ICP—MS测试纺织品中总铅、总镉含量

孟彩凤

摘要：

本文参考GB/T 30157—2013中的前处理萃取方法，通过电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定纺织品中铅、镉两种重金属元素的含量，相对标准偏差为1.73%～4.88%，加标回收率为87.8%～93.5%。

关键词：电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）；纺织品；重金属

1 引言

2016年6月1日正式实施的国家标准GB 31701—2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》对于婴幼儿服装中重金属含量有了明确的强制性限定，其他相关产品标准也对纺织品中重金属含量的限量提出要求，比如FZ/T 81014—2008《婴幼儿服装》、GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》以及FZ/T 73025—2013《婴幼儿针织服饰》。GB 31701—2015明确了对含有涂层和涂料印染的织物需要考核其总铅和总镉的含量，而其他产品标准中主要考核游离态重金属含量。

现有国家标准GB/T 30157—2013《纺织品 总铅和总镐含量的测定》采用了微波消解前处理技术，配合电感耦合等离子体光谱（ICP-OES）或原子吸收分光光度计的方法测定纺织品中总铅和总镉的含量，电感耦合等离子体光谱（ICP-OES）或原子吸收分光光度计分析方法相对来说检测精度不高，并且伴随着有不同程度的光谱干扰，结果稳定性稍差，原子吸收分光光度计在检测速度上也较为劣势[1]。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是上世纪80年代发展起来的分析测试技术，它以独特的接口将电感耦合等离子体（ICP）的高温电离特性与四极质谱仪的灵敏快速扫描特性相结合，近年来已成为一种强大的元素分析技术。该技术具有检出限低、动态线性范围宽、谱线简单、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特征[2]，主要用于痕量分析，如动植物组织、食品、地质样品、水及环境样品中痕量元素的分析。ICP-MS分析技术可以在1～2分钟内完成整个分析过程，检出限可以达到ppt级，结果稳定性非常好，由于是质谱分析，其干扰因素很少。

本文采用GB/T GB/T 30157—2013中的前处理萃取方法获得待测溶液，优化ICP-MS各项仪器参数，在保证试验结果精确度和准确度的前提下大大缩短试验分析时间，从而达到快速准确测定纺织品中总铅、总镉含量的目的。

2 试验部分

本试验采用空白样品加标的方式，空白样品选择为棉、桑蚕丝、锦纶以及聚酯纤维贴衬（儿童服装多以纯棉织物为主）。

2.1 仪器和试剂

电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）：美国安捷伦科技有限公司；微波消解仪：奥地利安东帕（中国）有限公司；硝酸：优级纯，天津风船化学试剂有限公司；

用10%的硝酸将铅、镉两种重金属元素的储备溶液（1000μg/mL，中国计量科学研究院）分别配制成10μg/mL的标准溶液。

在检测过程中使用的所有玻璃器皿在使用前用5%硝酸溶液浸泡至少24h，再用水冲洗干净；试验用水均为一级水。

2.2 样品分析

取0.2g样品，剪碎后置于消解罐中，加入6.0mL浓硝酸，消解程序为300W保持5min，600W保持25min。消解待冷却后取出，静置待酸雾散去后转移至50mL容量瓶中，用超纯水分三次冲洗消解罐，并将冲洗液转移至容量瓶中，定容，用玻璃砂芯漏斗过滤，样液供分析用。同样步骤做试剂空白试样，过滤后供分析用。

将标准工作溶液用酸性汗液逐级稀释成适当浓度的系列工作溶液。根据试验要求和仪器情况，设置仪器的分析条件，点燃等离子体焰炬，待焰炬稳定后，在相应的质量数下，按浓度由低至高顺序测定系列工作溶液中各待测元素的响应值，绘制成曲线。

先测定试剂空白试样，在仪器中设定自动扣除空白，以此测定样品。

2.3 仪器分析

2.3.1 仪器工作条件

仪器分析之前，根据仪器说明书对仪器进行调节优化，考虑待测元素的性质以及其他相关因素，最优工作条件见表1。

2.3.2 消除干扰

对于ICP-MS来说，干扰主要源于样品基体，选择合适的被测同位素以及优化仪器的分析条件可以有效降低由于基体带来类似于氧化物或者双电荷等的干扰。如试验效果不好可考虑加入相应的内标物或选择碰撞反应模式。

3 结果与讨论

3.1 标准工作曲线

分别吸取5mL的铅、镉标准溶液于同一50mL容量瓶中，用10%硝酸定容，使混标浓度为1000μg/L。再分别吸取不同量的混标于7个50mL容量瓶中，使混合液中混标含量为0、1μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、40μg/L、50μg/L。

3.2 线性范围

在试验的最佳条件下，按照试验方法，测定铅、镉两种元素浓度与仪器响应值（CPS）的关系曲线如图1、图2所示，图中横坐标表示浓度（?g/L），纵坐标表示仪器响应值（CPS），由图可以看出除汞外其余4种元素浓度在0～50?g/L范围内线性良好，两种元素线性回归方程与线性相关系数见表2，不同材质、不同浓度平均回收率及相对标准偏差见表3、表4。

3.3 结果分析

通过测试铅、镉两种元素在一定范围内其线性相关系数均大于0.999，线性很好，相对标准偏差基本控制在5%以内，加标平均回收率基本保持在88%以上，仪器在1?g/L时响应值明显，结果表明该方法在准确度、精密度以及回收率方面均能够达到国家标准的要求。

4 结论

本文以国家标准中的总铅、总镉含量测试方法为基础加以改进，利用微波消解技术，采用了电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行检测。通过大量试验，不断优化微波消解参数以及ICP-MS的分析条件，最终确定了最佳的试验分析参数。从纺织品总铅、总镉含量分析测试结果可以看出，其标准曲线在一定范围内线性良好，精密度、准确度以及靈敏度都优于国家标准，不同材质的空白加标试验回收率效果满意。该方法分析结果准确、稳定、干扰低，在保证检测速度同时保证低含量测定的灵敏度和稳定性，相对于现今的国家标准更加先进，更加适用于纺织品中重金属含量的测定以及其他元素分析。

参考文献：

[1] 白子竹.电感耦合等离子体质谱测定纺织品中部分重金属含量[J]. 纺织科技进展， 2011（06）：53-58.

[2] 刘真，黄勇. ICP-MS法测定纺织品中可萃取重金属方法探讨[J]. 中国纤检， 2011（06）：53-55.

（作者单位：山西省纤维检验局）