几种分析仪器在纺织品及皮革重金属元素检测中的应用

李艳玲

摘要：

本文介绍了几种分析仪器如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法在重金属元素检测中的工作原理及性能，并分别列举了其在纺织品和皮革重金属元素检测领域的应用。

关键词：分析仪器；纺织；皮革；重金属元素；检测

1 引言

纺织品和皮革中常见的重金属元素有铅、镍、镉、铜、砷、汞、钴和铬等，其来源主要是加工过程中使用了染料和助剂，如各种金属络合染料、阻燃剂、鞣剂等[1]。若不严格控制其含量将危害人体健康[2，3]，如镍能够导致肺癌或者皮肤过敏，钴能够导致皮肤病和心脏病，少量的镉和铅进入人体即可通过生物放大作用和生物沉积，对肾、肺、肝、脑、骨等产生一系列的损伤等。重金属对儿童的损害尤为重要，因为儿童对重金属的吸收能力远高于成人。除此之外，重金属也会造成环境污染。

目前，对于纺织品和皮革重金属检测主要是光谱法和质谱法。包括原子吸收光谱法（FAAS、GFAAS）、原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等。

几种常用分析仪器性能对比如下。

2 分析仪器在纺织品及皮革重金属检测中的应用

2.1 原子吸收光谱法（AAS）

由空心阴极灯等光源发出特征光谱辐射，经过原子化器，由分光系统得到单色光，再经过光电倍增管后到达检测器，而当原子化器进样时，光通过原子化器时有一部分被吸收，透光率减小。根据朗伯比尔定律，吸光度与样品浓度成正比，因此由吸光度可得出样品的浓度。原子吸收光谱法包括火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法，前者使用简便，后者灵敏度高，在重金属检测领域均有广泛应用。

2.2 原子荧光光谱法（AFS）

使用一定强度的激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气时，将产生一定强度的原子荧光，测定原子荧光的强度即可得到待测样品中该元素的含量。仪器相对简单，灵敏度较高，使用方便，是经济实用的无机元素检测仪器。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES/OES）

使用高能量源先把电子从基态激发到较高能级，被激发的电子释放能量落回到低能级，并以辐射形式发射出特征波长的光，根据发光强度与待测元素浓度成正比的关系，可得到样品中待测元素的含量。ICP-AES/OES具有精密度高、灵敏度高、基体干扰小、线性范围广等特点，并能够同时检测多种元素，已得到广泛应用。

2.4 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是等离子体技术与质谱技术相结合分析手段，利用电感耦合等离子体技术作为离子源，以质谱技术作为检测手段的检测技术。使用高能源激发电子，并使电子脱离原子的电子层，产生自由电子和带正电荷的离子。离子被提取后通过质量过滤器，并被检测出来，直接测定通过质量过滤器的离子数量即可测定待测元素浓度。该分析方法具有灵敏度高、分辨率强、检出限低、分析范围宽、分析速度快、检测结果准确，并几乎能够检测元素周期表中所有元素等特点，应用前景较好。

丁友超[12]等研制了一种能简便快速筛查和检测纺织样品中镉的胶体金免疫层析试纸，该技术是基于重金属镉单克隆抗体。该试纸可在3min～5min内完成样品的定性或半定量测试，其灵敏度、特异性和稳定性均能满足实际样品的测试要求。

林素君[13]等将能量色散型X荧光能谱仪（EDXRF）与液体自动加样系统（TYLAB-100）联用技术应用于纺织品的重金属检测领域。试验结果表明，X荧光能谱仪对含重金属的溶液样品检出能力可达到10-6量级；采用EDXRF/TYLAB-100联用技术，得到的标准曲线的线性良好。

陈海相[14]等采用气相色谱-质谱法测定纺织品中的可萃取铬。首先纺织品萃取液用亚硫酸钠还原，然后与三氟乙酰丙酮反应生成具有可挥发性和热稳定性的三氟乙酰丙酮铬（Ⅲ）螯合物，以选择离子模式（SIM）进行测定。结果表明，该方法的选择性好、灵敏度高，相关系数R=0.9950，回收率为92.5%～100.3%。

3 总结

综上所述，可以看出，以原子吸收光谱、原子荧光光谱和原子发射光谱为代表的光谱技术以及电感耦合等离子体质谱为代表的质谱技术已经被应用于纺织品和皮革中重金属元素的检测中。原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和原子发射光谱法由于技术成熟，成本较低，已在纺织品和皮革的重金属元素检测中发挥重要作用。而电感耦合等离子体质谱法虽技术先进，检测灵敏度高，动态范围宽，但成本较高，在纺织品和皮革检测领域尚未普及，但随着经济发展以及对其应用的研究报道逐渐增多，必将得到广泛应用。

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