原子荧光光度法测定纺织品中痕量铅

刘林林,尹昌龙,于钦帅,曹 超

(青岛纺织服装材料检测中心有限公司,山东 青岛 266299)

纺织品中的重金属对人体健康有潜在危害[1]。铅是一种可蓄积性的元素,对人体危害极大,随着物质生活水平的提高,纺织品中铅含量的检测受到了广泛关注[2-3]。目前,我国对纺织品中铅的检测标准是GB/T 30157—2013,该标准是用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)或原子吸收光谱法对铅含量进行检测。但是ICP-OES和原子吸收光谱法的检测限较高,精密度较差,不适合痕量铅的检测[4-5]。对于痕量铅的测试,目前较为普遍的仪器为ICP-MS[6]和石墨炉原子吸收光谱仪[7],然而ICP-MS和石墨炉原子吸收光谱仪价格较为昂贵,不适合绝大多数用户使用。此外,X射线荧光光谱法[8]、分光光度法[9]也成为部分学者研究的重点,但是两种仪器均不能准确检测纺织品中的痕量铅。近年来新兴的氢化物发生原子荧光光度法凭借其检测限低、检测精密度及准确度高且价格便宜等优点成为各行业痕量元素分析所用仪器的首选[10-11]。

采用原子荧光光度法对纺织品中痕量铅进行检测,并计算仪器检出限确定检测低限,通过精密度、准确度分析证明方法的可行性。原子荧光光度计价格实惠,可广泛应用于纺织品中痕量元素的分析检测中。

1 试验部分

1.1 仪器

PF3型原子荧光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);WX-8000微波消解仪(上海屹尧仪器科技发展有限公司);电子天平(精确至0.000 1 g)。

1.2 试剂

铁氰化钾(优级,天津市光复精细化工研究所);草酸(优级,天津市光复科技发展有限公司);盐酸(GR,36%～38%,国药集团化学试剂有限公司);硝酸(GR,65%～68%,常熟市支塘精细化工有限责任公司);过氧化氢(AR,30%,茂名市雄大化工有限公司);硼氢化钾(GR,天津市大茂化学试剂厂);氢氧化钾(GR,国药集团化学试剂有限公司);铅标准溶液(1 000 mg/L,坛墨质检科技股份有限公司);超纯水;载液(2%盐酸+0.4%草酸);还原剂(1.5%硼氢化钾+1%氢氧化钾+1%铁氰化钾)。

1.3 试验步骤

1.3.1 试样消解

称取0.2 g(精确至0.000 1 g)左右样品,根据纤维特点加入硝酸或过氧化氢与硝酸混合酸于消解罐中,微波消解后,用2%盐酸与0.4%草酸混和液定容至50 ml,过滤,滤液待测。

1.3.2 校准曲线配制

(1)标准储备液:从铅标准溶液中取100μl,加入2 ml盐酸,用超纯水定容至100 ml,配置成1 000μg/L的铅标准储备液。

(2)标准工作溶液:从标准储备液中分别移取200、400、600、800和1 000μl置于100 ml容量瓶中,用载液定容至刻度线,配制成2、4、6、8和10μg/L的标准工作溶液。

1.4 分析测定

1.4.1 仪器参数设置

打开原子荧光光度计,设置工作参数,预热30 min以上,方可进样,仪器工作参数见表1。

表1 AFS工作参数

1.4.2 结果计算

铅含量按公式(1)进行计算:

式中:F——样品铅含量,μg/kg;Ci——样液中铅的浓度,μg/L;C0——空白中铅的浓度,μg/L;f——稀释因子;V——定容体积,ml;m——试样质量,g。

1.5 方法验证

1.5.1 仪器检出限与精密度验证

以载液为空白,进样11次空白,读取11次空白的荧光值,计算荧光值的标准偏差SD,三倍SD值对应的浓度即为仪器检出限。在相同的条件下,对5μg/L的铅标液重复测试7次,计算相对标准偏差RSD,RSD即为仪器精密度。RSD、SD按公式(2)、(3)、(4)计算:

式中:N——测试次数;Xi——第i次测得的荧光值；——荧光值的平均值。

1.5.2 准确度验证(加标回收率)

从100μg/L的铅标液中移取适量,与样品同步试验,重复6次,计算加标回收率。加标回收率P按公式(5)计算:

式中:Cm——加标样品溶液里的浓度,μg/L;Ci——样品溶液的本体浓度,μg/L;Cr——加标量,μg/L。

2 结果与讨论

2.1 校准曲线

图1为标准工作溶液的校准曲线图,如图1所示,校准曲线的线性相关系数R2为0.999 5,满足要求。

图1 铅校准曲线

2.2 仪器检出限与精密度、准确度

对载液的荧光强度测试11次,计算仪器的检出限,检出限测试结果见表2。表3是仪器的精密度分析结果,对5μg/L的铅标准溶液测试6次,计算其相对标准偏差。样品进行3组平行样测试,计算独立结果的相对标准偏差,结果见表4;根据样品测量结果,向样品中加入适量标液与样品同步试验,计算加标回收率,验证方法准确度,表5为样品的加标回收率结果。

由表2可知,用原子荧光光度计测纺织品中的铅,仪器检出限最低可以达到0.31 ppb,检测低限满足要求。由表4可知,三次独立测试结果的相对标准偏差为0.77%,由表3、表5可知,精密度为1.85%,加标回收率为92.03%～101.96%。一般认为,加标回收率的允许限为80%～120%,GB/T 30157—2013中铅的检出限为2.5 ppm,精密度为10%以下,独立测试结果的相对标准偏差在10%以下,因此,用原子荧光光度计测纺织品中的铅,在检出限,精密度、加标回收率及结果的重复性方面均符合要求,均可证明此方法的可行性与准确性。原子荧光光度计检测限值更低,重复性更好,价格更便宜,在纺织品痕量铅的测试中,可广泛应用。

表2 仪器检出限

表3 精密度分析

表4 样品测量

表5 加标回收率

3 结 论

(1)用原子荧光光度计测纺织品中的痕量铅,校准曲线在0～10μg/L的范围内具有良好的线性关系;

(2)用原子荧光光度计测纺织品中的痕量铅,仪器检出限为0.31 ppb;

(3)用原子荧光光度计测纺织品中的痕量铅,方法精密度为1.85%,加标回收率92.03%～101.96%,3组平行测试样的独立结果相对标准偏差为0.77%;

(4)原子荧光光度计凭借其低检测限值、高精密度与准确性及价格低廉等优点,可广泛应用到纺织品中痕量铅的检测领域。