ICP-OES法测定油漆中可溶性重金属

张 瑞 ，岑向超

（1.宁夏宝塔化工中心实验室（有限公司），宁夏银川 750002；2.宁夏煤化工检测重点实验室，宁夏银川 750002；3.宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司，宁夏银川 750002；4.宁夏共宣环保科技有限责任公司，宁夏银川 750002）

随着各种助剂的添加，油漆中有害重金属含量引起了人们的广泛关注，为保证油漆的卫生安全以及人民的身体健康，我国对室内墙用涂料以及家具漆品中的有害物质含量制定了国家标准[1，2]（GB18581-2001、GB18582-2001以及色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定标准），对其中的水溶性铅铬镉汞的含量进行了明确的限量。目前，油漆中金属元素含量的检测方法主要是原子吸收法[3，4]，电化学阳极溶出法[5]，ICP-OES[6，7]，ICP-MS[8，9]等，近年来 ICP-OES 法因其检出限低、线性分析范围宽、精密度准确度高、多元素同时测定等优点，是分析检测重金属元素的理想方法[10-13]，可以作为涂料以及油漆中重金属含量检测的一种方法。

样品的前处理方法是检测重金属含量准确性的重要环节，现阶段对油漆中重金属测定的前处理方法有微波消释法，高低温灰化法，混酸湿法消释，碱性消释等。本实验使用高低温灰化法对样品进行预处理，首先用电热板低温除去溶剂后升温使样品初步炭化，无烟后转移至马弗炉中灰化，用酸消解后转移至容量瓶中使用ICP-OES法检测油漆中铜锌铅铬镉的含量，确定了实验最佳测试条件。该方法操作简单，检测速度快，检出限低，为油漆中可溶性重金属含量的检测提供了方法。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器设备：OPTIMA 7000DV电感耦合等离子体发射光谱仪、万分之一的天平、DB-1B不锈钢电热板、聚四氟乙烯烧杯、容量瓶（50 mL、100 mL）、不同规格的移液管等实验室常用玻璃仪器。

试剂：铜粉、锌粉、镍粉、镉粉、铅粉（光谱纯），盐酸（GR），硝酸（GR），硝酸溶液（1+1），5%硝酸溶液（VV），实验用水为超纯水（电阻率18.25 MΩ·cm）。

1.2 实验方法

1.2.1 仪器工作条件 经过条件优化，本实验选择的仪器工作条件（见表1）。

1.2.2 样品预处理 称取0.5 g～1 g样品（0.0001 g）于瓷坩埚中，在电热板上低温除去大部分溶剂，逐渐升高温度，使油漆炭化至无烟为止，转移至475±10℃的马弗炉中煅烧1 h，取出冷却后，磨碎，加入10 mL硝酸（1+1）溶液全部转移至聚四氟乙烯坩埚中，加热，待溶液体积2 mL～3 mL时，取下冷却后，继续补加硝酸溶液，温热消解，待溶液剩余5 mL时，加入20 mL水溶解可溶性残渣，过滤洗涤后转移至50 mL容量瓶中，用5%的稀硝酸定容，待测。

1.2.3 标准溶液的配制

1.2.3.1 单元素标准储备液的配制 铜（Cu）：准确称取0.1000 g（精确到0.0001 g）铜粉，用5 mL硝酸溶液（1+1）溶解，用超纯水定容至100 mL；

锌（Zn）：准确称取 0.1000 g（精确到 0.0001 g）锌粉，用5 mL盐酸溶液（ρ=1.19 g/mL）溶解，煮沸，冷却后用超纯水定容至100 mL；

铅（Pb）：准确称取 0.1000 g（精确到 0.0001 g）铅粉，用5 mL硝酸溶液（1+1）加热溶解，冷却后用超纯水定容至100 mL；

镉（Cd）：准确称取 0.1000 g（精确到 0.0001 g）镉粉，用5 mL硝酸溶液（ρ=1.42 g/mL）溶解，用超纯水定容至100 mL；

铬（Cr）：准确称取 0.2829 g（精确到 0.0001 g）重铬酸钾，用5 mL盐酸溶液（ρ=1.19 g/mL）加热溶解，冷却后用超纯水定容至100 mL。

1.2.3.2 标准工作液的配制 分别移取5 mL单元素标准储备液（ρ=1000 mg/L）稀释至100 mL，稀释过程中补加5滴5%的硝酸溶液，分别制备50 mg/L的单元素标准使用液。

分别移取 0 mL、0.1 mL、0.5 mL、1 mL、1.5 mL、2 mL、5 mL 单元素标准使用液（ρ=50 mg/L）于 50 mL容量瓶中，稀释并定容。稀释过程中补加3滴5%的硝酸溶液，配制浓度分别为0 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、1.5 mg/L、2 mg/L、5 mg/L 的多元素标准工作液。

1.2.4 工作曲线的绘制 在ICP-OES光谱仪最佳工作条件下进行标准曲线的测试（见表2），所有元素的工作曲线的拟合系数均高于0.999，说明在工作曲线线性范围内线性关系良好。

2 结果与讨论

2.1 分析线与检出限

通过对铜、锌、铅、铬、镉五种金属元素谱图分析，选择干扰少、信噪比高的谱线作为分析线，对样品空白溶液重复测定10次，取3倍标准偏差所对应的浓度为各元素的检出限（见表3）。

2.2 样品的分析结果

表1 ICP-OES光谱仪工作条件

表2 标准曲线拟合系数

表3 各元素的分析线与检出限

表4 油漆1#，2#测试结果

对油漆1#，2#分别进行6次平行样的分析测定，对含量高的样品进行稀释测定。分析结果（见表4），6次测定油漆中 Cu，Zn，Pb，Cr，Cd 中金属元素的 RSD 均小于5%。其中，根据国家对室内装修材料有害物质限量中可溶性铅≤90 mg/kg，可溶性铬≤60 mg/kg，可溶性镉≤75 mg/kg，可以看出，油漆1#，2#样中的铅铬镉含量未超标，油漆中铜锌含量较高，由于标准中对铜锌含量未作出明确限定，无法判断超标与否。

2.3 分析方法的准确性

为验证方法的准确性，在1#样品中加入一定量的标准溶液进行加标回收率实验，得到回收率在96%～102.5%（见表5）。

表5 方法回收率的测定

3 结论

本文通过高低温灰化法对样品进行预处理，首先在电热板上低温除去溶剂后升温使样品初步炭化，无烟后转移至马弗炉中灰化，用酸消解后转移至容量瓶中，用ICP-OES光谱仪检测油漆中铜锌铅铬镉重金属的含量，该方法具有检出限低、检测速度快、精密度和准确度高的优点，为油漆中可溶性重金属含量的检测提供了方法。