高壓消解-ICP法測定塑料中的鉛、鎘、汞

姚凌峰，李忠號，朱敏，王富強，李奇特

（通標標準技術服務（天津）有限公司，天津300457）

·分析與測試·

高壓消解-ICP法測定塑料中的鉛、鎘、汞

姚凌峰，李忠號，朱敏，王富強，李奇特

（通標標準技術服務（天津）有限公司，天津300457）

以經濟、實用、環保為理念，采用高壓消解技術，ICP-AES同時測定塑料材料中的鉛鎘汞。試驗表明，該方法具有檢出限低，良好的精密度，相對標準偏差（n=10）均小于10%，與標準物質比對分析結果表明，方法具有很好的準確度，與其它方法比較具有可比性及良好的重現性，適于塑料材料中的鉛鎘汞測試。

高壓消解；ICP-AES；塑料

由于高壓消解罐主要是利用熱量傳遞來加熱的，所以加熱時間要長于微波消解，自然反應速度不如微波劇烈，同時對于較難消解的一些樣品，可以加入高氯酸輔助消解，其消解時間要長于微波，壓力變化不及微波劇烈，高溫保持時間較長，所以其安全和消解能力要強于普通微波消解，另外高壓消解罐具比傳統方法消解時間短，無需看管消解過程，操作方便，不易污染，同時可兼顧可揮發性元素等優點。

1　實驗部分

1.1試劑

去離子水；濃硝酸HNO3，AR；濃鹽酸HCl，AR；高氯酸HClO4，AR；氫氟酸HF，40%，AR；過氧化氫H2O2，30%，AR；硼酸，AR。

1.2儀器及設備

高壓消解罐：聚四氟乙烯內膽及不銹鋼外套（西安常儀）；電熱恒溫烘箱（Binder）；天平（精確至0.0001g）；電感耦合等離子體原子發射光譜儀ICPAES（VARIANVista-Pro）。

1.3實驗過程

1.3.1樣品的前處理

稱取試樣約0.25g（粒度 1mm），倒入編好號的高壓消解罐中。加入9mL濃硝酸，再根據樣品材質和被測試元素加入（或不加）1～2mL其它物質，如：H2O2、HF、HCl、HClO4等。壓力罐消解程序為：先將壓力消解罐放入電熱恒溫烘箱中，溫度由常溫升至120℃，保持1h，再升溫至180℃，保持2h。注意加入消解液的量和消解程序可根據樣品情況適當調整，消解溫度最高不應超過200℃。消解完成后，冷卻至室溫，取出消解罐內罐。當含HF時，將消解液過濾至25mL塑料容量瓶，用去離子水沖洗內罐和蓋三次，加入3倍量的飽和硼酸，去離子水定容。依同樣步驟制備樣品空白，上機測試。

1.3.2儀器條件及分析線的選擇

采用徑向觀測方式，等離子氣體15.0L/min，輔助氣體2.25 L/min，霧化氣0.8 L/min，射頻功率1.2kW，觀察高度12mm，試液提升量2.50mL/min。

全譜直讀光譜儀具有同時測定多條分析線的特點，同時分析線按照檢出限低，靈敏度高，干擾元素少，光譜干擾程度低的原則來選擇，利用儀器軟件譜線庫推薦的譜線，結合標準物質測定結果，對樣品中的Pb，Cd，Hg 3個元素選擇最合適的譜線進行測定，選擇出合適的分析線：Pb 220.35nm，Cd 228.802nm，Hg194.164nm。

1.3.3標準曲線的建立

依據1.3.1消解6份空白PE樣品，趕走黃煙，往消解液中加入各標準溶液定容建立曲線，曲線最低點Pb/Cd/Hg：0.1/0.02/0.05μg/mL，相關系數R值均大于0.9990。

2　結果與討論

2.1方法的檢出限

以10個PE空白材質消解溶液測定的標準偏差的3倍所對應的濃度作為方法檢出限，方法的檢 出 限（n=10）檢 出 限（μg/mL）Pb0.1030、Cd0.0014、H g0.0178。

2.2標準物質測試回收率和精密度

用同樣的前處理方法對標準物質ERMEC681K和ERM-EC680K各進行10次消解，同時進行Pb，Cd，Hg的回收率和精密度實驗，測定值和參考值有良好的一致性，在90%～110%的范圍內［1，2］，表明此方法合理，樣品中的測定值結果準確性良好。PE標準物質測定的相對標準偏差小于10%（見表1）。

2.3三種不同測試方法比較

同一樣品分別用不同方法消解，測試結果（見表2），傳統方法不便于測試可揮發性元素，高壓消解方法與微波消解結果具有可比性，而傳統方法測試結果當存在硅酸鹽及部分其它難溶無機鹽時Pb值結果嚴重偏低，有些現象還不易發現，如5#樣中酸消解現象雖澄清透明，但溶液中存在一些難溶的透明鹽，不易被發現，當3#，4#，5#樣品有機質被處理完以后，轉入塑料王燒杯加HF酸處理后發現結果與后二者基本一致［1，2］。另外需要說明的是4#，5#樣品微波消解需要210℃及以上才能獲得較好效果，否則消解不完全，用普通微波消解存在風險性，而高壓消解罐在185～190℃2mL高氯酸存在條件下可完全消解。

表1　ERM-EC681K和ERM-EC680K標準PE分析結果

表2　樣品用不同方法測試比較（ND=未檢出）

3　結論

熱導高壓罐消解技術加速樣品分解，改進傳統的消解模式，改善工作環境以及分析人員的勞動強度。雖然較微波罐子笨拙，速度稍慢，但其經濟和安全，對測試結果可等同微波消解，甚至可以作為微波消解的某些補充，結合ICP-AES檢出限低，能同時檢測多元素的特點，從表1和表2可以看出其測定塑料中Pb、Cd、Hg具有良好的精密度，測定結果準確性高，具有可比性及良好的重現性。通過實驗研究表明，本方法可以用于塑料樣品中Pb、Cd、Hg的日常檢測。

［1］US EPA3051A：MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OFSEDIMENTS，SLUDGES，SOILS，ANDOILS［S］，2007.

［2］USEPA3052：MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF SILICEOUS AND ORGANICALLY BASED MATRICES［S］，1996.

Determ ination of lead cadm ium andm ercury in plasticsby high pressure digestion-ICPmethod

YAO Ling-feng，LIZhong-hao，ZHU M in，WANG Fu-qiang，LIQi-te
（SGS-CSTCStandardsTechnical Services（Tianjin）Co.，Ltd.300457 Tianjin）

With economic，practical，environmental protection as the concept，use high pressure digestion technique，ICP-AESsimultaneous determination oflead，cadmium，mercury in plasticmaterials.Experimentshows that thismethod has low detection limit，good precision，relative standard deviation（n=10）are less than 10%，with the standardmaterial ratio on the results ofthe analysis shows thatmethod has good accuracy，compared with other methods are comparable and good reproducibility，suitable for plastic materials in the lead，cadmium，mercury testing.

high pressure digestion；ICP-AES；plastic

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.019

O657.31

A

1008-1267（2015）05-0055-02

2015-05-08

姚凌峰（1979～），男，湖南人，工程師。