電感耦合等離子體-質譜法測定內墻漆中8種重金屬雜質

張志剛 羅君強 墨淑敏（北新集團建材股份有限公司，北京 008；北京有色金屬研究總院，北京 00088）

1 前言

隨著對環境健康認識水平的提高，裝飾材料的安全性成為人們關注的重點。重金屬污染如鉛、汞等常見重金屬，時時刻刻威脅著人類的健康。內墻漆是室內裝修裝飾過程中一種不可或缺的原材料，應用非常廣泛[1]，如果材料中的重金屬超標，通過接觸或吸入能夠直接對人體造成危害，甚至致癌。

目前我國對內墻漆中的部分有害重金屬元素提出了限量要求[2]，主要涉及鉛、鎘、鉻、汞四種重金屬元素，其限量標準分別為90、75、60、60mg/kg，測定方法為原子吸收。由于原子吸收為單一元素測定方法，因此耗時相對較長，而且Hg的測定需要采用氫化物發生，操作步驟比較繁瑣。電感耦合等離子體質譜是現代發展起來的一種檢測技術，在痕量金屬元素檢測方面具有多元素同時測定，干擾小，檢出限低，操作簡便等優點，在各領域都有廣泛的應用[3～6]。

本文采用電感耦合等離子體質譜法同時測定市售墻面漆中的8種重金屬元素，操作簡便，測定快速，靈敏度高。

表1 ICP-MS儀器工作參數

2 實驗部分

2.1 儀器及工作條件

7700ce電感耦合等離子體質譜儀（美國安捷倫科技有限公司）。使用調諧液調整儀器各項指標，使儀器靈敏度、雙電荷、分辨率等各項指標達到測試要求。ICP-MS參數見表1。

2.2 標準溶液與試劑

鹽酸：優及純，北京化學試劑研究所。試驗用水為二次去離子水。

Rh、Tl內標儲備溶液：1.0mg/mL，購自市售有證標準溶液，4℃避光保存。稀釋為1.0 μg/mL的內標溶液備用。

Cr、As、Se、Cd、Sb、Ba、Hg、Pb標準儲備溶液均購自市售有證標準溶液，4℃避光保存。使用時首先稀釋得到濃度為1.0 μg/mL的標準溶液，然后經過逐級稀釋配制濃度為1.0、5.0、10、20、50、100、200ng/mL的系列混合標準溶液。

2.3 樣品采集與處理

樣品為市售某品牌墻面漆。取5cm×10cm玻璃板一塊，預先用硝酸溶液（1+1）浸泡24h。將待測的內墻漆樣品攪拌均勻，在上述玻璃板上制備厚度適宜的涂膜。待完全干燥后，取下涂膜，在室溫下研磨均勻，并通過孔徑為0.5mm的不銹鋼金屬篩。

準確稱取0.1g上述粉末樣品，精確至0.0001g，置于150mL的燒杯中。加入5mL鹽酸（1+1），低溫加熱至樣品完全溶解。然后轉入100mL容量瓶中。向待分析的樣品溶液中加入2mL濃度為1.0 μg/mL的Rh、Tl內標溶液，稀釋至刻度線。試劑空白隨同樣品一同處理。

表2 雜質元素同位素的選擇及測定

表3 墻面漆樣品中雜質元素測定

3 結果與討論

3.1 干擾討論

電感耦合等離子體質譜儀通常采用高純氬氣為載氣，而40Ar35cl雙原子對75As的測定有質譜干擾，同時40Ar40Ar也會干擾80Se的測定，因此As、Se的測定需選擇H2模式下進行。其余雜質元素Cd、Sb、Cr、Pb、Hg、Ba可選擇Ar氣模式測定。

3.2 同位素及內標元素的選擇

雜質元素質量數的選擇直接影響到分析結果的準確性，通常要求選擇自然豐度高，干擾小的同位素進行測定。各元素同位素的選擇見表2。

試驗中配制了Rh、Tl混合內標溶液，結果發現選擇不同的內標元素進行樣品測定時，8種重金屬元素的加標回收率不同。雜質元素Se、Cd、Sb、Cr、As、Ba 以103Rh為內標，Pb、Hg以205Tl為內標時加標回收率均在85%～110%之間，能夠滿足樣品測試的需要。

3.3 線性范圍與精密度

配制濃度為 1.0、5.0、10、20、50、100、200ng/mL的系列混合標準溶液，按照表2選定的內標元素，測定雜質元素與內標元素的CPS比值Y，并繪制Y與溶液濃度X之間的工作曲線，各雜質元素工作曲線的線性相關系數均大于0.9990。對雜質含量均為10ng/mL的標準溶液平行7次進樣，計算其相對標準偏差，8種元素測定的相對標準偏差范圍均小于5%，具體結果見表2。

3.3 樣品測定與加標回收試驗

本文測定的樣品為市售某品牌墻面漆，隨樣進行空白試驗，并通過加標回收率考察方法的準確性。加標方法為：稱取1.00g預處理后的墻面漆粉末，滴 加一定量的Cr、A s、Se、Cd、Sb、B a、Hg、Pb標準溶液，干燥后充分研磨均勻后，隨同樣品做相同的處理。

依次測定空白溶液、樣品及加標溶液，計算加標回收率。加標回收率在94%～106%，回收情況良好，樣品測定結果及雜質元素加標回收具體情況見表3。Cr、Cd、Hg、Pb四種元素同時采用國標方法進行測定，結果無明顯差異。

[1]張雪芹、徐峰.我國內墻涂料現狀與發展[J].涂料工業 ,2006,36(1)：41-43.

[2]張俊智、趙玲、馮世芳等.室內裝飾裝修材料內墻涂料中有害物質限量[S].中國.GB/T 18582-2008.

[3]田麗娟、王夢嬌、李義久等. ICP-MS法檢測3種銅型微量元素中砷、鉛、鎘和汞的含量[J].化學試劑,2013,35(11)：999-1004.

[4]周慧、汪正、朱燕等. 激光剝蝕電感耦合等離子體質譜法測定碳化硅器件中雜質元素[J]分析化學,2014,42(1)：123-126.

[5]張鎖慧、楚民生、周韻等. 激光剝蝕電感耦合等離子體質譜在涂料重金屬分析中的應用[J].分析試驗室,2013,32(4)：36-41.

[6]劉裕婷、張志榮、于秋紅等.水浴消解－碰撞反應池電感耦合等離子體質譜法測定全血中重金屬元素[J].國際檢驗醫學雜志,2013,34(21)：2878-2880.