ICP—MS測(cè)試紡織品中總鉛、總鎘含量

孟彩鳳

摘要：

本文參考GB/T 30157—2013中的前處理萃取方法，通過電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定紡織品中鉛、鎘兩種重金屬元素的含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.73%～4.88%，加標(biāo)回收率為87.8%～93.5%。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）；紡織品；重金屬

1 引言

2016年6月1日正式實(shí)施的國(guó)家標(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》對(duì)于嬰幼兒服裝中重金屬含量有了明確的強(qiáng)制性限定，其他相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)紡織品中重金屬含量的限量提出要求，比如FZ/T 81014—2008《嬰幼兒服裝》、GB/T 18885—2009《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》以及FZ/T 73025—2013《嬰幼兒針織服飾》。GB 31701—2015明確了對(duì)含有涂層和涂料印染的織物需要考核其總鉛和總鎘的含量，而其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中主要考核游離態(tài)重金屬含量。

現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30157—2013《紡織品 總鉛和總鎬含量的測(cè)定》采用了微波消解前處理技術(shù)，配合電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）或原子吸收分光光度計(jì)的方法測(cè)定紡織品中總鉛和總鎘的含量，電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）或原子吸收分光光度計(jì)分析方法相對(duì)來說檢測(cè)精度不高，并且伴隨著有不同程度的光譜干擾，結(jié)果穩(wěn)定性稍差，原子吸收分光光度計(jì)在檢測(cè)速度上也較為劣勢(shì)[1]。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的分析測(cè)試技術(shù)，它以獨(dú)特的接口將電感耦合等離子體（ICP）的高溫電離特性與四極質(zhì)譜儀的靈敏快速掃描特性相結(jié)合，近年來已成為一種強(qiáng)大的元素分析技術(shù)。該技術(shù)具有檢出限低、動(dòng)態(tài)線性范圍寬、譜線簡(jiǎn)單、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特征[2]，主要用于痕量分析，如動(dòng)植物組織、食品、地質(zhì)樣品、水及環(huán)境樣品中痕量元素的分析。ICP-MS分析技術(shù)可以在1～2分鐘內(nèi)完成整個(gè)分析過程，檢出限可以達(dá)到ppt級(jí)，結(jié)果穩(wěn)定性非常好，由于是質(zhì)譜分析，其干擾因素很少。

本文采用GB/T GB/T 30157—2013中的前處理萃取方法獲得待測(cè)溶液，優(yōu)化ICP-MS各項(xiàng)儀器參數(shù)，在保證試驗(yàn)結(jié)果精確度和準(zhǔn)確度的前提下大大縮短試驗(yàn)分析時(shí)間，從而達(dá)到快速準(zhǔn)確測(cè)定紡織品中總鉛、總鎘含量的目的。

2 試驗(yàn)部分

本試驗(yàn)采用空白樣品加標(biāo)的方式，空白樣品選擇為棉、桑蠶絲、錦綸以及聚酯纖維貼襯（兒童服裝多以純棉織物為主）。

2.1 儀器和試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）：美國(guó)安捷倫科技有限公司；微波消解儀：奧地利安東帕（中國(guó)）有限公司；硝酸：優(yōu)級(jí)純，天津風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司；

用10%的硝酸將鉛、鎘兩種重金屬元素的儲(chǔ)備溶液（1000μg/mL，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）分別配制成10μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

在檢測(cè)過程中使用的所有玻璃器皿在使用前用5%硝酸溶液浸泡至少24h，再用水沖洗干凈；試驗(yàn)用水均為一級(jí)水。

2.2 樣品分析

取0.2g樣品，剪碎后置于消解罐中，加入6.0mL濃硝酸，消解程序?yàn)?00W保持5min，600W保持25min。消解待冷卻后取出，靜置待酸霧散去后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用超純水分三次沖洗消解罐，并將沖洗液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，定容，用玻璃砂芯漏斗過濾，樣液供分析用。同樣步驟做試劑空白試樣，過濾后供分析用。

將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用酸性汗液逐級(jí)稀釋成適當(dāng)濃度的系列工作溶液。根據(jù)試驗(yàn)要求和儀器情況，設(shè)置儀器的分析條件，點(diǎn)燃等離子體焰炬，待焰炬穩(wěn)定后，在相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)下，按濃度由低至高順序測(cè)定系列工作溶液中各待測(cè)元素的響應(yīng)值，繪制成曲線。

先測(cè)定試劑空白試樣，在儀器中設(shè)定自動(dòng)扣除空白，以此測(cè)定樣品。

2.3 儀器分析

2.3.1 儀器工作條件

儀器分析之前，根據(jù)儀器說明書對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，考慮待測(cè)元素的性質(zhì)以及其他相關(guān)因素，最優(yōu)工作條件見表1。

2.3.2 消除干擾

對(duì)于ICP-MS來說，干擾主要源于樣品基體，選擇合適的被測(cè)同位素以及優(yōu)化儀器的分析條件可以有效降低由于基體帶來類似于氧化物或者雙電荷等的干擾。如試驗(yàn)效果不好可考慮加入相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)物或選擇碰撞反應(yīng)模式。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

分別吸取5mL的鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液于同一50mL容量瓶中，用10%硝酸定容，使混標(biāo)濃度為1000μg/L。再分別吸取不同量的混標(biāo)于7個(gè)50mL容量瓶中，使混合液中混標(biāo)含量為0、1μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、40μg/L、50μg/L。

3.2 線性范圍

在試驗(yàn)的最佳條件下，按照試驗(yàn)方法，測(cè)定鉛、鎘兩種元素濃度與儀器響應(yīng)值（CPS）的關(guān)系曲線如圖1、圖2所示，圖中橫坐標(biāo)表示濃度（?g/L），縱坐標(biāo)表示儀器響應(yīng)值（CPS），由圖可以看出除汞外其余4種元素濃度在0～50?g/L范圍內(nèi)線性良好，兩種元素線性回歸方程與線性相關(guān)系數(shù)見表2，不同材質(zhì)、不同濃度平均回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表3、表4。

3.3 結(jié)果分析

通過測(cè)試鉛、鎘兩種元素在一定范圍內(nèi)其線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，線性很好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差基本控制在5%以內(nèi)，加標(biāo)平均回收率基本保持在88%以上，儀器在1?g/L時(shí)響應(yīng)值明顯，結(jié)果表明該方法在準(zhǔn)確度、精密度以及回收率方面均能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)論

本文以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的總鉛、總鎘含量測(cè)試方法為基礎(chǔ)加以改進(jìn)，利用微波消解技術(shù)，采用了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行檢測(cè)。通過大量試驗(yàn)，不斷優(yōu)化微波消解參數(shù)以及ICP-MS的分析條件，最終確定了最佳的試驗(yàn)分析參數(shù)。從紡織品總鉛、總鎘含量分析測(cè)試結(jié)果可以看出，其標(biāo)準(zhǔn)曲線在一定范圍內(nèi)線性良好，精密度、準(zhǔn)確度以及靈敏度都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不同材質(zhì)的空白加標(biāo)試驗(yàn)回收率效果滿意。該方法分析結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、干擾低，在保證檢測(cè)速度同時(shí)保證低含量測(cè)定的靈敏度和穩(wěn)定性，相對(duì)于現(xiàn)今的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更加先進(jìn)，更加適用于紡織品中重金屬含量的測(cè)定以及其他元素分析。

參考文獻(xiàn)：

[1] 白子竹.電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定紡織品中部分重金屬含量[J]. 紡織科技進(jìn)展， 2011（06）：53-58.

[2] 劉真，黃勇. ICP-MS法測(cè)定紡織品中可萃取重金屬方法探討[J]. 中國(guó)纖檢， 2011（06）：53-55.

（作者單位：山西省纖維檢驗(yàn)局）