電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定硬金飾品中有害元素砷的含量

張 華，梁絲柳，唐 杰

(廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心，廣東 廣州 510080)

1 前言

黃金在首飾市場一直是最受歡迎的貴金屬材料，具有顏色純正，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)值穩(wěn)定恒久等優(yōu)點(diǎn)，一直占據(jù)首飾市場的主導(dǎo)地位[1]。然而，傳統(tǒng)的黃金飾品成色越高，其硬度就越低。因此，商家為了迎合客戶的需求，一改傳統(tǒng)黃金的現(xiàn)狀，開發(fā)出一種純度高，硬度大，款式多樣的3D硬金飾品。硬金[2-3]是由經(jīng)過特殊工藝處理，使得黃金在保證高純度的前提下改變其原有的柔軟特性從而獲得高硬度的一種“硬”黃金狀態(tài)。硬金飾品與傳統(tǒng)黃金相比較，具有硬度高、耐磨性好、可塑性強(qiáng)、款式多樣等特點(diǎn)，然而硬金的工藝是由電鑄工藝而成的，其中電鑄配方比較復(fù)雜，成分不明確，且為了提高產(chǎn)品的光亮度也會(huì)加入未知助劑。有報(bào)道說少量的硬金飾品會(huì)引入砷，飾品在生產(chǎn)過程中添加劑引入的砷元素是一種有害元素，砷的氧化物會(huì)對人體的健康造成嚴(yán)重的危害[4]。通過市場上收集，試驗(yàn)找到了硬金中含有砷的飾品，并通過建立有效快速的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[5-6]測定了硬金飾品中有害元素砷的含量。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器

SPECTROBLUE型全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀，斯派克有限公司；

OSJ-MT-20L型純水機(jī)，歐萊博有限公司；

BT25S型電子天平，賽多利斯；

DB-2EFS型電加熱板，力辰科技有限公司。

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)室用水純水系統(tǒng)制備的三級(jí)水；

鹽酸和硝酸均為優(yōu)級(jí)純；

氬氣純度為99.999%；

砷的標(biāo)準(zhǔn)溶液：100 μg/mL；

金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度：99.99%。

2.3 實(shí)驗(yàn)部分

2.3.1 ICP-OES的工作條件設(shè)置

根據(jù)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的儀器性能，選擇最優(yōu)的工作條件，具體的儀器測量參數(shù)如下：等離子體功率：1400W，氬氣壓力0.65MPa，冷卻氣體流量：12.55 L/min，輔助氣體流量：0.80 L/min，霧化氣體流量：0.8 L/min，積分時(shí)間：30s。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置

使用10%鹽酸稀釋砷標(biāo)準(zhǔn)溶液配制得到10μg/mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別移取適量稀釋后的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液定容得到砷濃度為0、0.1、0.5、1、2、5、10mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

根據(jù)樣品情況，截取部分代表性樣品，用壓片機(jī)軋成薄片，用指定剪刀盡可能剪碎，混合均勻。用電子天平稱取約0.5g樣品兩份，精確到0.1mg，置于50 mL燒杯中，緩慢加入現(xiàn)配制的10mL王水溶液，放在電熱板上緩慢加熱，蓋上表面皿，待樣品完全溶解、冷卻后，再加10ml濃鹽酸，微熱1個(gè)小時(shí)，冷卻后，轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用水洗滌并定容到刻度。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析譜線的選擇

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對每種分析元素都提供多條特征譜線，如本次分析元素As，它的分析譜線分別有189.042nm、193.759nm、197.262nm、228.812nm。因此，本文對樣品溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白溶液進(jìn)行多次進(jìn)樣測試，比較了樣品的譜圖、背景值及輪廓線、測定結(jié)果的穩(wěn)定性、結(jié)果的準(zhǔn)確性、譜線的分析強(qiáng)度等方面，最終分析物選擇的譜線為189.042nm。

3.2 線性方程及檢出限

在ICP-OES儀器的最優(yōu)工作條件下，在質(zhì)量濃度0～10.0 mg/L范圍內(nèi)，以分析物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以分析物的強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，得到線性回歸方程。線性回歸方程、線性范圍及相關(guān)系數(shù)見表1。對空白溶液平行測試10次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差S，計(jì)算其檢出限(以S/N=3計(jì)算)為1.2 mg/kg。

表1 線性范圍、回歸方程、檢出限和相關(guān)系數(shù)

3.3 回收率及精密度

回收率是通過加入標(biāo)準(zhǔn)定量物質(zhì)而計(jì)算方法的準(zhǔn)確度的評價(jià)方法。硬金飾品的基底是金，因此采用金工作標(biāo)樣為分析物砷的空白樣品，分別加入定量砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照本方法實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行測試，根據(jù)測定結(jié)果與加入量的比較得出回收率。并平行測試10次加入量的結(jié)果計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差，得到方法的精密度結(jié)果。具體數(shù)值見表2。從表2的數(shù)據(jù)可知，樣品回收率在97.50%～99.32%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.69%～1.21%之間，符合測試標(biāo)準(zhǔn)要求，證明樣品的測定方法準(zhǔn)確，可以采用。

表2 回收率及精密度的結(jié)果(n=10)

3.4 實(shí)際樣品測試

本文根據(jù)硬金的款式，分別測試了20批次的硬金飾品，根據(jù)測試結(jié)果顯示，大部分的硬金飾品測定的砷含量均小于檢出限。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)個(gè)別的硬金飾品含有砷。具體的測試數(shù)據(jù)見表3。

表3 實(shí)際樣品的測定結(jié)果

4 總 結(jié)

通過分析譜線選擇、儀器測定條件、線性方程、檢出限、回收率和精密度實(shí)驗(yàn)確定了方法的最佳實(shí)驗(yàn)條件，建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定3D硬金飾品中砷含量的方法，本方法具有檢測范圍寬，操作簡便快速、精密度高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，適用于大批量硬金飾品中有害元素砷含量的測定，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了部分硬金飾品中砷含量超標(biāo)的質(zhì)量問題，這提醒了檢測機(jī)構(gòu)在測試硬金產(chǎn)品中抽樣測試的風(fēng)險(xiǎn)，也為黃金飾品生產(chǎn)企業(yè)以及銷售企業(yè)敲響了警鐘，同時(shí)也為相關(guān)機(jī)構(gòu)的管理監(jiān)督提供了技術(shù)支撐。