濕式消解ICP—AES法測定塑料中的鎘

摘 要：參照EN1122方法B將塑料樣品使用硫酸和雙氧水的混合物進行濕式消解，ICP-AES測定塑料中的鎘含量。該方法消解的樣品溶液酸度（按濃硫酸體積比）為：6.3%，檢出限1.4 mg/kg，回收率94.4%～104.6%，RSD小于2%。該分析方法快速、簡便、樣品消解完全，具有良好的準確度和精密度，適用于塑料材料中鎘的快速分析。

關鍵詞：塑料 鎘含量 濕式消解 電感耦合等離子體原子發射光譜儀

中圖分類號：O613 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0001-02

鎘元素作為一種有害重金屬元素，其化合物常作為著色劑和穩定劑用在塑料材料中，這些塑料廢棄物對人類和環境都會造成很大的傷害，所以國際上特別是歐盟對塑料中的鎘含量制定了一系列非常嚴格的法規。自1992年12月31日起，歐盟鎘指令91/338/EEC禁止鎘及其化合物作為著色劑在某些塑料和涂料中的使用，作為穩定劑在PVC中的使用以及鎘鍍層在金屬表面的使用。2009年6月1日起關于鎘的限制要求需要按照REACH法規附錄XVII進行管控。2011年5月21日，歐盟在其官方上公報了（EU） No 494/2011，修訂歐盟REACH法規（EC No 1907/2006）附錄XVII條款23：關于鎘及其化合物的限制，將鎘在塑料中的限制范圍進一步擴大到所有塑料。近日ECHA在其官方網站發布，為考慮將鎘限制條款擴大到所有可能涉及的塑料材料，邀請各方提出對擴大鎘限制條款的依據。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器設備

100 mL燒杯及相配合表面皿，電加熱板（Thermolyne），通風櫥，電感耦合等離子體原子發射光譜儀（ICP-AES）：PerkinElmer Optima 7100DV，分析天平（METTLER TOLEDO AL204），抽濾器及0.45微米孔徑的濾膜。

1.1.2 試劑

1.2 樣品處理

使用5 g左右塑料樣品作為分析，將樣品用剪刀剪成小于0.1 g的碎片。稱量大約0.5 g測試樣品，精確至0.0001 g，于100 ml燒杯中，將裝有樣品的燒杯置于電加熱板上，加入10 ml硫酸，蓋上表面皿，溫度控制在300 ℃以下加熱，使塑料樣品分解和碳化。當有白煙生成時，繼續加熱約15 min，將燒杯從加熱板上移開，讓溶液冷卻大約10 min，緩慢地加入5 ml的雙氧水溶液，然后蓋上表面皿，待反應平息后再次加入5mL的雙氧水溶液。重新加熱待反應平息后，冷卻大約5 min，加入5 ml雙氧水溶液又再次加熱，直到看不見有機物質為止。冷卻至室溫并小心地用少量超純水稀釋，然后用超純水沖洗燒杯壁通過干燥的薄膜過濾器定量過濾至100 ml的容量瓶中，加入超純水稀釋至刻度線并搖勻。同時不使用測試樣品，用同樣的方法制備一份試劑空白溶液。

1.3 ICP-AES工作條件

1.4 測試

1.4.1 標準溶液

1.4.2 測試與結果處理

2 數據分析

已經有文獻報道過ICP-AES有較顯著的酸效應，所以本方法采取基體匹配的原則，使標準溶液與樣品溶液的酸度保持一致。取6個樣品按測定方法進行濕式消解，用NaOH溶液滴定（濃度為0.1 mol/L）定容后的樣品溶液酸度，計算平均值，結果（按濃硫酸體積比）如表1所示。

2.2 方法檢出限

按樣品測定方法進行全程試劑空白測定7次，以其測定結果標準偏差的3倍計算檢出限。鎘的方法檢出限為0.007 mg/L，根據樣品的稀釋倍數（約200倍）計算樣品的檢出限可達到1.4 mg/kg，可滿足目前大多數標準的要求。

2.3 準確度

2.3.1 CRM物質結果

稱取0.5gCRM物質（EC680K、EC681K）各7份，按測定方法進行測試，計算回收率，測試結果如表2所示。

2.3.2 加標回收結果

選取不含鎘的塑料樣品，分別加入使樣品消解后溶液的最終濃度為0.05 ug/ml、0.5 ug/ml、2 ug/ml鎘標準溶液，按程序進行7次平行測定，計算回收率，結果如表3所示。

2.4 精密度

分別對兩含鎘的塑料樣品進行7次平行測定，計算相對標準偏差，結果如表4所示。

3 結論

該方法的檢出限可達到1.4 mg/kg，回收率在94.4%～104.6%之間，測量精密度小于2%。方法快速、簡便、樣品消解完全，檢出限低，具有良好的準確度和精密度，適用于塑料材料中鎘含量的快速分析，同時對實驗室前處理設備要求不高，大多數實驗室都可以采用，可以滿足目前多數標準對塑料中鎘含量限制的要求。

參考文獻

[1]EN1122：2001，Determination of Cadmium in Plastics with the Method of the Wet Decomposition[S].

[2]The Chemical Substances Act and Directive 76/769/EEC91/338/EEC of the Council of the European Communities[S].

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