ICP-AES法檢測煙花爆竹中禁、限用藥物方法研究探討

劉木森

1.江蘇省煙花爆竹產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，江蘇 鹽城 220005

0 引言

煙花爆竹是以煙火藥為原料制成的工藝美術(shù)品，通過著火源作用燃燒（爆炸）并伴有聲、光、色、煙霧等效果的娛樂產(chǎn)品。煙花爆竹是我國傳統(tǒng)文化的一顆明珠，是民族文化的一塊瑰寶。但煙花爆竹是特殊工藝品，其特殊性在于煙花爆竹是易燃易爆的火工產(chǎn)品，其藥物成分、物理現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)都十分復(fù)雜。

國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB10631《煙花爆竹 安全與質(zhì)量》、GB11652《煙花爆竹 勞動安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，煙花爆竹中的禁用藥物成分除砷化合物、氯酸鹽、汞化合物、沒食子酸、苦味酸等以外，其它禁用或限用的藥物還有鉀、鈉、鍶、鋇、鋁、鎂、鈦、銅、錳、銻、硼、鍺、鎵、鉛、磷等離子或化合物。由于部分企業(yè)違規(guī)使用禁用藥物，極易造成質(zhì)量安全事故，因此加強(qiáng)對煙花中禁用藥物的快速檢測研究，且定性定量準(zhǔn)確，具有重大的現(xiàn)實意義。

1 國內(nèi)外技術(shù)水平現(xiàn)狀

煙花爆竹中的大部分禁用藥物為鉀、鈉、鍶、鋇、鋁、鎂、鈦、銅、錳、銻、硼、鍺、鎵、鉛、磷等離子或化合物，在煙花爆竹的GB/T15841.1-1995、SN/T0306.4-2006檢驗標(biāo)準(zhǔn)中，這些元素離子或化合物的檢測方法都是定性試驗方法，且方法各不相同，操作繁鎖，方法檢測干擾大、靈敏度低，不能檢出這些元素離子或化合物的具體含量，在實踐操作過程中，有誤判的可能。

目前還沒有測定煙花爆竹中禁、限用藥物具體的定量方法，國內(nèi)外也未見這

方面的報道。ICP-AES（等離子發(fā)射光譜法）是近年來備受青睞的元素測定方法，它是利用物質(zhì)在熱激發(fā)或電激發(fā)下，每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質(zhì)的組成，而進(jìn)行元素的定性與定量分析的方法，具有操作簡便、檢出限低、線性范圍寬、干擾小、分析結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)[1]。江蘇省煙花爆竹產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心用ICP-AES法對煙花爆竹中十五種禁、限用藥物進(jìn)行測定研究，尋找高效、快捷、靈敏、方便的檢測方法，從而確定煙花爆竹中15種禁、限用藥物定量測定方法。

2 項目研究基礎(chǔ)

江蘇省煙花爆竹產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心在前期研究中已查閱了大量ICP-AES法測定金屬離子的資料，并對樣品前處理方法的回收率做了一定的研究，用不同的酸對樣品進(jìn)行處理測定回收率；同時，用ICP-AES法測定煙花爆竹中禁、限用藥物做了初步研究，目前已能用ICP-AES法測定煙花中鉀、鈉、鎂、銅、錳、銻、硼、鉛、磷成分，方法的穩(wěn)定性和檢測限能得到保證，為進(jìn)一步測定其它藥物成分提供了經(jīng)驗和依據(jù)。

3 研究與開發(fā)內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)創(chuàng)新之處、提供成果的形式

3.1 研究與開發(fā)內(nèi)容

3.1.1 樣品前處理方法的研究

根據(jù)所檢元素的性質(zhì)，選擇不同的前處理試劑，選擇不同的配比，對樣品進(jìn)行處理，收集分析樣品。通過對前處理方法的研究，摸索最佳的前處理方法。

3.1.2 ICP-AES測定方法選擇研究

通過試驗，摸索最佳的儀器分析條件，尋找最佳的樣品檢驗過程，使樣品檢驗快速、準(zhǔn)確、可靠。

3.2 技術(shù)指標(biāo)（方法學(xué)驗證）

通過標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制、方法檢測限的確定、方法精密度試驗、回收率測定（加標(biāo)回收試驗）、方法穩(wěn)定性試驗、方法不確定度研究等對方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證。

3.3 技術(shù)創(chuàng)新之處

1）提供一個全新測定煙花爆竹中藥物成分的方法，方法的靈敏度高，定量準(zhǔn)確；

2）達(dá)到樣品前處理過程簡單，耗時少，節(jié)省大量試劑和時間，方法測定過程步驟少，實現(xiàn)十五種藥物成分的同時同步檢測，檢測速度大大提高，結(jié)果提供及時；

3）在方法的測定中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)曲線、方法檢測限、方法精密度、回收率、方法穩(wěn)定性等指標(biāo)對方法的科學(xué)性進(jìn)行驗證，同時引入方法不確定度的研究，結(jié)果提供準(zhǔn)確可靠；

4）提供成果的形式

本研究提供的成果可以作為煙花爆竹實驗室藥物檢驗作業(yè)指導(dǎo)書，同時可以發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)交流論文。

4 研究試驗方法及技術(shù)路線（工藝路線）

4.1 研究試驗方法

4.1.1 樣品前處理方法

煙花爆竹中禁用或限用的藥物成分鉀、鈉、鍶、鋇、鋁、鎂、鈦、銅、錳、銻、硼、鍺、鎵、鉛、磷等為水溶性或酸溶性，根據(jù)這些離子或化合物的特點(diǎn)，我們選用適宜的前處理試劑。針對水溶性藥物成分如鉀、鈉、鍶、鋇離子等，我們選擇去離子水，通過加熱、攪拌、過濾，收集分析樣品。對于酸溶性藥物成分如鋁、鎂、鈦、銅等，我們選擇不同的酸如鹽酸、硫酸、硝酸等，并選擇不同的配比，進(jìn)行樣品溶解和過濾，收集分析樣品。

4.1.2 ICP-AES測定方法

配制以上15種元素離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液由單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液加上去離子水稀釋而制備。所用去離子水事先經(jīng)儀器的初檢。選擇適宜的分析條件，如高頻發(fā)生器功率、工作氣體流量、輔助氣體流量、霧化氣體流量、樣品提升量，所有元素均采用軸向觀測，自動方式讀數(shù)。儀器穩(wěn)定后先后吸入空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后進(jìn)樣，分析結(jié)果。同時，做回收率實驗，用已知分析結(jié)果的礦泉水稀釋一定量的單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液，各元素濃度均為lmg/L，然后用同一方法測定回收率。

4.1.3 方法準(zhǔn)確性驗證

對方法的科學(xué)性進(jìn)行確證分析，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和相關(guān)系數(shù)、回收率及精密度、方法的最低檢測限、不確定度等對方法進(jìn)行驗證考核。

4.2 技術(shù)路線（工藝路線）

5 項目完成后所產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)測分析

該檢測方法的建立能為煙花爆竹安全生產(chǎn)、監(jiān)測和控制等方面提供科學(xué)依據(jù)，從而規(guī)范我國煙花爆竹傳統(tǒng)高危行業(yè)的生產(chǎn)行為，為我國煙花爆竹產(chǎn)品中禁用藥物含量的檢測提供一個科學(xué)的試驗方法，有利于我國對于現(xiàn)行煙花爆竹檢測標(biāo)準(zhǔn)不完善的地方進(jìn)行修訂，同時有利于提高我國煙花爆竹產(chǎn)業(yè)參與國際競爭的能力，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

ICP-AES法測定煙花爆竹中禁、限用藥物方法建立后，將極大地提升江蘇省煙花爆竹產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心煙花爆竹的檢測能力，使煙花爆竹的檢測更準(zhǔn)確、方便，成為企業(yè)信賴的第三方檢驗機(jī)構(gòu)，為其提供及時、可靠和經(jīng)濟(jì)的檢測服務(wù)和信息服務(wù)；成為政府掌握地方煙花爆竹企業(yè)信息的主渠道，為其規(guī)范產(chǎn)業(yè)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)依據(jù)；成為本系統(tǒng)履行職能、應(yīng)對煙花爆竹質(zhì)量安全突發(fā)事件的突擊隊，同時為其他檢測機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支持和幫助。

6 總結(jié)及評價

1）采用先進(jìn)儀器ICP-AES開展煙花爆竹中15種禁、限用藥物（主要包括鉀、鈉、鍶、鋇、鋁、鎂、鈦、銅、錳、銻、硼、鍺、鎵、鉛和磷）的測定研究，建立高效、快捷、靈敏、方便的定量檢測方法，可彌補(bǔ)當(dāng)前檢驗標(biāo)準(zhǔn)只能定性的不足。

2）該檢測方法的建立能為煙花爆竹安全生產(chǎn)、監(jiān)測和控制等方面提供科學(xué)依據(jù)，從而規(guī)范我國煙花爆竹傳統(tǒng)高危行業(yè)的生產(chǎn)行為，為我國煙花爆竹產(chǎn)品中禁用藥物含量的檢測提供一個科學(xué)的試驗方法，有利于我國對于現(xiàn)行煙花爆竹檢測標(biāo)準(zhǔn)不完善的地方進(jìn)行修訂，同時有利于提高我國煙花爆竹產(chǎn)業(yè)參與國際競爭的能力，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3）該項目是基于ICP-AES法同時測定煙花爆竹中15種禁、限用藥物方法，在國內(nèi)尚未有這方面的研究報道，研究思路有一定的創(chuàng)新性和先進(jìn)性，同時技術(shù)方案對樣品前處理、ICP-AES法儀器操作條件、方法學(xué)驗證（標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢測限、精密度、回收率、不確定度）作了說明，具有很好的可行性。

[1]陳新坤.電感耦合等離子光譜法原理和應(yīng)用[M].天津：南開大學(xué)出版社，1987.