莫 玲，張韶輝，韓全國，蔡小先

（國家日用金屬制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，四川 成都 610031）

不銹鋼中重金屬溶出物測定方法的比較

莫 玲，張韶輝，韓全國，蔡小先

（國家日用金屬制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，四川 成都 610031）

為了更大范圍地提高不銹鋼中重金屬溶出物的檢測效率，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）和原子吸收光譜法（AAS）對不銹鋼制品中重金屬溶出物（Cr、Ni、Cd、Pb、As）進行比對分析。在選定實驗條件下，對ICP-AES和AAS兩種方法測得的重金屬溶出物的檢出限、加標回收率、變異系數(shù)分別進行分析比較。實驗證明，ICP-AES法檢出限低、精密度高、線性范圍寬，可以大大提高檢測效率，更適用于高、中、低含量的多種元素同時測定。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法；原子吸收光譜法；不銹鋼重金屬溶出物；檢測效率

1 引 言

不銹鋼制品中含有多種重金屬元素，尤其是與食品接觸類不銹鋼制品對人體健康有著很大影響，直接關(guān)系到人類身體健康和生命安全。GB/T 5009.81-2003《不銹鋼食具容器衛(wèi)生標準的分析方法》中的化學分析法、AAS法，只能進行單元素測定，分析速度慢，效率低，已不適應(yīng)便捷高效的檢測分析要求，因此選擇快捷、精確、簡便的方法測定重金屬溶出物越發(fā)顯得重要?，F(xiàn)在國際貫用的ICP-AES檢測法具有靈敏度高、檢出限低、干擾少、線性范圍寬等優(yōu)點，已經(jīng)在冶金、環(huán)境、食品、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。該文分別采用ICP-AES法[2-3]與AAS法[4]對不銹鋼中重金屬溶出物進行測定，并對兩種方法的檢測結(jié)果進行對比分析，其結(jié)果對于國家質(zhì)檢部門、冶金行業(yè)、環(huán)境監(jiān)測部門有較高的推廣價值。

2 實驗部分

2.1 主要儀器和試劑

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：美國熱電公司（Thermo Fisher Scientific），型號為 IRISAdvantage；原子吸收光譜儀：美國PE公司（Perkin Elmer），型號為AA-800。

4%乙酸，鎘、鉻、鎳、鉛、砷標準物質(zhì)純度均在99.99%以上。實驗用水為蒸餾水經(jīng)離子交換后的去離子水。實驗用玻璃儀器均經(jīng)過酸浸泡24h以上，用水反復沖洗，最后用去離子水沖洗，晾干后備用。

2.2 儀器分析條件

（1）電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀最佳測定條件：冷卻氣流量為15 L·min-1；輔助氣流量為0.5 L·min-1；高頻發(fā)射器功率為1150W；樣品提升量為 1.85mL·min-1；積分時間為 10s。

（2）原子吸收光譜儀最佳測定條件如表1所示。

2.3 實驗方法

設(shè)定儀器工作條件，待儀器穩(wěn)定后，測得標準溶液、試劑空白液與待測溶液中各元素的吸光強度，以各標準溶液的吸光強度與對應(yīng)元素的濃度繪制標準曲線，待測溶液的吸光度減去試劑空白吸光度值后，從標準曲線查出樣品中待測元素的濃度，再乘以稀釋倍數(shù)，計算各元素含量。

表1 AAS法工作條件和石墨爐升溫程序條件

3 結(jié)果與討論

3.1 分析譜線

由于樣品采用冰乙酸浸泡，得到的浸泡液干擾元素比較少。將待測元素和空白溶液掃描得到的譜線和背景進行強度比較，選擇合適的分析譜線和合適的背景校正位置。根據(jù)試驗情況綜合考慮，選擇強度大、峰型好的譜線作為分析譜線，各檢測元素的分析譜線如表2所示。

表2 鉻、鎳、鎘、鉛、砷的分析譜線1）

3.2 檢出限與工作曲線[5-6]

檢出限是一個分析方法能夠檢測出被分析物的最低濃度。

式中：DL——檢出限；

xi——試驗測量值；

n——測量次數(shù)；

K——系數(shù)（根據(jù)IUPAC，K取3）。

通常以空白溶液測定7次的標準偏差的3倍所對應(yīng)的濃度作為檢出限（式1）。ICP-AES法各元素的檢出限在 0.0577～0.4163mg·L-1，AAS 法各元素的檢出限在 0.2869～0.4256mg·L-1，ICP-AES 法的線性范圍更寬，其檢出限計算值分別如表3和表4所示。ICP-AES法和AAS法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的工作曲線分別如圖1和圖2所示。

表3 ICP-AES法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的檢出限

表4 AAS法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的檢出限

圖1 ICP-AES法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的工作曲線

圖2 AAS法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的工作曲線

3.3 準確度[5-6]

用測量標準參考物質(zhì)或?qū)⒉煌瑵舛鹊臉藴饰镔|(zhì)加到樣品中做回收率測定等方法評價分析方法準確度，以誤差的大小來衡量。即誤差越小，準確度越高；誤差越大，準確度越低。

測定樣品加標回收率：

式中：P——加入標準物質(zhì)的回收率；

m——加入標準物質(zhì)的量；

x1——加標樣品測定值的平均值；

x0——標準物質(zhì)的量。

回收率的絕對誤差：

式中：x——回收率的測定值；

T——回收率的真實值。

在已知標準值的溶液中分別加入各元素標準溶液，加標濃度為1.000mg·L-1，根據(jù)各元素含量進行相應(yīng)的稀釋，進行加標回收，平行測定7次。ICP-AES法測各元素的回收率在98.7%～101.2%之間，AAS法測各元素的回收率在94.6%～99.1%之間。由回收率的絕對誤差可知ICP-AES測定的回收率更接近真值，準確度更好。其結(jié)果分別列于表5和表6中。

表5 ICP-AES法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的精密度和準確度

表6 AAS法測定不銹鋼制品中重金屬溶出物的精密度和準確度

3.4 精密度[6-7]

變異系數(shù)（RSD）為標準偏差與平均數(shù)的比值，其計算公式：

式中：S——標準偏差；

在“2.3”的實驗條件下，ICP-AES法各元素的變異系數(shù)在0.2322%～0.7071%，AAS法各元素的變異系數(shù)在0.4507%～0.7153%。由表5和表6可知ICP-AES法的變異系數(shù)更小，說明ICP-AES法比AAS法測量結(jié)果的精密度更高。其結(jié)果列于表5和表6中。

4 結(jié)束語

通過以上比較分析，可以看出，雖然兩種方法均可以滿足不銹鋼重金屬溶出物的測定，但基于ICP-AES法準確度高、精密度高、線性范圍好、干擾少，可用于高、中、低含量的多種元素同時測定，可以提高工作效率，同時也避免了AAS法測定高含量元素由于多次稀釋帶來一定的誤差的弊端，滿足了質(zhì)檢系統(tǒng)的快速、高效、準確的要求。因此，ICP-AES法更適用于不銹鋼制品中重金屬溶出物的測定。

[1]不破敬一郎.ICP發(fā)射光譜分析[M].李玉珍，譯.北京：化學工業(yè)出版社，1987.

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[5]曹麗玲，何 燕.花粉中6種微量元素測定方法的比對[J].職業(yè)與健康，2009，2（25）：143-145.

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Determ ination com parison of heavy metal extractions of stainless steel

MO Ling，ZHANG Shao-hui，HAN Quan-guo，CAI Xiao-xian
（National Daily Metal Product Quality Supervision and Inspection Center，Chengdu 610031，China）

In order to improve detection efficiency，the heavy metal extractions（Cr、Ni、Cd、Pb、As）of stainless steel were determined by induced coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-AES） and atomic absorption spectrometry（AAS）.Under the selected experimental condition，the detection limit，the recovery and the coefficient of variation were compared between the determination results of ICP-AES and those of AAS.Experimental results show the ICP-AES method has lower detection limit，higher precision，large linear range.It can greatly improve the detection efficiency，and it is more suitable for determining multi-element in different contents simultaneously.

ICP-AES；AAS；heavy metal extractions of stainless steel；detection efficiency

TG142.1+1；TM930.12

A

1674-5124（2011）01-0038-03

2010-08-12；

2010-10-29

莫 玲（1956-），女，教授級高級工程師，主要從事金屬制品檢測研究工作。