塑料中鉛含量的測(cè)定

微波消解法檢測(cè)塑料中鉛的含量

本文采用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法對(duì)塑料樣品中的鉛含量進(jìn)行測(cè)定。塑料樣品經(jīng)HNO3和HBF4微波消解體系消解后，灰化溫度為600℃，原子化溫度為2300℃，鉛含量在0～0.4 ng/ml范圍內(nèi)與吸光度呈線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.9995，該法測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

電子產(chǎn)品在人們的日常生活中廣泛應(yīng)用，全世界各國(guó)都在關(guān)注其帶來(lái)的種種污染，電子電器產(chǎn)品中含有的鉛，砷，汞等重金屬元素不僅污染環(huán)境，還嚴(yán)重危害人們的身體健康，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡。2003年2月13日，歐盟《官方公報(bào)》公布了《電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》（HSEEE指令）。歐盟要求成員國(guó)確保從2006年7月1日起，在歐盟市場(chǎng)禁止銷售含有鉛、汞、銅、六價(jià)鉻、聚合溴化聯(lián)苯PBB）和聚合溴化聯(lián)苯乙醚（PBDE）6種有害物質(zhì)的電子電氣設(shè)備。

塑料是電子電器產(chǎn)品中廣泛使用的原材料之一，對(duì)塑料中重金屬的檢測(cè)可以幫助我國(guó)的相關(guān)企業(yè)規(guī)避可能面臨的技術(shù)性貿(mào)易壁壘，具有非常重要的意義。目前我國(guó)僅有以聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯為原料制作的各種食具、容器及食品用包裝薄膜等制成品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/ T5009.60-2003，該標(biāo)準(zhǔn)中采用比色法測(cè)定器具中的重金屬含量，僅以體積分?jǐn)?shù)為4%的乙酸溶液浸泡，，無(wú)法滿足歐盟的要求。運(yùn)用微波消解前處理方法，方便快捷，采用HNO3和HBF4體系消解，避免了引入HF，減小對(duì)后續(xù)分析儀器的影響，具有平行性好、準(zhǔn)確度高、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，為其他元素測(cè)定提供參考。

圖1.屹堯TOPEX全能型微波化學(xué)工作平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)條件

所用儀器

微波消解儀（屹堯TOPEX全能型微波化學(xué)工作平臺(tái)，KJ100轉(zhuǎn)子100 ml消解罐，工作壓力60 bar、反應(yīng)溫度為260℃）；原子吸收分光光度計(jì)（上海光譜，灰化溫度600℃，原子化溫度2300℃)；電子天平（梅特勒一托利多）；超純水(上海優(yōu)普）；

所用試劑及標(biāo)液

塑料標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（JSM P701-1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉛含量111.3±7.5 μg/g）鉛標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)液（國(guó)家標(biāo)物中心，1000 μg/ml）；HNO3(優(yōu)級(jí)純)；HBF4(分析純)。

儀器工作條件

石墨爐原子吸收型號(hào)：SP-3801AAS；波長(zhǎng)：283.3 nm;扣背景方式：氘燈；高壓：251.6 V；燈電流：1.9 mA；光譜通帶寬度：0.7 nm；測(cè)量方式：峰面積。

圖2.所得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

實(shí)驗(yàn)部分

稱樣處理

取浸泡過(guò)夜烘干后的消解管，分別稱量0.10g塑料標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品，樣品需處理成小塊。

加酸

分別加入5ml的HNO3和2ml的HBF4，同時(shí)做2個(gè)樣品空白，密封好后放入到微波消解爐內(nèi)。

按表1所示消解程序消解樣品及空白。消解程序運(yùn)行結(jié)束后，取出消解液呈透明無(wú)沉淀狀態(tài)。

樣品定容

將消解液于170℃條件下趕酸，趕至0.5 ml～1ml左右，然后將其冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移到25 ml的容量瓶中，加超純水定容至刻度，充分混勻放置10 min然后上機(jī)。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

將1000 μg/ml鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋至1 μg/ml，再吸取1ml此溶液到100 ml容量瓶中，用1%的硝酸定容至刻度，濃度為10 ng/ml。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

用原子吸收分光光度計(jì)自動(dòng)稀釋制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍0～0.4 ng/ml, 標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為0.0、0.1、0.2、0.3、0.4 ng/ ml所得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

圖3.工作站標(biāo)樣測(cè)定結(jié)果截圖。

表1.石墨爐升溫程序條件

表2.消解程序設(shè)置條件

表3.標(biāo)樣測(cè)定結(jié)果

表4. 不同樣品以硝酸消化的臨界溫度

結(jié)果與討論

標(biāo)樣測(cè)定結(jié)果

標(biāo)樣測(cè)定中，S1為質(zhì)控樣，S2為樣品空白，S3—S6為樣品平行，測(cè)試結(jié)果如表3。從表3中可以看出，四組平行樣品平行性較好，所得測(cè)量結(jié)果能夠滿足日常檢測(cè)需求（標(biāo)準(zhǔn)值：111.3±7.5 μg/g）。

微波消解液的選擇

相對(duì)來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)單的塑料樣品采用硝酸和過(guò)氧化氫體系即可消解，有些復(fù)雜樣品則需要加入氫氟酸才能徹底消解。但是，氫氟酸腐蝕性強(qiáng)，且操作不便，趕酸不徹底的話，對(duì)后續(xù)分析儀器的損害較大。因此，本實(shí)驗(yàn)使用四氟硼酸代替氫氟酸，在保證消解效果的同時(shí)，也能夠有效的避免氫氟酸所造成的儀器傷害。

微波消解溫度的選擇

一般有機(jī)樣品以硝酸消化的臨界溫度如表4。不同樣品含成分差異較大，根據(jù)稱樣量不同選擇消解的溫度和時(shí)間也不同，本實(shí)驗(yàn)稱樣量0.1 g，分別嘗試最高溫度200℃保持20 min和220℃度保持20 min,結(jié)果表明200℃時(shí)，消解液呈渾濁狀態(tài)，所以針對(duì)復(fù)雜成分的塑料樣品，可采用220℃條件下保持20 min的消解條件。

小結(jié)

微波消解具有消解效果好，平行性及準(zhǔn)確度都符合檢測(cè)需求等特點(diǎn)，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，改善了實(shí)驗(yàn)人員工作環(huán)境。本文選用HNO3-HBF4（5:2）體系消解，測(cè)得標(biāo)樣結(jié)果均滿足日常檢測(cè)需求。HNO3-HBF4體系能夠很好的消解塑料類樣品，對(duì)其他類似樣品的消解有指導(dǎo)意義。

本文資料由上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司提供。