纸张中PAHs检测的前处理步骤详解

多环芳烃（PAHs）是一类具有强致癌性、致畸性的持久性有机污染物，广泛存在于纸张生产的原料（如回收纸、木浆）、加工助剂（如胶粘剂、油墨）及印刷过程中。纸张作为日常接触的高频产品，其PAHs含量检测直接关系到人体健康，而前处理是检测的核心环节——它决定了目标物的提取效率、杂质去除效果及后续仪器分析的准确性。本文将系统拆解纸张中PAHs检测的前处理步骤，为实验室操作提供可落地的细节参考。

样品的采集与制备

纸张样品的前处理第一步是确保代表性——由于纸张的涂层、印刷工艺可能导致PAHs分布不均，需从同一批次产品中选取至少5个独立样品，每个样品取表层（印刷面/涂层）、内层（纸基）等不同部位的碎片，混合后作为待测样。

样品制备需去除非纸成分（如金属钉、塑料包装），用高速粉碎机粉碎至60目颗粒（粒径约0.25mm）——颗粒过大易导致提取不完全，过小则可能引入更多纤维素杂质。粉碎时需注意：粉碎机内壁需用丙酮预处理（去除残留PAHs），粉碎后的样品用玻璃研钵混匀，装入棕色玻璃瓶，4℃冰箱密封保存（避免光照降解）。

关键禁忌：禁止用塑料容器装样品——塑料中的增塑剂（如邻苯二甲酸酯）会溶解于提取溶剂，干扰检测；操作时需戴无粉乳胶手套，避免皮肤接触污染。

提取方法的选择与操作

提取的核心是将PAHs从纸张基质中转移至溶剂，常用方法有索氏提取、超声提取、加速溶剂萃取（ASE），需根据实验室条件选择。

索氏提取（经典法）：称5.0g样品，用滤纸包裹（避免泄漏），放入索氏提取器；圆底烧瓶加80mL二氯甲烷-正己烷混合液（1:1——二氯甲烷增PAHs溶解度，正己烷减极性杂质），水浴回流6-8小时（回流速度4-6次/小时）。提取后冷却，将液转移至梨形瓶。

超声提取（高效法）：称2.0g样品，加50mL溶剂，超声清洗器（200W、40kHz）超声30分钟，静置分层取上清；残渣再加50mL溶剂重复2次，合并3次提取液。需冰浴控温25℃以下——避免低环PAHs（如萘）挥发。

加速溶剂萃取（ASE，现代法）：称1.0g样品与硅藻土混合，装ASE萃取池；设条件：溶剂1:1二氯甲烷-正己烷，温度100℃，压力1500psi，静态萃取10分钟，循环2次；氮吹收集液。溶剂用量仅20mL，耗时30分钟，但需注意萃取池清洁（丙酮冲洗）。

提取液的浓缩处理

提取液体积大（如索氏的80mL），需浓缩至小体积。旋转蒸发是常用法：将液转移至梨形瓶，接旋转蒸发器，水浴35℃、减压0.08-0.1MPa，浓缩至近干（约0.5mL）——不可完全蒸干，否则PAHs吸附瓶壁损失。

小体积提取液（如ASE的20mL）用氮吹：移至氮吹管，40℃下氮气流缓慢吹扫（使溶剂面起波纹），浓缩至1mL。氮吹关键是控流速——过快会吹飞样品，过慢则耗时。

浓缩后需用少量溶剂冲洗容器：用2mL提取溶剂冲洗梨形瓶/氮吹管内壁2次，合并至浓缩液，确保目标物完全转移。

净化步骤的优化

提取液含大量杂质（纤维素、色素、树脂），需净化以避免干扰仪器分析，常用硅胶柱、SPE柱。

硅胶柱层析（传统法）：取1.5cm×30cm玻璃柱，铺玻璃棉，加5g活化硅胶（120℃烘4小时）；用20mL正己烷活化，倒入浓缩液；待液渗硅胶后，依次用30mL正己烷（洗脱石蜡）、50mL二氯甲烷-正己烷（1:3，洗脱PAHs），收集后者。

固相萃取（SPE，批量法）：选C18 SPE柱（500mg/6mL），先5mL甲醇活化，再5mL正己烷平衡；注入浓缩液，流完后用5mL正己烷淋洗，最后10mL二氯甲烷洗脱。控流速2-3mL/min——过快会降低净化效果。

净化效果判断：洗脱液无色透明则杂质少，若呈黄/棕色需重复净化（浓缩后再过柱）；也可通过薄层色谱（TLC）验证——点样后用正己烷展开，UV灯下观察PAHs斑点是否清晰。

净化液的再次浓缩与定容

净化后的洗脱液（如硅胶柱的50mL）需再次浓缩：旋转蒸发至0.5mL（35℃）或氮吹至0.5mL（40℃）。

定容与过滤：用正己烷冲洗梨形瓶2次，移至1mL容量瓶，定容至刻度；将液通过0.22μm有机相滤膜（聚四氟乙烯/尼龙）过滤至进样瓶——滤膜去除微小颗粒（硅胶/纤维素），避免堵色谱柱。

注意：滤膜需用5mL正己烷预处理（去除膜上杂质）；过滤时用注射器慢推，避免膜破。

前处理的质量控制要点

空白实验：每批样做空白（同步骤不加样），检测空白中PAHs——若有检出，需排查溶剂纯度、滤纸污染或器具未清洁（如玻璃器皿需铬酸洗液浸泡，再用丙酮、正己烷冲洗）。

回收率实验：向空白纸样加已知浓度PAHs标液，按步骤处理，计算回收率——70%-120%为可接受（低于70%需调整提取时间/溶剂，高于120%需查污染）。

平行样：每批做2-3个平行样，相对标准偏差（RSD）＜10%——确保重复性。若RSD大，需检查粉碎是否均匀、提取时间是否一致。

环境控制：操作在通风橱进行，避免空气中PAHs（如汽车尾气）污染；实验台需铺铝箔，定期用正己烷擦拭。