祿春強(qiáng)　　孫衎　　付睿峰　　羅嬋　　孫多志　　劉峻

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院輕工化工所　　上?！?01114）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定乳膠制品中9種重金屬元素

祿春強(qiáng)孫衎付睿峰羅嬋孫多志劉峻*

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院輕工化工所上海201114）

建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定乳膠制品中9種重金屬元素（鉛、鎘、鉻、砷、銅、錳、鋅、鐵和汞）的含量，汞元素線性范圍為0.04-1.0 mg/L，其余8種元素線性范圍為0.05-20 mg/L；方法檢出限（3s）為0.1-0.8 mg/kg；比較了濕法消解和微波消解兩種樣品消解方法，結(jié)果表明兩種方法效果無顯著差異；樣品回收率為84.5%-107.0%；重復(fù)性測(cè)定相對(duì)偏差（n=6）為1.4%-5.7%。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜；乳膠制品；重金屬

1　前言

乳膠制品廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，常見乳膠制品有嬰兒奶嘴、避孕套、乳膠手套、各種密封墊片、墊圈等。乳膠制品在加工過程中，要使用各種助劑和填料，這些添加物會(huì)引入一些重金屬元素［1］。另外在加工過程中，因?yàn)樵O(shè)備、環(huán)境、原料等原因也可能會(huì)引入含有鉛、鎘和鉻等重金屬元素的雜質(zhì)。乳膠制品中重金屬元素的存在對(duì)人體健康和環(huán)境都有影響［2-3］，但由于目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這類產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范，因此企業(yè)一般按照ROHS指令進(jìn)行檢測(cè)，而該指令主要針對(duì)電子電氣產(chǎn)品中使用有害物質(zhì)，旨在環(huán)境保護(hù)。

目前乳膠制品中重金屬元素含量測(cè)定方法未見報(bào)道，常見的金屬元素含量測(cè)定方法有原子吸收光譜法（AAS）［4-5］、原子熒光法（AFS）［6］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）［7-9］、電感耦合等離子質(zhì)譜法等 （ICP-MS）［10］。其中ICP-AES法具有精密度高、線性范圍寬等特點(diǎn)。本項(xiàng)目采用濕法、微波消解法處理乳膠制品樣品，采用ICP-AES法同時(shí)測(cè)定乳膠制品中9種重金屬元素含量，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)和探討。

2　材料與方法

2.1材料

2.1.1儀器

PE 7300 DV型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：美國(guó) perkin-Elmer公司；CEM Mars微波輔助消解儀：美國(guó)CEM公司。

2.1.2試劑

硝酸、過氧化氫：優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥試劑上海有限公司；鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）、銅（Cu）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鐵（Fe）和汞（Hg）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：1 g/L，有色金屬研究院；試驗(yàn)用水：Mini-Q純水器 （美國(guó)milliore公司）制得的超純水，電阻率≥18.2 MΩ·cm。

2.2方法

2.2.1儀器工作條件

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件：射頻功率1300 W，霧化氣流量0.6 L/min，輔助氣流量0.2 L/min，冷卻氣流量15.0 L/min，樣品提升速率1.50 mL/min。

微波消解儀工作條件：5 min升到135℃，保持5 min；10 min升到220℃，保持20 min。

2.2.2試驗(yàn)方法

室溫下將樣品裁剪成尺寸約為5 mm×5 mm，厚度5 mm以內(nèi)的小方塊，采用濕法消解和微波消解兩種方式消解試樣。

濕法消解：稱取上述試樣0.2 g（精確至 0.1 mg）于50 mL燒杯中，加入6 mL硝酸，2 mL過氧化氫，必要時(shí)可放入3-5顆玻璃珠，蓋上表面皿，在電熱板上加熱，使溶液保持微沸；15 min后取下，冷卻約5 min，如試樣有殘留，可再添加1-2 mL硝酸和幾滴過氧化氫，繼續(xù)加熱；可重復(fù)該步驟1-2次以使試樣消解完全，溶液濃縮至約 1 mL時(shí)，冷卻至室溫，加入5 mL純水稀釋，過濾于25 mL容量瓶；用硝酸（2+98）沖洗燒杯和濾紙，沖洗液一并移入容量瓶，用水稀釋定容至刻度，混勻。

微波消解：稱取上述試樣0.2 g（精確至 0.1 mg）于聚四氟乙烯消解罐中，加入 5 mL濃硝酸和2 mL過氧化氫溶液，然后將消解罐密閉，按照預(yù)設(shè)的工作條件進(jìn)行消解；消解完成后取出聚四氟乙烯消解罐，135℃條件下加熱30 min，除去剩余硝酸，取下冷卻后，過濾于25 mL容量瓶；用硝酸（2+98）沖洗消解罐和濾紙，用水稀釋定容至刻度，混勻。

將試樣溶液按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3　結(jié)果與討論

3.1分析譜線的選擇

從譜庫(kù)中選各元素靈敏線、次靈敏線2-3條，采用儀器工作條件測(cè)定1.0 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)元素各譜線的干擾情況及光譜儀具有的同步背景校正功能，選擇干擾少，校準(zhǔn)后背景低的譜線。優(yōu)化后的譜線見表1。

表1　　線性范圍、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

以硝酸（5+95）溶液為介質(zhì)逐級(jí)稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，配制成0、0.05、0.10、0.50、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/L的Pb、Cd、Cr、As、Cu、Mn、Zn、Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液；0、0.04、0.10、0.20、0.40、0.80、1.0 mg/L的Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液。按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。10種元素的線性參數(shù)見表1。

測(cè)定11份空白溶液，以空白測(cè)定值標(biāo)準(zhǔn)偏差（s）的3倍作為方法的檢出限。以稱樣量0.2 g，稀釋體積為25 mL進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1。

3.3試樣消解方法比對(duì)

采用濕法消解和微波消解兩種方法處理2個(gè)代表性樣品，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表2。

表2　　兩種試樣消解方法的比對(duì)

由表2可知，采用兩種試樣消解方法處理同一樣品時(shí)，均能獲得澄清溶液，測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜10%，說明兩種試樣消解方法效果無顯著差異。由于微波消解法操作簡(jiǎn)單快捷，因此，試驗(yàn)優(yōu)先選擇微波消解法。

3.4方法精密度、重復(fù)性和回收率

將一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液加入乳膠樣品，按照試驗(yàn)方法進(jìn)行消解，然后測(cè)試樣品溶液，測(cè)定值的相對(duì)偏差（RSD）見表3。

表3　　精密度試驗(yàn)結(jié)果（n=6）

按試驗(yàn)方法對(duì)乳膠樣品進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表4。由表4可知：回收率在84.5%-107.0%之間，符合痕量分析的要求。

表4　　回收試驗(yàn)結(jié)果

3.5樣品分析

按照試驗(yàn)方法對(duì)全國(guó)橡膠和橡膠制品標(biāo)委會(huì)提供的7個(gè)乳膠樣品進(jìn)行分析，每個(gè)樣品測(cè)試兩平行，取平均值，分析結(jié)果見表5。

表5　　樣品分析結(jié)果（mg/kg）

由表5可知，7個(gè)樣品中除As和Hg外，其余7種元素均有檢出。

4　結(jié)論

本項(xiàng)目建立了ICP-AES法測(cè)定乳膠制品中9種金屬元素含量的方法，方法具有準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)便、快捷等特點(diǎn)，適用于乳膠制品中重金屬元素含量測(cè)定。

［1］陳爾凡，趙鴻宇，馬宏偉，等.無鉛、無鎳防老劑在氯醚橡膠中的應(yīng)用［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2008，37（3）：16-18.

［2］任繼平，李德發(fā)，張麗英.鎘毒性研究進(jìn)展［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2003，15（1）：1-6.

［3］ 韓磊，張恒東.鉛、鎘的毒性及其危害 ［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2009，23（3）：173-177.

［4］ FBOdukudu，JGAyenimo，ASAdekunle，etal.Safety evaluation of heavy metals exposure from consumer products［J］. International Journal of Consumer Studies，2014，38：25-34.

［5］羅嬋，祿春強(qiáng)，左瑩，等.水嘴浸泡水中鉛的溶出規(guī)律分析［J］.檢驗(yàn)檢疫學(xué)刊，2015，25（2）：30-32.

［6］冷庚，王俊偉，萬旭，等.微波萃取高效液相色譜-冷原子熒光光譜法測(cè)定沉積物中甲基汞和無機(jī)汞［J］.分析化學(xué)，2012，40（2）：191-195.

［7］劉崇華，鐘志光，李炳忠，等.ICP-AES法測(cè)定玩具涂料中重金屬元素總量［J］.光譜與光譜分析，2002，22（5）：840-842.

［8］復(fù)旦大學(xué).分析化學(xué)原理［M］.北京：化學(xué)化工出版社，2004.

［9］鄒慧君，汪正.高溫高壓消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鋯釔粉體中釔與6種雜質(zhì)元素［J］.理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，2014，50（10）：1193-1196.

［10］林立，周諳非，王朝暉.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食品包裝材料中有害金屬元素［J］.食品工業(yè)科技，2011，11：457-459.

Determination of the Contents of 9 Heavy Metal Ions in Latex Products by ICP-AES

LU Chunqiang，SUN Kan，F(xiàn)U Ruifeng，LUO Chan，SUN Duozhi，LIU Jun*
（Institute of Quality Inspection of Light Industry&Chemical Products，Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research，Shanghai，201114）

Samples of latex products were pretreated by wet digestion and microwave assisted digestion，and the contents of Pb，Cd，Cr，As，Cu，Mn，Zn，F(xiàn)e and Hg in latex products were determined by ICP-AES. Linear ranges were within0.04-1.0 mg/L for Hg，and 0.05-20 mg/L for the other 8 elements.Detection limits of the 9 elements were in the ranges of 0.1-0.8 mg/kg.The results show that there were no significant differences between wet digestion and microwave assisted digestion.Values of recovery and RSD's（n=6）were found in the range of 84.5%-107.0%and 1.4%-5.7%.

ICP-AES；Latex Products；Heavy Metal

O657.31

E-mail：chunqiang07@163.co；*通訊作者E-mail：lujun@sqi.org.cn

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題 （2013BAK04B04）

2015-09-12