Florisil固相萃取柱检测皮革中六价铬的应用研究

应佳燕，柯乐，涂小娟，蒋晓婷，王亮，马贺伟（嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴314001）

Florisil固相萃取柱检测皮革中六价铬的应用研究

应佳燕，柯乐，涂小娟，蒋晓婷，王亮，马贺伟
（嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴314001）

基于标准ISO 17075-2015中内容，考察了Florisil固相萃取柱在检测皮革内六价铬过程中适用性。结果表明，该类型的固相萃取柱可有效脱除样品萃取液中的颜色，而对萃取液中六价铬无吸附。颜色脱除效果与柱子内填料量相关。采用容量为1 000 mg/6 mL的柱子，样品萃取液中颜色脱除率在80%～95%之间，六价铬回收率在97.2%～112.3%之间。采用2根萃取柱串联脱色，颜色脱除率可达98%。方法的回收率及重复性结果满意，检测限2.5 mg/kg，可满足日常分析检测及相关法规要求。

六价铬；检测；脱色；固相萃取；Florisil

六价铬因其毒性而受到国内外重点关注。皮革因其加工过程中使用了可能转化为六价铬的三价铬［1］，从而使皮革中的六价铬成为企业的常规检测质量指标，而且该指标随着2015年5月欧盟REACH法规中针对皮革中六价铬含量限制的生效而受到皮革企业及检测实验室的重视。该法规中明确规定“与人体接触部分的皮革部件中六价铬（VI）含量不得超过3 mg/kg”。该法规的实施对皮革中六价铬含量的准确测定提出了更高的技术要求。

关于皮革中六价铬的测定方法，国内外发布实施的代表性标准为GB/T 22807和ISO 17075。标准中均规定采用pH=8的磷酸盐缓冲溶液对样品中的六价铬进行萃取，萃取液经二苯卡巴肼衍生化后，采用分光光度计对六价铬含量进行测定。然而采用pH=8的磷酸盐溶液对深色皮革样品进行萃取时，容易导致皮革中染料进入萃取液中，对测定结果的干扰非常明显，极易超出限值（3 mg/kg）的要求。这导致消除萃取液的颜色干扰成为检测皮革内六价铬过程中的关键技术问题［2］。

离子交换［3］、毛细管电泳［4］、絮凝沉淀［5］、吸附脱色［6-7］及固相萃取［8-10］等技术用于消除萃取液颜色的干扰研究均有报道，其中以固相萃取脱色技术研究较多，同时因其操作的简便性，被标准GB/T 22807和 ISO 17075所推荐采用。固相萃取柱的效果依赖于柱内的填料，然而已有研究文献［9-10］中所认为的合适填料类型并不一致，这为企业选择脱色用固相萃取柱造成了困扰。本实验基于国际标准ISO 17075-2015中所推荐的Florisil固相萃取柱为脱色手段，对该柱子的适用性进行考察，为准确、简便地测定皮革中的六价铬含量提供参考。

1实验部分

1.1主要仪器和试剂

主要设备：分光光度计（使用波长540 nm，比色皿2 cm）、振荡器（圆角型水平振荡，频率50～150次/min）、膜式过滤器（聚酰胺微孔滤膜，0.45 μm）、固相萃取装置、具塞锥形瓶等。

主要溶液：磷酸二氢钾溶液（0.1 mol/L）、磷酸溶液（70%）、磷酸盐缓冲溶液（pH≈8.0）、二苯卡巴肼丙酮溶液（10 g/L）、六价铬标准溶液（1 mg/L），各溶液配制方法见ISO 17075-2015。

Florisil固相萃取柱商品规格为500 mg/6 mL和1 000 mg/6 mL，来自市售的三个不同品牌。固相萃取柱使用前均先用5 mL甲醇淋洗活化，然后用5 mL蒸馏水淋洗后备用。皮革样品来自国内不同的制革企业。

1.2实验方法

1.2.1皮革中六价铬的测定

检测过程参照ISO 17075-2015中的要求进行，操作简述如下：向250 mL具塞锥形瓶中加入100 mL磷酸盐缓冲溶液（pH≈8.0），然后向锥形瓶内通入氮气5 min（流量约40 mL/min），加入2 g剪碎后的皮革样品，加塞后置于振荡器上振摇3 h（温度20～25℃），然后用膜过滤器将锥形瓶内液体过滤至100 mL具塞烧瓶中，取适量滤液加入活化后的Florisil柱子中，弃去初流出的5 mL液体，收集25 mL液体，准确移取10 mL至25 mL容量瓶中，加入约10 mL蒸馏水，再加入0.5 mL磷酸溶液和0.5 mL二苯卡巴肼丙酮溶液，用磷酸二氢钾溶液定容至刻度、摇匀，放置15 min后用分光光度计测定 540 nm下的吸光度。基于标准工作曲线计算样品中六价铬含量。

1.2.2标准工作曲线绘制

分别移取0.5～20 mL的六价铬标准溶液（0.5、1.0、5.0、10.0、 20.0 mL），加入到25 mL容量瓶中，然后向每个容量瓶中加入0.5 mL磷酸和0.5 mL二苯卡巴肼丙酮溶液，再用磷酸二氢钾溶液定容至刻度、摇匀，静置15 min后用分光光度计测定540 nm处吸光度。根据浓度和吸光度对应关系绘制标准工作曲线（六价铬浓度范围0.02～0.8 mg/L）。

1.2.3固相萃取柱对萃取液的脱色

按照1.2.1中的操作对样品进行萃取，选择萃取液颜色较深的溶液。然后将该溶液加入固相萃取柱中，收集25 mL液体，检测脱色前后的液体在540 nm处的吸光度，评价脱色效果。

1.2.4固相萃取柱对六价铬的吸附考察

分别移取 5.0、10.0及20.0 mL的六价铬标准溶液，加入到100 mL容量瓶中，用磷酸二氢钾溶液定容至刻度、摇匀（六价铬浓度0.05、0.1、0.2 mg/L）。取该溶液10 mL加入到25 mL容量瓶中，按照1.2.2中操作显色后，测定吸光度E1。

同时分别将三种溶液加入到活化后的Florisil固相萃取柱中，弃去初流出的5 mL液体，收集约25 mL液体，准确移取10 mL至25 mL容量瓶中，然后按照1.2.2中操作进行显色，测定吸光度E2。根据E1和E2计算六价铬回收率，评价固相萃取柱对六价铬的吸附效果。

1.2.5方法的回收率和重复性

按照1.2.1中的操作，筛选出不含有六价铬的样品，得到滤膜过滤后的该样品萃取液。取两只50 mL容量瓶，分别加入0.3和1.0 mL的六价铬标准溶液，然后用该萃取液稀释并定容至刻度、摇匀。将该溶液分别加入到活化后的Florisil固相萃取柱中，收集至少20 mL液体（弃去初流出的5 mL液体），准确移取该溶液10 mL至25 mL容量瓶中，然后按照1.2.2中操作进行显色，测定吸光度。一式六份，计算重复性和回收率。

表1 Fl ori si l固相萃取柱对六价铬的吸附效果

2结果与讨论

2.1 Fl ori si l固相萃取柱的脱色效果

Florisil主要由二氧化硅和氧化镁组成，是一种硅胶键合氧化镁的材料，属于强极性、高活性、弱碱性的吸附剂。已有的文献［6，9］中证实了该类吸附剂对皮革萃取液中的颜色具有较好的吸附性能。实验中，考察了三种不同来源的 Florisil固相萃取柱（1 000 mg/6 mL）对于不同皮革萃取液颜色的脱除效果，以波长540 nm处吸光度值进行评价。结果表明，针对所筛选的10块深色皮革样品，三种不同来源的萃取柱脱色效果基本相同。未脱色的萃取液吸光度在0.4～0.8之间，脱色后萃取液吸光度均在0.01～0.1之间，颜色脱除率在80%～95%之间，证实了Florisil填料对萃取液中的颜色具有较好的脱除效果。

考虑到脱色效果与Florisil填料用量相关，实验中进一步考察了规格为500 mg/6 mL的Florisil固相萃取柱的脱色效果。结果表明，在收集相同体积的流出液时，所得液体中颜色较明显，萃取液的吸光度高于0.1，表明残留的颜色将对后续的检测造成干扰。由于目前市售的Florisil固相萃取柱最大容量为1 000 mg/6 mL，所以优选该容量的萃取柱使用。但使用时，应控制加入的萃取液体积不超过30 mL。

2.2 Fl ori si l固相萃取柱对六价铬的吸附效果

采用Florisil固相萃取柱脱色过程中，要求六价铬不被柱内填料所吸附，即该过程中溶液中的六价铬应完全进入到流出液中，该因素决定了该柱子是否能被应用。实验中对三种不同来源的Florisil固相萃取柱对六价铬的吸附效果进行了考察，计算了六价铬的回收率，结果列于表1中。从表中可见，对于六价铬浓度为0.02～0.08 mg/L的萃取液，三种Florisil固相萃取柱对应的六价铬回收率均在98.6%～112.3%之间，回收率结果满意。这表明使用Florisil固相萃取柱脱色时，六价铬不会被吸附保留于柱内，而全部进入到流出液中。基于此，实验中选择了固相萃取柱A进行后续的实验。

2.3方法的回收率、重复性及检测限

筛选出不含有六价铬的2个样品，得到其萃取液，进行加标，然后对方法的回收率（R）、重复性（RSD）进行考察，并计算检测限，结果列于表2中。从表中可见，对于不同的样品萃取液，平均加标回收率与表1中基本一致，在97.2%～109.4%之间。重复测量结果之间的相对标准偏差（RSD）在5.8%～12.7%之间，表明结果的重复性较好。根据样品质量、最终定容体积及吸光度，统计出方法检测限为2.5 mg/kg。这表明方法的灵敏度满足当前欧盟法规（3 mg/kg）的要求。

2.4 Fl ori si l固相萃取柱的实际应用

实验中基于Florisil固相萃取柱的脱色技术，对20块染色皮革样品中六价铬的含量进行了测定，重点考察样品萃取液中颜色的脱除效果。结果表明，1块皮革中被检测出六价铬，含量8.5 mg/kg。脱色效果方面，18块样品的萃取液颜色得到有效脱除（540 nm处吸光度值小于0.03），而2块皮革样品的脱色后吸光度值大于0.1，表明溶液中颜色残余明显。实验中将该流出液再次脱色处理，所得萃取液在540 nm处吸光度值小于0.03，颜色脱除率达到98%。这表明部分样品萃取液中杂质及染料含量较高，容易使Florisil固相萃取柱达到饱和，从而降低脱色效果，该问题可以通过固相萃取柱串联脱色的途径进行解决，证实Florisil固相萃取柱适用于实际样品的测定。

表2方法的回收率、重复性及检测限（n=6）

3结论

Florisil固相萃取柱适用于皮革内六价铬检测过程中萃取液的脱色。该柱子对萃取液中的六价铬基本无吸附保留。采用1 000 mg/6 mL的市售商品柱可以有效脱除大部分样品萃取液中颜色。该过程操作简单、可靠性高，可应用于实际皮革样品的测试。

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［6］丁绍兰，郭体兵.排除染料对皮革中六价铬含量测定的干扰 ［J］.中国皮革，2002，（11）：14-18.

［7］张见立，王全杰，汤克勇.活性炭吸附脱色—分光光度法测定深色革样中的六价铬 ［J］.中国皮革，2007，（6）：25-30.

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Application of Florisil Based Solid Phase Extraction for Determining Hexavalent Chromium in Leather

YING Jia-yan，KE Le，TU Xiao-juan，JIANG Xiao-ting，WANG Liang，MA He-wei
（College of Material and Textile Engineering，Jiaxing College，Jiaxing 314001，China）

The application of florisil based solid phase extraction（FSPE）in the procedure of determining hexavalent chromium in leather，was investigated according to the standard ISO 17075-2015.The results indicate that FSPE can effectively remove the color in the extraction solution，but adsorb no hexavalent chromium ion.The effect of color removal is related with the dosage in the cartridge.For the FSPE with capacity of 1 000 mg/6 mL，the color removal is between 80%-95%，and hexavalent chromium recovery is beween 97.2%-112.3%.The tadem FSPE can remove about 98%color of the solution.The developed procedure presents satisfied recovery and precision，with detection limit of 2.5 mg/mg，which certify that FSPE is suitable for analyzing hexavalent chromium in leather.

hexavalent chromium；test；color removal；solid phase extraction；florisil

叶永和，教授级高级工程师/副院长兼总工程师，主要从事质量技术监督控制的研究，E-mail:954512481@qq.com。