电感耦合等离子体原子发射光谱法测定乳胶制品中9种重金属元素

禄春强　　孙衎　　付睿峰　　罗婵　　孙多志　　刘峻

（上海市质量监督检验技术研究院轻工化工所　　上海　201114）

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定乳胶制品中9种重金属元素

禄春强孙衎付睿峰罗婵孙多志刘峻*

（上海市质量监督检验技术研究院轻工化工所上海201114）

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定乳胶制品中9种重金属元素（铅、镉、铬、砷、铜、锰、锌、铁和汞）的含量，汞元素线性范围为0.04-1.0 mg/L，其余8种元素线性范围为0.05-20 mg/L；方法检出限（3s）为0.1-0.8 mg/kg；比较了湿法消解和微波消解两种样品消解方法，结果表明两种方法效果无显著差异；样品回收率为84.5%-107.0%；重复性测定相对偏差（n=6）为1.4%-5.7%。

电感耦合等离子体原子发射光谱；乳胶制品；重金属

1　前言

乳胶制品广泛应用于人们的日常生活中，常见乳胶制品有婴儿奶嘴、避孕套、乳胶手套、各种密封垫片、垫圈等。乳胶制品在加工过程中，要使用各种助剂和填料，这些添加物会引入一些重金属元素［1］。另外在加工过程中，因为设备、环境、原料等原因也可能会引入含有铅、镉和铬等重金属元素的杂质。乳胶制品中重金属元素的存在对人体健康和环境都有影响［2-3］，但由于目前还没有相应的标准对这类产品进行规范，因此企业一般按照ROHS指令进行检测，而该指令主要针对电子电气产品中使用有害物质，旨在环境保护。

目前乳胶制品中重金属元素含量测定方法未见报道，常见的金属元素含量测定方法有原子吸收光谱法（AAS）［4-5］、原子荧光法（AFS）［6］、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）［7-9］、电感耦合等离子质谱法等 （ICP-MS）［10］。其中ICP-AES法具有精密度高、线性范围宽等特点。本项目采用湿法、微波消解法处理乳胶制品样品，采用ICP-AES法同时测定乳胶制品中9种重金属元素含量，并对检测结果进行了比对和探讨。

2　材料与方法

2.1材料

2.1.1仪器

PE 7300 DV型电感耦合等离子体原子发射光谱仪：美国 perkin-Elmer公司；CEM Mars微波辅助消解仪：美国CEM公司。

2.1.2试剂

硝酸、过氧化氢：优级纯，国药试剂上海有限公司；铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）、铁（Fe）和汞（Hg）标准储备溶液：1 g/L，有色金属研究院；试验用水：Mini-Q纯水器 （美国milliore公司）制得的超纯水，电阻率≥18.2 MΩ·cm。

2.2方法

2.2.1仪器工作条件

电感耦合等离子体发射光谱仪工作条件：射频功率1300 W，雾化气流量0.6 L/min，辅助气流量0.2 L/min，冷却气流量15.0 L/min，样品提升速率1.50 mL/min。

微波消解仪工作条件：5 min升到135℃，保持5 min；10 min升到220℃，保持20 min。

2.2.2试验方法

室温下将样品裁剪成尺寸约为5 mm×5 mm，厚度5 mm以内的小方块，采用湿法消解和微波消解两种方式消解试样。

湿法消解：称取上述试样0.2 g（精确至 0.1 mg）于50 mL烧杯中，加入6 mL硝酸，2 mL过氧化氢，必要时可放入3-5颗玻璃珠，盖上表面皿，在电热板上加热，使溶液保持微沸；15 min后取下，冷却约5 min，如试样有残留，可再添加1-2 mL硝酸和几滴过氧化氢，继续加热；可重复该步骤1-2次以使试样消解完全，溶液浓缩至约 1 mL时，冷却至室温，加入5 mL纯水稀释，过滤于25 mL容量瓶；用硝酸（2+98）冲洗烧杯和滤纸，冲洗液一并移入容量瓶，用水稀释定容至刻度，混匀。

微波消解：称取上述试样0.2 g（精确至 0.1 mg）于聚四氟乙烯消解罐中，加入 5 mL浓硝酸和2 mL过氧化氢溶液，然后将消解罐密闭，按照预设的工作条件进行消解；消解完成后取出聚四氟乙烯消解罐，135℃条件下加热30 min，除去剩余硝酸，取下冷却后，过滤于25 mL容量瓶；用硝酸（2+98）冲洗消解罐和滤纸，用水稀释定容至刻度，混匀。

将试样溶液按仪器工作条件进行测定。同时做空白试验。

3　结果与讨论

3.1分析谱线的选择

从谱库中选各元素灵敏线、次灵敏线2-3条，采用仪器工作条件测定1.0 mg/L标准溶液。根据元素各谱线的干扰情况及光谱仪具有的同步背景校正功能，选择干扰少，校准后背景低的谱线。优化后的谱线见表1。

表1　　线性范围、线性回归方程、相关系数和检出限

3.2标准曲线和检出限

以硝酸（5+95）溶液为介质逐级稀释标准储备溶液，配制成0、0.05、0.10、0.50、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/L的Pb、Cd、Cr、As、Cu、Mn、Zn、Fe标准溶液；0、0.04、0.10、0.20、0.40、0.80、1.0 mg/L的Hg标准溶液。按试验方法进行测定，并绘制标准曲线。10种元素的线性参数见表1。

测定11份空白溶液，以空白测定值标准偏差（s）的3倍作为方法的检出限。以称样量0.2 g，稀释体积为25 mL进行计算，结果见表1。

3.3试样消解方法比对

采用湿法消解和微波消解两种方法处理2个代表性样品，对测定结果进行统计，结果见表2。

表2　　两种试样消解方法的比对

由表2可知，采用两种试样消解方法处理同一样品时，均能获得澄清溶液，测定结果相对标准偏差均＜10%，说明两种试样消解方法效果无显著差异。由于微波消解法操作简单快捷，因此，试验优先选择微波消解法。

3.4方法精密度、重复性和回收率

将一定量的标准溶液加入乳胶样品，按照试验方法进行消解，然后测试样品溶液，测定值的相对偏差（RSD）见表3。

表3　　精密度试验结果（n=6）

按试验方法对乳胶样品进行测定，同时进行加标回收试验，结果见表4。由表4可知：回收率在84.5%-107.0%之间，符合痕量分析的要求。

表4　　回收试验结果

3.5样品分析

按照试验方法对全国橡胶和橡胶制品标委会提供的7个乳胶样品进行分析，每个样品测试两平行，取平均值，分析结果见表5。

表5　　样品分析结果（mg/kg）

由表5可知，7个样品中除As和Hg外，其余7种元素均有检出。

4　结论

本项目建立了ICP-AES法测定乳胶制品中9种金属元素含量的方法，方法具有准确度高、操作简便、快捷等特点，适用于乳胶制品中重金属元素含量测定。

［1］陈尔凡，赵鸿宇，马宏伟，等.无铅、无镍防老剂在氯醚橡胶中的应用［J］.合成材料老化与应用，2008，37（3）：16-18.

［2］任继平，李德发，张丽英.镉毒性研究进展［J］.动物营养学报，2003，15（1）：1-6.

［3］ 韩磊，张恒东.铅、镉的毒性及其危害 ［J］.动物营养学报，2009，23（3）：173-177.

［4］ FBOdukudu，JGAyenimo，ASAdekunle，etal.Safety evaluation of heavy metals exposure from consumer products［J］. International Journal of Consumer Studies，2014，38：25-34.

［5］罗婵，禄春强，左莹，等.水嘴浸泡水中铅的溶出规律分析［J］.检验检疫学刊，2015，25（2）：30-32.

［6］冷庚，王俊伟，万旭，等.微波萃取高效液相色谱-冷原子荧光光谱法测定沉积物中甲基汞和无机汞［J］.分析化学，2012，40（2）：191-195.

［7］刘崇华，钟志光，李炳忠，等.ICP-AES法测定玩具涂料中重金属元素总量［J］.光谱与光谱分析，2002，22（5）：840-842.

［8］复旦大学.分析化学原理［M］.北京：化学化工出版社，2004.

［9］邹慧君，汪正.高温高压消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆钇粉体中钇与6种杂质元素［J］.理化检验-化学分册，2014，50（10）：1193-1196.

［10］林立，周谙非，王朝晖.电感耦合等离子体质谱法测定食品包装材料中有害金属元素［J］.食品工业科技，2011，11：457-459.

Determination of the Contents of 9 Heavy Metal Ions in Latex Products by ICP-AES

LU Chunqiang，SUN Kan，FU Ruifeng，LUO Chan，SUN Duozhi，LIU Jun*
（Institute of Quality Inspection of Light Industry&Chemical Products，Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research，Shanghai，201114）

Samples of latex products were pretreated by wet digestion and microwave assisted digestion，and the contents of Pb，Cd，Cr，As，Cu，Mn，Zn，Fe and Hg in latex products were determined by ICP-AES. Linear ranges were within0.04-1.0 mg/L for Hg，and 0.05-20 mg/L for the other 8 elements.Detection limits of the 9 elements were in the ranges of 0.1-0.8 mg/kg.The results show that there were no significant differences between wet digestion and microwave assisted digestion.Values of recovery and RSD's（n=6）were found in the range of 84.5%-107.0%and 1.4%-5.7%.

ICP-AES；Latex Products；Heavy Metal

O657.31

E-mail：chunqiang07@163.co；*通讯作者E-mail：lujun@sqi.org.cn

“十二五”国家科技支撑计划课题 （2013BAK04B04）

2015-09-12