ICP-MS法測(cè)定POY長(zhǎng)絲中總鉛及總銻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

程羽君，吳建江，王建剛，濮 楊，董岳龍，黃曉麗

（紹興市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，浙江紹興 312000）

POY 長(zhǎng)絲含有一定量的重金屬銻和鉛。重金屬與人體皮膚接觸時(shí)，部分會(huì)經(jīng)皮膚進(jìn)入人體，對(duì)人的身體健康造成危害［1］。銻的化合物及鉛中毒會(huì)引起頭疼、惡心、眩暈等癥狀，甚至導(dǎo)致死亡［2-3］。重金屬銻和鉛隨著廢水排入環(huán)境中，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此，測(cè)定POY 長(zhǎng)絲中重金屬總銻和總鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)人類(lèi)身體健康及環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)于紡織品中銻和鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定方法大致分為兩類(lèi)：（1）將紡織品進(jìn)行人體汗液模擬，采用ICP-MS 或氫化物原子熒光光譜測(cè)定游離態(tài)的銻及鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)［3-4］；（2）將紡織品進(jìn)行微波消解，采用ICP-OES 或原子吸收等光譜設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)［5］。光譜設(shè)備的檢出限較高、分析速度慢，而ICP-MS 法具有測(cè)定線性范圍寬、檢測(cè)速度快、檢出限低、重現(xiàn)性好和可同時(shí)測(cè)定多種元素等優(yōu)點(diǎn)［6］。

目前，采用ICP-MS 結(jié)合微波消解前處理法檢測(cè)POY 長(zhǎng)絲中總銻和總鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的研究較少，因此本方法基于ICP-MS 法來(lái)建立POY 長(zhǎng)絲中總銻和總鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檢測(cè)方法，為環(huán)保檢測(cè)和紡織印染企業(yè)提供技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑和儀器

試劑：銻、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液1 000 mg/L（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心），氫氟酸（UP，蘇州晶瑞化學(xué)品有限公司），硝酸（色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司），過(guò)氧化氫（色譜純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑上海有限公司），POY 長(zhǎng)絲（編號(hào)分別為C344、C346、C348、C350、C352、C340、C337、C342、C343、C339 等10 種）。儀器：NexION 1000G 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)珀金埃爾默股份有限公司），GSN-24 趕酸儀、MARS5 微波消解儀（美國(guó)CEM 公司），AL204 電子分析天平［梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司］，MILLT-Q 超純水系統(tǒng)（美國(guó)密理博公司）。

1.2 分析參數(shù)

依據(jù)調(diào)諧液的檢出信號(hào)對(duì)儀器各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使儀器氧化物、雙電荷和靈敏度等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到測(cè)定要求，主要工作參數(shù)為：RF 發(fā)射功率1 600 W，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速35 r/min，載氣（氬氣）流速1.2 L/min，碰撞氣（氦氣）流速3.5 mL/min，氧化物小于2.5%，雙電荷小于3%。待測(cè)元素分別為：Sb121（內(nèi)標(biāo)In115）、Pb208（內(nèi)標(biāo)Bi209）。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

分別稱取0.15 g（精確至0.01 g）不同的POY 長(zhǎng)絲樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mL 硝酸、2 mL過(guò)氧化氫及1 mL 氫氟酸，擰緊罐蓋后進(jìn)行微波消解。消解程序?yàn)椋合扔沙跏紲囟仍? min 內(nèi)升至120 ℃，在該溫度下保持3 min；之后在20 min 內(nèi)升至185 ℃，在該溫度下保持30 min。完成后冷卻至室溫，在趕酸儀上進(jìn)行趕酸，使管內(nèi)消解液在1 mL 左右時(shí)取下冷卻，然后將消解液轉(zhuǎn)移至25 mL 容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，待測(cè)，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。按下式計(jì)算銻、鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

其中，w為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg；ρ為測(cè)試值，μg/L；m為樣品取樣量，g；V為定容體積，mL；D為稀釋倍數(shù)。

2.2 方法的線性及線性范圍

通過(guò)0、0.2、5.0、40.0、50.0、100.0、200.0 μg/L 7 個(gè)質(zhì)量濃度水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以強(qiáng)度比y為縱坐標(biāo)、目標(biāo)金屬元素質(zhì)量濃度x（μg/L）為橫坐標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性方程。Sb 的線性線性方程為y=1.2×10-3x，Pb 的線性線性方程為y=9.0×10-3x，相關(guān)系數(shù)R均大于等于0.999 9，標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 銻（Sb）及鉛（Pb）的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 方法的重復(fù)性

隨機(jī)選取編號(hào)為C339 的長(zhǎng)絲樣品，分別稱取0.10、0.15、0.20 g 左右，做3 次平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定質(zhì)量濃度，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果如表1所示。

表1 方法的重復(fù)性

由表1 可以看出，3 個(gè)不同質(zhì)量下測(cè)定的Sb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD 為1.8%，Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD 為2.9%。測(cè)試結(jié)果具有較好的重復(fù)性，結(jié)果較滿意。

2.4 方法的加標(biāo)回收率

以2.0、5.0、150.0 μg/L 3 個(gè)不同質(zhì)量濃度水平的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)探討回收率。由表2可以看出，3個(gè)質(zhì)量濃度水平的Sb 回收率分別為92.1%、95.9%、98.9%，Pb 回收率分別為92.7%、97.7%、98.4%。結(jié)果表明：各加標(biāo)質(zhì)量濃度下回收率均大于80%，結(jié)果較為滿意。

表2 方法的回收率

2.5 POY 長(zhǎng)絲Sb、Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)試結(jié)果

分別稱取10 種POY 長(zhǎng)絲樣品，經(jīng)微波消解后，將樣品定容至25.00 mL，采用ICP-MS 測(cè)定其中的總銻、總鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)，具體結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 10種POY 樣品Sb、Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3 結(jié)論

Sb、Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的R值均大于等于0.999 9，線性較好。經(jīng)過(guò)重復(fù)性測(cè)試，樣品中Sb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD 為1.8%，Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD 為2.9%，具有較好的重復(fù)性。再經(jīng)過(guò)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，Sb、Pb的回收率均在90%以上，回收效果較好，保證了此方法的可靠性。10種POY長(zhǎng)絲樣品中Sb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.91～197.1 mg/kg，Pb 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06～0.74 mg/kg。該檢測(cè)方法可為環(huán)保檢測(cè)及紡織印染企業(yè)提供借鑒。