韓寧,吳東曉，張文良，趙海浪

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

0 引言

紡織品附件品種較多，常包括鈕扣、拉鏈、飾品等小部件，這些附件可能在生產(chǎn)加工過(guò)程中引入重金屬鉛[1]。重金屬鉛一旦攝入到人體內(nèi)就很難排出體外，并會(huì)在體內(nèi)累積，最終可能會(huì)對(duì)人體的器官和生理功能造成損害。因此，國(guó)內(nèi)外不斷頒布或更新關(guān)于紡織品附件中重金屬含量的標(biāo)準(zhǔn)，并明確給出限定值。

目前，對(duì)紡織品及附件中的重金屬鉛的檢測(cè)方法比較多。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP）因具有操作簡(jiǎn)單、定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，而微波消解法以其快速、高效、污染小的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于紡織品及附件中重金屬的前處理[2]。本文依照GB/T 30157—2013《紡織品總鉛和總鉛含量的測(cè)定》方法標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法技術(shù)前提下，對(duì)紡織品附件中鉛的微波消解的前處理影響條件進(jìn)行分析研究。

紡織品附件有金屬和非金屬兩類。鑒于紡織品附件材質(zhì)種類繁多，因而需要選取大量具有代表性的紡織品，并收集相關(guān)的附件。通過(guò)對(duì)其中的陽(yáng)性樣品進(jìn)行研究，從而探討可以普遍用于紡織品附件的微波前處理方法。

1 試驗(yàn)

1.1 微波消解法原理

在密閉的高壓環(huán)境中對(duì)樣品進(jìn)行消解，通過(guò)“熱效應(yīng)”的方式對(duì)樣品直接加熱，使樣品迅速被破壞，并與溶劑反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)可以完全分解樣品。此方法可以準(zhǔn)確地控制微波消解溫度，能快速、安全、高效地分解樣品。試驗(yàn)所用的密閉系統(tǒng)不僅可以避免易揮發(fā)的砷、汞等重金屬的損失，還可以避免樣品間的交叉污染及外源性污染，空白值低。

1.2 儀器設(shè)備

MARS6型微波消解儀（美國(guó)CEM公司）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（鉑金埃爾默Optima 7000DV）。

1.3 試劑

濃硝酸（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；雙氧水（30%，分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，CAS號(hào)7440-92-1。

1.4 樣品選擇

采集200只具有代表性的紡織品，并對(duì)其附件的鉛含量進(jìn)行檢測(cè)，然后篩選出5只含鉛的非金屬材質(zhì)陽(yáng)性樣品（用q1、q2、q3、q4、q5表示），以及23只含鉛的金屬材質(zhì)陽(yáng)性樣品。

1.5 附件微波消解試驗(yàn)

取一定量的非金屬或金屬材質(zhì)附件樣品，研磨成粒徑≤2 mm的粉末，充分混合均勻。準(zhǔn)確稱取0.3 g（±0.000 1 g）樣品，置于消解罐中，然后加入一定量的濃硝酸和雙氧水，使用微波消解儀分別升溫到設(shè)定的溫度，消解一定的時(shí)間后冷卻至室溫，過(guò)濾消解溶液，并定容至50 mL，最后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定鉛離子的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 非金屬材質(zhì)附件微波消解

2.1.1 消解溫度對(duì)鉛消解效果的影響

為了研究微波消解溫度對(duì)附件中鉛的消解效果的影響，在100、120、140、160、180和200 ℃溫度下分別對(duì)樣品q1、q2、q3、q4、q5進(jìn)行消解，測(cè)定不同溫度下鉛離子的含量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1～5。

由圖1～5可以看出：隨著消解溫度的升高，樣品所含鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先逐漸提高，達(dá)到一定值后基本保持不變；樣品q1、q2和q5在消解溫度達(dá)到160℃時(shí)消解效果達(dá)到最好，q3和q4在消解溫度達(dá)到180℃時(shí)消解效果最好。由此可見(jiàn)，當(dāng)消解溫度達(dá)到180℃時(shí)基本可以滿足市場(chǎng)上大多數(shù)紡織品附件中鉛含量的檢測(cè)需求。

圖1 消解溫度對(duì)q1中鉛含量的影響

圖2 消解溫度對(duì)q2中鉛含量的影響

圖3 消解溫度對(duì)q3中鉛含量的影響

圖4 消解溫度對(duì)q4中鉛含量的影響

圖5 消解溫度對(duì)q5中鉛含量的影響

2.1.2 消解時(shí)間對(duì)鉛消解效果的影響

為了研究微波消解時(shí)間對(duì)附件中鉛的消解效果的影響，分別測(cè)試樣品q1、q2、q3、q4和q5在消解2、4、6、8、10和12 min后鉛離子的含量，比較不同消解時(shí)間下鉛離子的含量。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖6～10。

圖6 消解時(shí)間對(duì)q1中鉛含量的影響

圖7 消解時(shí)間對(duì)q2中鉛含量的影響

圖8 消解時(shí)間對(duì)q3中鉛含量的影響

圖9 消解時(shí)間對(duì)q4中鉛含量的影響

圖10 消解時(shí)間對(duì)q5中鉛含量的影響

由圖6～10可以看出：隨著微波消解時(shí)間的增加，樣品中鉛含量的檢測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)先升高后基本保持不變的現(xiàn)象；樣品q5在消解時(shí)間超過(guò)8 min時(shí)消解效果達(dá)到最好，q1、q2、q3和q4在消解時(shí)間超過(guò)10 min時(shí)消解效果最好。由此可見(jiàn)，微波消解時(shí)間達(dá)到10 min時(shí)就可以滿足市場(chǎng)上大多數(shù)紡織品附件中鉛含量的檢測(cè)需要。

2.1.3 硝酸用量對(duì)鉛消解效果的影響

為了研究微波消解時(shí)硝酸用量對(duì)附件中鉛的消解效果的影響，分別加入3.5、4.0、4.5、5.0和5.5 mL硝酸對(duì)樣品q1、q2、q3、q4和q5進(jìn)行消解，比較不同硝酸用量下鉛離子的含量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖11～15。由圖11～15可以看出：隨著硝酸用量的增加，樣品鉛含量的檢測(cè)結(jié)果先增大后逐漸保持不變，當(dāng)硝酸用量超過(guò)4.5 mL時(shí)消解效果達(dá)到最好。由此可見(jiàn)，硝酸用量為4.5 mL時(shí)就可以滿足市場(chǎng)上大多數(shù)紡織品附件鉛含量的檢測(cè)需要。

圖11 硝酸用量對(duì)q1中鉛含量的影響

圖12 硝酸用量對(duì)q2中鉛含量的影響

圖13 硝酸用量對(duì)q3中鉛含量的影響

圖14 硝酸用量對(duì)q4中鉛含量的影響

圖15 硝酸用量對(duì)q5中鉛含量的影響

2.1.4 雙氧水用量對(duì)鉛消解效果的影響

為了研究微波消解時(shí)雙氧水用量對(duì)附件中鉛的消解效果的影響，分別加入0、0.2、0.4、0.6和0.8 mL雙氧水對(duì)樣品q1、q2、q3、q4、q5進(jìn)行消解，測(cè)定不同雙氧水用量下鉛離子的含量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖16～20。

圖16 雙氧水用量對(duì)q1中鉛含量的影響

圖17 雙氧水用量對(duì)q2中鉛含量的影響

圖18 雙氧水用量對(duì)q3中鉛含量的影響

圖19 雙氧水用量對(duì)q4中鉛含量的影響

圖20 雙氧水用量對(duì)q5中鉛含量的影響

由圖16～20可以看出，隨著雙氧水用量的增加，樣品鉛含量的檢測(cè)結(jié)果先增大后逐漸保持不變；q1和q2樣品在雙氧水用量超過(guò)0.4 mL時(shí)消解效果達(dá)到最好；q3、q4和q5在雙氧水用量超過(guò)0.6 mL時(shí)消解效果最好。由此可見(jiàn)，雙氧水用量為0.6 mL時(shí)可以滿足市場(chǎng)上絕大多數(shù)紡織品附件鉛含量的檢測(cè)需要。

2.2 金屬材質(zhì)附件微波消解

對(duì)金屬材質(zhì)附件進(jìn)行微波消解研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金屬材質(zhì)附件被研磨成≤2 mm的顆粒時(shí)，加入3.5～5.5 mL的硝酸，樣品就可以達(dá)到很好的消解效果，且消解溫度、消解時(shí)間、硝酸用量和雙氧水用量對(duì)消解效果的影響并不明顯。

3 結(jié)論

（1）普遍適用于非金屬材質(zhì)附件微波消解的條件為：消解溫度180℃、消解時(shí)間10 min、硝酸用量4.5 mL、雙氧水用量0.6 mL。

（2）對(duì)于大部分紡織品金屬材質(zhì)附件，加入3.5～5.5 mL的硝酸進(jìn)行微波消解試驗(yàn)就可以取得較好的消解效果，且消解溫度、消解時(shí)間、硝酸用量和雙氧水用量對(duì)消解效果幾乎無(wú)影響。