電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定學(xué)生用品中8種可遷移元素

孫有娥，李一辰，程春艷，趙麗娟，金小龍

(池州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，安徽池州 247000)

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定學(xué)生用品中8種可遷移元素

孫有娥，李一辰，程春艷，趙麗娟，金小龍

(池州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，安徽池州 247000)

建立電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定學(xué)生用品中銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒8種可遷移元素。樣品粉碎后過篩，以0.07 mol／L的鹽酸為消解液，于(37±2)℃避光條件下連續(xù)振蕩1 h，在選定的儀器工作條件下進(jìn)行測定。各元素的質(zhì)量濃度在0.0～6.0 mg／L范圍內(nèi)與光譜強(qiáng)度有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，方法的檢出限為0.002 7～0.075 mg／L。測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～2.1%(n=6)，樣品的加標(biāo)回收率為94.2%～102.4%。該方法操作簡單、穩(wěn)定性好，可用于測定學(xué)生用品中的可遷移元素。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法；學(xué)生用品；可遷移元素

學(xué)生用品的質(zhì)量直接關(guān)系學(xué)生的安全和健康，近年來，在全國各地受到越來越多地關(guān)注。中、小學(xué)生對不安全因素的感知能力相對較差，自我保護(hù)意識較弱，且經(jīng)常接觸學(xué)生用品，容易受到傷害。目前我國生產(chǎn)學(xué)生用品的企業(yè)數(shù)量龐大，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)水平相差較大，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。為了迎合學(xué)生的青睞，一些企業(yè)生產(chǎn)出五顏六色、香味各異、形狀新奇的各種學(xué)生用品，這些產(chǎn)品對使用者的健康存在一定的安全隱患［1］。尤其是低年級學(xué)生在接觸文具時(shí)，存在啃咬行為，更加劇了這一行為。重金屬元素可以游離在文具之外并發(fā)生遷移，通過接觸或吸入被人體吸收，與食物、唾液等一同進(jìn)入食管和胃部，沉積在體內(nèi)?？蛇w移元素在進(jìn)入人體后，無法通過喝水和新陳代謝的方式排出體外，當(dāng)達(dá)到一定量的積累后就會(huì)對人體產(chǎn)生危害，影響兒童的生長和發(fā)育。為保護(hù)消費(fèi)者安全和健康，我國強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《學(xué)生用品的安全通用要求》對學(xué)生用品中銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒等8種可遷移元素進(jìn)行了最大限量控制［2］，以控制可遷移元素對14歲以下學(xué)生身體的傷害，防止對學(xué)生大腦和智力開發(fā)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

國內(nèi)外有關(guān)玩具中重金屬元素分析方法的報(bào)道較多，但針對學(xué)生用品中特定元素的分析較少。目前重金屬元素測量方法主要有原子吸收法、原子熒光法、分光光度法、比色法、砷斑法等。上述方法均是單獨(dú)測定其中一種元素［4-5］，檢驗(yàn)過程繁瑣、試劑消耗量大，給日常檢驗(yàn)工作帶來不便。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法可以同時(shí)測定多種元素，具有高效，測定結(jié)果準(zhǔn)確，基體效應(yīng)小，線性寬等優(yōu)點(diǎn)［6-10］。《學(xué)生用品的安全通用要求》中引用了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《玩具安全 第4部分：特定元素的遷移》中規(guī)定的取樣和測試樣品的制備方法［11］，該標(biāo)準(zhǔn)主要針對玩具安全［12-13］，沒有具體規(guī)定不同品種學(xué)生用品前處理和相應(yīng)儀器方法。筆者采用模擬學(xué)生用品被吞咽后與胃酸持續(xù)接觸一段時(shí)間，從中提取溶出物，取得酸性溶液，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測定8種可遷移元素。該方法操作簡單，效率高，線性好，是檢測學(xué)生用品中可遷移元素行之有效的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：Optima 7300 DV型，美國PE公司；

水浴恒溫振蕩器：SHA-Cc型，金壇市榮華儀器制造公司；

臺(tái)式高速離心機(jī)：TG16-WS型，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；

電子天平：AUY220型，感量為0.1 mg，島津國際貿(mào)易(上海)有限公司；

超純水機(jī)：UPH-1-10T型，成都超純科技有限公司；

銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒混合液體標(biāo)準(zhǔn)樣品：質(zhì)量濃度均為100 mg／L，編號為GNM-M08123-2013，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；

鹽酸、硝酸：優(yōu)級純，國藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司。

學(xué)生用品樣品：作業(yè)本及紙張類、橡皮擦及泥類、顏料類，涂改液及制品類、膠黏劑類，鉛筆、蠟筆類，市售。

1.2 樣品處理

1.2.1 制備

(1)作業(yè)本及紙張類、橡皮擦及泥類、顏料類。樣品剪成在不受壓的狀態(tài)下，任何方向的尺寸均不大于6 mm的樣片，粉碎，過0.5 mm金屬篩，得至少0.5 g的測試樣。

(2)涂改液及制品類、膠黏劑類。樣品攪勻，稱取0.5 g于定量濾紙中包裹。

(3)鉛筆、蠟筆類。取筆芯，切成不受壓的狀態(tài)下任何方向的尺寸不均大于6 mm的樣片，粉碎，過0.5 mm金屬篩，得至少0.5 g的測試樣。

1.2.2 提取

稱取1.2.1制備的各測試樣品0.5 g，加入5.0 mL鹽酸溶液[溫度為(37±2)℃、質(zhì)量濃度為(0.07±0.005) mol／L]，搖動(dòng) 1 min，充分混合。當(dāng)混合溶液的pH值大于1.5時(shí)，一邊搖動(dòng)混合溶液，一邊滴加2 mol／L的鹽酸溶液，確?；旌先芤旱膒H值在1.0～1.5范圍內(nèi)?；旌先芤涸?37±2)℃避光條件下連續(xù)振蕩1 h，然后靜置1 h，用孔徑為0.45 μm的濾膜過濾，濾液待用。當(dāng)提取液進(jìn)行元素分析測試前的保存時(shí)間超過24 h時(shí)，應(yīng)加入1 mol／L的鹽酸溶液加以穩(wěn)定。

1.3 系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制

分別移取銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒混合液體標(biāo)準(zhǔn)樣品0，1，2，3，4，6 mL于6只100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，配制成含各元素質(zhì)量濃度均分別為 0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，6.0 mg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 儀器工作條件

射頻功率：1 300 W；觀測方式：徑向；循環(huán)水溫度：20℃；讀取參數(shù)時(shí)間：1～5 s；冷卻氣：氬氣，流量為14 L／min；觀測距離：15 mm；輔助氣：氬氣，流量為0.3 L／min；讀延遲時(shí)間：30 s；載氣：氬氣，流量為0.7 L／min；積分時(shí)間：6 s；試樣流量：1.5 mL／min；霧化器啟動(dòng)條件：即刻；重復(fù)次數(shù)：2。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品消解條件的選擇

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法分析樣品時(shí)，隨著無機(jī)酸濃度的增加，各待測元素的譜線強(qiáng)度均減弱，這主要是粘度增加引起樣品溶液提升量的改變。同時(shí)考慮人體胃液的pH均為0.9～1.5，體溫在37℃左右，故采用(0.07±0.005) mol／L鹽酸作為消解液，于(37±2)℃模擬胃酸條件下提取樣品。

2.2 樣品用量的選擇

分別稱取0.5，1.0，2.0 g顏料樣品,按1.2方法處理，定容至5 mL，在1.4條件下平行測定，測定結(jié)果見表1。由表1可知，稱取0.5 g樣品時(shí)，干擾較小，測定效果好，因此選擇樣品用量為0.5 g。

表1 不同樣品用量的測定結(jié)果

2.3 分析譜線的選擇

根據(jù)背景等效濃度值、檢出限、相對靈敏度、信噪比和強(qiáng)度等因素的綜合考慮，在儀器推薦波長中，確定各元素分析譜線［15］，見表 2。

表2 各元素分析譜線、線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.4 線性方程及檢出限

在1.4儀器工作條件下，由低濃度到高濃度依次測定系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以光譜強(qiáng)度(Y)為縱坐標(biāo)，各元素的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。測定空白溶液12次，得出標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法的檢出限［14］。各元素分析譜線、線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表2。由表2可知，各元素的質(zhì)量濃度在0.0～6.0 mg／L范圍內(nèi)與光譜強(qiáng)度有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。

2.5 精密度試驗(yàn)

將蠟筆樣品按1.2方法處理后，加入25 mL銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒混合液體標(biāo)準(zhǔn)樣品，在1.4儀器工作條件下進(jìn)行平行測定6次，測定結(jié)果見表3。由表3可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～2.1%，表明該方法精密度較高。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.6 加標(biāo)回收試驗(yàn)

將油畫棒樣品按1.2方法處理后，加入25.00 μg銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒混合液體標(biāo)準(zhǔn)樣品，在1.4儀器工作條件下平行測定，計(jì)算加標(biāo)回收率，測定結(jié)果見表4。由表4可知，加標(biāo)試驗(yàn)回收率在94.2%～102.4%之間，滿足GB／T 27404-2008 《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢驗(yàn)》的要求［16］，表明該方法準(zhǔn)確度較高。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定學(xué)生用品中銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒8種可遷移元素的含量。模擬學(xué)生用品被吞咽后與胃酸持續(xù)接觸一段時(shí)間，對溶出物進(jìn)行處理后測定。該方法具有簡單快速，成本低，效率高，基體效應(yīng)小，線性范圍較寬，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，適用于同時(shí)測定學(xué)生用品中8種可遷移元素。

［1］陳建軍，刁春霞，葉平，等.泰州市學(xué)生用品衛(wèi)生安全現(xiàn)狀調(diào)查分析［J］.中國農(nóng)村衛(wèi)生事業(yè)管理，2016，36(11)： 51-52.

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［11］GB 6675.4-2014 玩具安全 第4部分：特定元素的遷移［S］.

［12］GB 30419-2013 玩具材料中可遷移元素銻、砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法［S］.

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Determination of 8 Kinds of Removable Elements in Students’ Supplies by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry

Sun Youe, Li Yichen, Cheng Chunyan, Zhao Lijuan, Jin Xiaolong
(Chizhou Institute of Product Quality Supervision amp; Inspection, Chizhou 247000, China)

A method was established for determination of 8 kinds of removable elements including antimony, arsenic,barium, cadmium, chromium, lead, mercury and selenium in students’supplies by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. After being crushed and sieved, with 0.07 mol／L hydrochloric acid as the digestion solution, the samples were oscillated continuously at the temperature of (37±2)℃for 1 h without light. 8 kinds of removable elements were determined under the selected working conditions. The mass concentration of each element had a good linear relationship with the spectral intensity in the range of 0.0-6.0 mg／L, the linear correlation coefficients were more than 0.999, and the detection limits were 0.002 7-0.075 mg／L. The relative standard deviations of detection results were 0.7%-2.1%(n=6),the recoveries of samples were 94.2%-102.4%. The method is simple and stable, and it can be used for determination of removable elements in students’supplies.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; students’supplies; removable elements

O657.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-6145(2017)06-0045-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.011

聯(lián)系人：孫有娥；E-mail： sunyoue2007@163.com

2017-09-30