ICP-AES對紡織品中總鉛和總鎘含量的測定

陳小軻，魏婉妮，王麟，韓寧，譚玉靜（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，上海200040）

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ICP-AES對紡織品中總鉛和總鎘含量的測定

陳小軻，魏婉妮，王麟，韓寧，譚玉靜
（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，上海200040）

摘要：以GB/T 30157—2013標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的鉛、鎘兩種元素為研究對象，優(yōu)化前處理微波消解程序，采用3% HNO3為基體配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP—AES）測定紡織品中Pb、Cd總含量的方法。結(jié)果表明，兩種金屬元素的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限分別為2.19 mg/kg、0.249 mg/kg，回收率分別為92.8%、91.4%，精密度均小于10%，可以滿足測定要求。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體放射光譜；微波消解；鉛；鎘

0　引言

隨著紡織行業(yè)的不斷發(fā)展，各式各樣的紡織品為人們所用，人們對于紡織品的要求也越來越高［1］。但是紡織品在印染和后處理過程中，為提高紡織品的色牢度及改善成品風(fēng)格，使用的染料、助劑和處理劑常含有微量重金屬［2］，當(dāng)紡織品與人體皮膚接觸時，這些重金屬就有可能對人體健康造成危害［3-5］。Oeko—Tex Standard 100［6］標(biāo)準(zhǔn)制定了生態(tài)紡織品技術(shù)要求，并制定了紡織品中可遷移重金屬元素的測定方法（GB/T 17593）［7］。近年來進(jìn)口嬰幼兒及兒童服裝產(chǎn)品的需求逐年遞增，但其質(zhì)量狀況卻不容樂觀。根據(jù)質(zhì)檢總局2015年4月發(fā)布的《2014年度全國進(jìn)出口服裝產(chǎn)品質(zhì)量狀況》白皮書顯示，口岸抽樣送檢的進(jìn)口服裝產(chǎn)品中，不合格率最高的為嬰幼兒及兒童服裝產(chǎn)品，高達(dá)36%。為了進(jìn)一步保護(hù)國內(nèi)嬰幼兒及兒童的健康安全，引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)提高童裝的安全與質(zhì)量，2016年6月1日，首個針對童裝的國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB 31701—2015《嬰幼兒及兒童紡織產(chǎn)品安全技術(shù)規(guī)范》將正式實施。

試驗針對GB 31701—2015標(biāo)準(zhǔn)對總鉛、總鎘的限量要求（鉛≤90 mg/kg，鎘≤100 mg/kg），通過優(yōu)化GB/T 30157—2013試驗方法中的微波消解過程，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定總鉛、總鎘的含量，ICP-AES對重金屬具有良好的檢出限，可以在短時間內(nèi)對數(shù)種元素同時進(jìn)行測定［8］。文中考察了該方法的精密度和回收率。

1　實驗部分

1.1儀器

ICAP7400電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國賽默飛世爾公司），微波消解儀（美國CEM公司），電子天平（0.0001 g，梅特勒-托利多國際貿(mào)易上海有限公司），10～100 μL數(shù)字可調(diào)型微量移液器（德國BRAND公司），優(yōu)質(zhì)超純水機（成都超純科技有限公司）。

儀器工作條件（參考條件）：RF射頻發(fā)生器功率1 150 W，等離子體氣流量15.0 L/min，輔助氣流量1.50L/min，霧化器壓力240 kPa，清洗時間20 s，一次讀數(shù)時間（10 s）測定光譜強度，蠕動泵轉(zhuǎn)速50 r/min，分析譜線Pb 220.3 nm，Cd 214.4 nm。

1.2試劑

Pb、Cd單元素的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000 mg/L）由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供，濃硝酸（HNO3）選用優(yōu)級純試劑。

1.3樣品準(zhǔn)備和前處理

按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30157—2013規(guī)定：將代表性試樣剪碎至5mm×5mm，稱取0.2g試樣（精確至0.0001g），向裝有待測試樣和空白的消解容器中分別加入5.0 mL的濃硝酸，待試樣和酸在室溫下反應(yīng)完全后，將消解容器密封并置入微波消解儀中，用10 min升溫至（175±5）℃，并在（175±5）℃保持5 min，試樣冷卻5 min以上，然后從微波消解儀中取出，打開消解容器前應(yīng)先在通風(fēng)柜中將微波消解罐冷卻至室溫或冷卻30 min以上。通過試驗發(fā)現(xiàn)此消解程度對于有涂層的紡織品不能消解完全，故優(yōu)化消解程序，見表1。

選用四種含涂層的樣品，按照優(yōu)化程序進(jìn)行消解，結(jié)果顯示優(yōu)化的消解方法可以將有涂層的紡織品消解完全。將消解后的溶液過濾轉(zhuǎn)移至50 mL的容量瓶中，用少量水分3次淋洗消解容器，并將淋洗液移至容量瓶中，用水定容到刻度，混勻，濾液盡快用于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀分析。

表1　微波消解程序

2　結(jié)果與討論

2.1線性范圍

分別移取標(biāo)準(zhǔn)溶液10 μL、20 μL、40 μL、80 μL、100 μL于100 mL的容量瓶中，用3%HNO3稀釋至刻度，配制成0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.8 mg/L、1.0mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，在波長220.3nm和214.4nm處測定鉛和鎘的發(fā)射強度，扣除空白值以標(biāo)準(zhǔn)品的金屬含量對相應(yīng)的發(fā)射強度進(jìn)行線性回歸，由圖1和圖2可以看出兩種元素在0.1～1.0 mg/L范圍內(nèi)線性良好。Pb、Cd兩種元素的線性回歸方程與線性相關(guān)系數(shù)見表2。

表2　兩種元素線性范圍、線性回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)

圖1　鉛元素標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2　鎘元素標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2檢出限

根據(jù)國際理論和化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）規(guī)定測定11次平行空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ），并計算3倍空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差（3σ），得到各元素的檢出限。檢出限根據(jù)前處理0.2000 g樣品定容50 mL換算為質(zhì)量濃度即為該方法的檢出限，可以滿足GB/T 30157—2013標(biāo)準(zhǔn)中鉛和鎘的分析測定要求，結(jié)果見表3。

表3　方法檢出限

表4　加標(biāo)回收率

表5　兩種元素重復(fù)性分析

表6　兩種元素平行試驗結(jié)果及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.3方法的回收率

按試驗方法對標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，在待測樣品中加入一定量濃度為250 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)樣品，混合均勻后按照相同檢驗方法進(jìn)行測量，比較加入標(biāo)準(zhǔn)樣品后的含量和理論含量，兩者的比值即為標(biāo)樣回收率，測得樣品的回收率見表4。

2.4重復(fù)性

在相同的檢測條件下，對10份0.1 mg/L加標(biāo)溶液樣品進(jìn)行測定，結(jié)果見表5。

由表5可知，兩種元素重復(fù)性測試RSD≤10%，符合微量分析重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足測試要求。

2.5再現(xiàn)性

再現(xiàn)性是指不同的測量條件下對同一被測量樣品進(jìn)行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性。再現(xiàn)性的估算方法：在同一實驗室內(nèi)，由兩個不同實驗人員用相同的實驗條件至少做2次平行試驗，或同一實驗人員用不同的實驗設(shè)備至少做2次平行試驗，或在不同實驗室內(nèi)用相同的實驗方法至少做2次平行試驗，測得的數(shù)據(jù)用統(tǒng)計方法計算精密度，一般用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

在相同的檢測條件下，由兩個不同實驗人員對紡織樣品溶液中的兩種元素含量測定做2次平行試驗，測試數(shù)據(jù)見表6。由表6可知，兩種元素再現(xiàn)性相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在10%以內(nèi)。

3　結(jié)論

優(yōu)化后的階梯消解程度更有利于對樣品進(jìn)行消解，10次重復(fù)性測試結(jié)果顯示相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤10%，再現(xiàn)性測試表明兩個平行樣中兩元素含量與其平均值相差在10%以內(nèi)。通過加標(biāo)測試回收率為80%～120%。本試驗中鉛、鎘兩種元素檢出限分別為2.20 mg/kg和0.249 mg/kg，優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30157—2013規(guī)定的檢出限（鉛的檢出限為2.50 mg/kg，鎘的檢出限為0.25 mg/kg），故該方法能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的測定要求。

參考文獻(xiàn)：

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Determination of the total content of plumbum and cadmium by ICP-AES in textile

Chen Xiao-ke，Wei Wan-ni，Wang Lin，Tan Yu-jing
（）Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Reasearch，Shanghai 200040，China

Abstract:Based on the GB/T 30157-2013，a new ICP-AES method is proposed for determining the total content of the plumbum and cadmium in textile.In this method，microwave digestion procedure is optimized and standard curve of 3%HNO3 substrate preparation is used. The correlation coefficient of two metal elements are greater than 0.999. The detection limit is respectively 2.19 mg/kg and 0.249 mg/kg. And the recovery rate is respectively 92.8%and 91.4%. In result，relative standard deviation is less than 10%. The method can satisfy the measurement requirements.

Key words:ICP-AES，microwave digestion，plumbum，cadmium

中圖分類號：TS107

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-7046（2016）02-0008-04

收稿日期：2016-04-07

作者簡介：陳小軻（1987-），女，助理工程師，主要從事紡織品偶氮和重金屬的檢測工作。