《JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY》:Green and Rapid Determination of Phthalates in Mineral Water From Virgin and Recycled PET Bottles
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本研究调查了从原生和回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶释放到矿泉水中的邻苯二甲酸酯的存在和定量。研究人员开发并验证了一种基于固相微萃取(SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC/MS)的绿色、无溶剂分析方法,用于检测以下四种目标邻苯二甲酸酯:邻苯二甲酸二乙酯(
本研究调查了从原生和回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶释放到矿泉水中的邻苯二甲酸酯的存在和定量。研究人员开发并验证了一种基于固相微萃取(SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC/MS)的绿色、无溶剂分析方法,用于检测以下四种目标邻苯二甲酸酯:邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)。该分析方法显示出良好的灵敏度、精密度、准确度以及低检测限和定量限。研究人员分析了17个商业水样,包括11个来自原生PET瓶和6个来自回收PET瓶(回收含量30%–100%)的样品。邻苯二甲酸酯浓度范围为2.21至18.96 μg/L,其中DEHP是最普遍的化合物。遵循欧洲食品安全局(EFSA)指南进行的风险评估表明,所有检测到的邻苯二甲酸酯的估计每日摄入量(DI)和风险商(RQ)均远低于成人和幼儿的可耐受DI限值。这些发现证实了所提出的方法适用于矿泉水中的邻苯二甲酸酯的常规筛查,并强调了在回收PET供应链中需要更严格的质量控制。
**研究背景与问题**
邻苯二甲酸酯(phthalates, PAEs)是一类广泛用作增塑剂的合成有机化合物,属于内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals, EDCs),因其非共价结合于聚合物基质,易迁移至空气、食品和水中。尽管欧盟(EU)已识别多种PAEs为内分泌干扰物,但部分PAEs仍未被纳入水质指令监管。意大利瓶装水消费量居欧洲之首(人均每年252 L),PET瓶(包括原生和回收PET)作为常见包装材料,可能成为人类PAEs暴露的重要途径。回收PET(rPET)虽利于循环经济,但可能引入遗留污染物,包括PAEs。现有检测方法(如液液萃取LLE、固相萃取SPE)依赖有毒有机溶剂,耗时长且不环保。因此,亟需开发一种绿色、快速、高效的方法,用于检测矿泉水中的PAEs,并评估其健康风险。
**研究内容与结论**
本研究旨在通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC/MS)技术,定量检测原生和回收PET瓶装矿泉水中四种目标PAEs(DEP、DiBP、DBP、DEHP),并基于EFSA指南进行风险评估。研究人员开发并验证了一种无溶剂、高灵敏度的分析方法,成功应用于17个商业矿泉水样品(11个原生PET瓶,6个回收PET瓶,回收含量30%–100%)。结果显示,PAEs总浓度范围为2.21至18.96 μg/L,DEHP为最普遍化合物。风险评估表明,成人和幼儿的估计每日摄入量(DI)和风险商(RQ)均远低于EFSA设定的可耐受每日摄入量(TDI)限值,表明当前暴露水平不构成显著健康风险。该研究证实了SPME-GC/MS方法适用于常规筛查,并强调在rPET供应链中需加强质量控制和标准化认证。论文发表在《JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY》。
**关键技术方法**
研究人员采用固相微萃取(SPME)作为绿色、无溶剂提取技术,结合气相色谱-质谱联用(GC/MS)进行分析。SPME使用三相聚二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)纤维,在直接浸入模式(DI-SPME)下于25°C提取30分钟,随后在260°C下解吸3分钟。GC/MS分析使用TG XLBMS色谱柱(20 m × 0.18 mm ID × 0.18 μm),氦气为载气,升温程序,质谱采用正电子电离(EI)模式,全扫描(m/z 35–500)。样品来源为意大利巴勒莫当地超市的17个商业矿泉水样品(11个原生PET瓶,6个回收PET瓶,回收含量30%–100%)。
**研究结果**
**3.1 Evaluation of Potential Human Health Risks**
通过比较实测PAEs浓度与EFSA的TDI值(DBP和DEHP均为50 μg/kg bw/day),计算了每个水样的DI和RQ。结果显示,所有样品中DBP和DEHP的DI及RQ均远低于TDI限值,RQ值均小于1,表明在测试条件下,PET瓶装矿泉水中PAEs的暴露对成人和幼儿均不构成显著健康风险。
**其他结果(基于原文3 Results and Discussion)**
- **方法验证**:校准曲线线性良好(R2 > 0.993),DBP和DEHP的检测限(LOD)分别为0.30 μg/L和0.77 μg/L,定量限(LOQ)分别为0.99 μg/L和2.57 μg/L。日内和日间精密度RSD%均低于10%(DBP)和5%(DEHP),回收率分别为92%和96%,准确度相对误差(RE%)为8%和6%。
- **样品浓度分布**:所有17个样品中,DEHP为最普遍化合物,在B11样品中检测到全部四种PAEs。原生PET瓶水样总PAEs浓度范围为3.85–11.97 μg/L(中位数约7 μg/L),回收PET瓶水样总PAEs浓度范围为2.21–18.96 μg/L(中位数约6.84 μg/L)。回收样品RB5-50%中DiBP浓度高达10.01 μg/L,总PAEs超过18 μg/L,可能源于回收原料污染或净化不足。
- **健康风险评估**:所有样品中DBP和DEHP的DI值均远低于TDI,RQ值均小于1,表明暴露水平低于关注阈值。
**讨论与结论**
讨论部分强调了回收PET瓶样品中PAEs浓度的较大变异性,尤其是RB5-50%样品的高值,提示需加强食品级rPET回收过程中的质量控制。结论部分翻译如下:
本研究突显了可持续且高效的SPME-GC/MS方法在检测和定量原生及回收PET瓶装水样中选定邻苯二甲酸酯的有效性和可靠性。该分析方法表现出高灵敏度、精密度和准确度,以及低检测限和定量限,使其非常适合常规监测应用。所有分析样品中检测到的邻苯二甲酸酯的估计每日摄入量(DI)和风险商(RQ)均低于EFSA设定的限值(成人及婴儿),表明饮用PET瓶装水对人类健康不构成即时风险。然而,在邻苯二甲酸酯含量上观察到显著变异性,尤其在回收PET瓶(RB-%)中。值得注意的是,大多数RB样品的邻苯二甲酸酯浓度低于原生瓶,仅一个样品(RB5-50%)显示显著升高,提示可能来自回收过程或塑料先前使用的污染。这强调了用于食品接触的回收PET需要严格质量控制和标准化认证程序。总体而言,结果支持在适当净化和监管监督下,回收PET可用于水包装。验证后的方法为PET瓶装水中邻苯二甲酸酯迁移的持续监测和风险评估提供了实用工具。