能量色散X射線熒光光譜法在檢測仿真飾品中有害元素的應(yīng)用

戴玨 吳奕陽 張?jiān)?黃國芳 / 上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

0 引言

仿真飾品是指用一般金屬、合金或者一些不含天然寶石或半寶石（合成、再造），以特殊工藝生產(chǎn)的外形酷似貴金屬的飾品，其相對于貴金屬飾品來說，有價(jià)格低廉、款式新穎等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為國內(nèi)外消費(fèi)者日常佩戴的重要飾品。仿真飾品的主要材料一般來說可以分為金屬合金飾品、爪鏈類飾品、樹脂飾品、電子飾品、水鉆飾品等。隨著我國仿真飾品消費(fèi)量的迅猛發(fā)展，尤其在出口方面逐年增長，對于飾品的安全性問題也逐步浮出水面。在仿真飾品的制作過程中，不可避免地會摻入鉛、鎘、鉻、砷、汞、鎳等有害元素，鉛、鎘可以提高飾品柔韌性，提高翻模頻次，大大降低生產(chǎn)成本；砷用于合金的制造可以防止脫鋅，油漆和顏料里也含有砷；鉻主要是用于金屬防銹上，使外觀保持鮮亮美觀。這些有害元素具有毒性，進(jìn)入人體后會在人體中慢慢累積，對身體產(chǎn)生危害，有些嚴(yán)重的會誘發(fā)癌癥和對神經(jīng)系統(tǒng)有損傷。從2011年起，仿真飾品被列入我國進(jìn)出口法檢產(chǎn)品。歐盟（EC）494/2011等指令對鎘含量等提出了限量要求，《美國消費(fèi)品安全改進(jìn)法案》（CPSIA）等對總鉛含量提出了限量要求，加拿大《兒童珠寶條例》（SOR/2005-132）對鉛和可溶性鉛提出了限量要求。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 28480-2012《飾品 有害元素限量的規(guī)定》中規(guī)定了飾品中有害元素（鉛、鎘、六價(jià)鉻、砷、汞）的最大限量。雖然有限量的規(guī)定，但是針對仿真飾品的檢測研究方法還是不夠全面的。本文通過應(yīng)用能量色散X射線熒光光譜法，對仿真飾品的有害元素的檢測，與ICP法對比，得到一個安全值來進(jìn)行篩選。整個檢測過程只需要幾分鐘，大大提高了檢測速度和效率。

1 儀器設(shè)備與條件

儀器設(shè)備：日本島津EDX-7000能量色散X射線熒光光譜儀；條件：溫度20 ℃±5 ℃；相對濕度20%～80%RH；電源50～60 Hz，以錳元素在5.89 keV能量位置的峰實(shí)測，分辨力小于150 eV。

2 測試方法

2.1 EDXRF法快速篩選測試法

挑選10件某品牌進(jìn)口仿真飾品，逐一把樣品放入試樣平臺，選擇事先設(shè)置好的“合金-有害元素”程序進(jìn)行檢測，分別測出鉛、鎘、鉻、砷、汞5個有害元素的含量。

2.2 ICP法比對測試

3 結(jié)果與討論

依據(jù)GB 28480-2012，鉛、汞、砷和鉻元素的最大限量為1 000 mg/kg，鎘元素的最大限量為100 mg/kg。從表1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，用能量色散X射線熒光光譜儀檢測仿真飾品的有害元素含量，所有樣品的鉻、砷、汞檢測值均未超出有害元素最大限量1 000 mg/kg，鎘的檢測值未超出有害元素最大限量100 mg/kg，其中個別飾品的鉛含量超出有害元素最大限量1 000 mg/kg。

表1 EDXRF法對仿真飾品中有害元素含量的檢測結(jié)果

在挑選出部分不高于有害元素最大限量的仿真飾品和超出有害元素最大限量的仿真飾品進(jìn)行ICP法的比對試驗(yàn)，依據(jù)GB/T 28021-2011《飾品 有害元素的測定 光譜法》，得到的數(shù)據(jù)如表2。

表2 ICP法對仿真飾品中有害元素含量的檢測結(jié)果

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，樣品編號4和5的鉛元素含量超出1 000 mg/kg，給出的判定為不符合。

在對汞元素的測定過程中發(fā)現(xiàn)，用EDXRF法測出的汞元素的值一般都比較高，主要原因是由于在某些合金材料中本身含有金元素。金元素與汞元素相鄰，在譜線的分析上，金可能對汞產(chǎn)生干擾，因此表1中的汞元素?cái)?shù)據(jù)普遍偏高。在用ICP法測定樣品時(shí)，前處理過程中需要用到酸溶解和加熱的過程，而汞元素的熔點(diǎn)低，在常溫下也能揮發(fā)，也有可能是該方法測得數(shù)據(jù)普遍偏低的原因。

4 結(jié)語

能量色散X射線熒光光譜法檢測能穿透合金的深度為100 μm，對輕質(zhì)合金及其他材料的飾品穿透深度更大。用該法測試仿真飾品的有害元素是否符合要求，事實(shí)證明該方法操作簡單，無破壞性，分析速度快，分析結(jié)果可靠，對于快速篩選仿真飾品中的有害元素具有指導(dǎo)性意義。