒸工作浓度要求执行，熏蒸方式采取整仓熏蒸。 

　　1.1.2 样品前处理 

　　低温时部分磷化氢吸附在烟末表面或微孔中，会导致气相磷化氢含量减少，检测结果偏低。本实验通过加热样品瓶，使吸附到烟草上的磷化氢脱附，进而测定其残留量。在分析样品前将待测样品瓶在60℃烘箱中加热3min，取出冷却至室温后进样检测。由于PFPD检测器对其他挥发性含碳有机物无响应，因此在此温度下挥发到样品瓶中的其他化合物不会对分析结果产生影响。 

　　1.2 实验方法 

　　1.2.1 仪器及试剂 

　　仪器：气相色谱仪（布鲁克，GC-456），包括脉冲火焰光度检测器PFPD（磷滤光片中心透过波长530nm）、顶空进样器（布鲁克，SHS-40）；HY-8调速振荡器（常州国华电器有限公司）；涡漩混合器（Troemner）。 

　　试剂：磷化铝（56%片剂，3.2±0.1g/片）、氯化汞、氢氧化钠、甲基红、酚酞、95%乙醇、超纯水等，其中试剂等级均为分析纯。 

　　1.2.2 色谱条件 

　　采用安捷伦PoraPLOT Q毛细管色谱柱（25m×0.32mm，10.00μm）。氮气做载气，载气流速为2mL/min，进样口、检测器温度均为200℃。程序升温：初温50℃，保持1min，以30℃/min升至125℃，保持3min；分流比10：1。 

　　PFPD检测器设置参数：空气1流速为17.0mL/min，氢气流速为13.0mL/min，空气2流速为10.0mL/min，灵敏度Range为9，PMT电压500V，门延迟4.0ms，门宽10ms。 

　　顶空进样器参数：定量环体积1mL，炉温40℃加热1min，传输线温度80℃，阀温度110℃，瓶压50KPa。 

　　1.2.3 磷化氢标准气体的制备方法 

　　参考报道的方法制备磷化氢气体并对磷化氢标准气体的含量进行测定。磷化铝片剂压碎，称取0.250g粉末，放入250mL顶空瓶（预先用氮气吹扫）中，加入2.5mL超纯水，旋转振荡5h使反应完全，用注射器移取1mL顶空瓶中气体注入20mL顶空瓶（预先用氮气吹扫），作为磷化氢标准储备气。 

　　2 结果与讨论 

　　2.1 色谱柱和检测器的选择 

　　实验比较了DB-5和PoraPLOT Q毛细管色谱柱对样品分析效果的影响。 

　　采用DB-5毛细管柱分析样品时，空气峰与目标物不能很好的分离，空气峰会干扰磷化氢定量；采用PoraPLOT Q毛细管色谱柱，目标物与空气峰分离效果好，该色谱柱有保护柱，可防止柱流失对检测器污染。因此，实验采用PoraPLOT Q毛细管色谱柱分析磷化氢残留量。 

　　脉冲火焰光度检测器（PFPD）P模式的设计原理使其具有比FPD或NPD对磷元素更高的灵敏度，与质谱检测器相比，其选择性响应是后者不具有的。 

　　因此，实验选择脉冲火焰光度检测器（PFPD）P模式。 

　　2.2 标准工作曲线 

　　用外标法计算标准工作曲线，结果显示PFPD检测器P模式下磷化氢浓度与峰面积线性相关。标准工作曲线线性方程为y=1.602357×10-6x-1.836724×10-4磷化氢色谱峰面积和磷化氢浓度呈现较好的线性关系，决定系数R2为0.9998，线性范围为1.33～19.89μg/L。每进行20次样品测定后，加入一个中等浓度的标准气控制样，如果测定值相差超过5%，则重新进行标准曲线的制作。 

　　2.3 重复性和回收率实验 

　　称取约0.5g未熏蒸的烟草及烟草制品放入20mL顶空瓶中，分别加入2μL磷化氢标准储备气，按待测样品前处理方法进行前处理，对同一浓度样品平行测定5次的日内重复性RSD为0.5%，对同一浓度样品平行测定5次的日间重复性RSD为2.4%。 

　　2.4 检出限和定量限 

　　将本方法所配磷化氢气体工作曲线最低浓度平行测定5次，取分析结果标准偏差的3倍及10倍作为本方法检出限及定量限，分别为0.0050μg/g，0.015μg/g。表明本方法灵敏度高，具有较低的检出限和定量限，适合于测定熏蒸后烟草中残留的痕量磷化氢。 

　　2.5 样品测定 

　　磷化氢熏蒸作业完成并散气通风72h后，从第4天开始连续3天对置于投药点和烟垛间的片烟和烟末取样并进行测试。结果表明，熏蒸后烟草及烟草制品有痕量的磷化氢残留，片烟与烟末的磷化氢残留量无明显差异，说明采用本方法对样品进行前处理能消除样品状态对测量结果的影响，磷化氢能够完全离开烟草吸附表面与孔隙。熏蒸结束3天后烟草中磷化氢残留量均小于0.0069μg/g，远小于国际食品法典委员会CODEX和欧盟规定的谷物中磷化氢最大残留量0.1μg/g，以及匈牙利规定的烟草磷化氢最大残留量0.1μg/g。 

　　3 结束语 

　　本方法通过顶空气相色谱外标法快速测定熏蒸后烟草中残留的痕量磷化氢，采用PoraPLOTQ毛细管色谱柱，脉冲火焰光度检测器（PFPD）P模式进行分析测定。方法的决定系数R2为0.9998，平均加标回收率为98.90%，日内重复性RSD为0.5%（n=5），日间重复性RSD为2.4%（n=5），方法检出限为0.0050μg/g，定量限为0.015μg/g。方法灵敏度高，操作简便，稳定性好，可作为烟草中磷化氢残留量快速测定方法。试验测得熏蒸后烟草样品的磷化氢残留，远小于国际食品法典委员会CODEX和欧盟规定的谷物中磷化氢最大残留量0.1μg/g，以及匈牙利规定的烟草磷化氢最大残留量0.1μg/g。 

　　参考文献 

　　[1]程新胜，王方晓，魏重生.从CORESTA指南谈我国烟草仓库熏蒸灭虫实践[C].//中国烟草学会2004年学术年会论文集.北京：中国烟草学会，2004：477-480.