ICP-AES對紡織品中總鉛和總鎘含量的測定

陳小軻，魏婉妮，王麟，韓寧，譚玉靜（上海市質量監督檢驗技術研究院，上海200040）

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ICP-AES對紡織品中總鉛和總鎘含量的測定

陳小軻，魏婉妮，王麟，韓寧，譚玉靜
（上海市質量監督檢驗技術研究院，上海200040）

摘要：以GB/T 30157—2013標準中規定的鉛、鎘兩種元素為研究對象，優化前處理微波消解程序，采用3% HNO3為基體配制標準曲線，建立了電感耦合等離子體發射光譜法（ICP—AES）測定紡織品中Pb、Cd總含量的方法。結果表明，兩種金屬元素的線性相關系數均大于0.999，檢出限分別為2.19 mg/kg、0.249 mg/kg，回收率分別為92.8%、91.4%，精密度均小于10%，可以滿足測定要求。

關鍵詞：電感耦合等離子體放射光譜；微波消解；鉛；鎘

0　引言

隨著紡織行業的不斷發展，各式各樣的紡織品為人們所用，人們對于紡織品的要求也越來越高［1］。但是紡織品在印染和后處理過程中，為提高紡織品的色牢度及改善成品風格，使用的染料、助劑和處理劑常含有微量重金屬［2］，當紡織品與人體皮膚接觸時，這些重金屬就有可能對人體健康造成危害［3-5］。Oeko—Tex Standard 100［6］標準制定了生態紡織品技術要求，并制定了紡織品中可遷移重金屬元素的測定方法（GB/T 17593）［7］。近年來進口嬰幼兒及兒童服裝產品的需求逐年遞增，但其質量狀況卻不容樂觀。根據質檢總局2015年4月發布的《2014年度全國進出口服裝產品質量狀況》白皮書顯示，口岸抽樣送檢的進口服裝產品中，不合格率最高的為嬰幼兒及兒童服裝產品，高達36%。為了進一步保護國內嬰幼兒及兒童的健康安全，引導生產企業提高童裝的安全與質量，2016年6月1日，首個針對童裝的國家強制性標準GB 31701—2015《嬰幼兒及兒童紡織產品安全技術規范》將正式實施。

試驗針對GB 31701—2015標準對總鉛、總鎘的限量要求（鉛≤90 mg/kg，鎘≤100 mg/kg），通過優化GB/T 30157—2013試驗方法中的微波消解過程，用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）測定總鉛、總鎘的含量，ICP-AES對重金屬具有良好的檢出限，可以在短時間內對數種元素同時進行測定［8］。文中考察了該方法的精密度和回收率。

1　實驗部分

1.1儀器

ICAP7400電感耦合等離子體發射光譜儀（美國賽默飛世爾公司），微波消解儀（美國CEM公司），電子天平（0.0001 g，梅特勒-托利多國際貿易上海有限公司），10～100 μL數字可調型微量移液器（德國BRAND公司），優質超純水機（成都超純科技有限公司）。

儀器工作條件（參考條件）：RF射頻發生器功率1 150 W，等離子體氣流量15.0 L/min，輔助氣流量1.50L/min，霧化器壓力240 kPa，清洗時間20 s，一次讀數時間（10 s）測定光譜強度，蠕動泵轉速50 r/min，分析譜線Pb 220.3 nm，Cd 214.4 nm。

1.2試劑

Pb、Cd單元素的標準儲備溶液（1 000 mg/L）由國家標準物質研究中心提供，濃硝酸（HNO3）選用優級純試劑。

1.3樣品準備和前處理

按標準GB/T 30157—2013規定：將代表性試樣剪碎至5mm×5mm，稱取0.2g試樣（精確至0.0001g），向裝有待測試樣和空白的消解容器中分別加入5.0 mL的濃硝酸，待試樣和酸在室溫下反應完全后，將消解容器密封并置入微波消解儀中，用10 min升溫至（175±5）℃，并在（175±5）℃保持5 min，試樣冷卻5 min以上，然后從微波消解儀中取出，打開消解容器前應先在通風柜中將微波消解罐冷卻至室溫或冷卻30 min以上。通過試驗發現此消解程度對于有涂層的紡織品不能消解完全，故優化消解程序，見表1。

選用四種含涂層的樣品，按照優化程序進行消解，結果顯示優化的消解方法可以將有涂層的紡織品消解完全。將消解后的溶液過濾轉移至50 mL的容量瓶中，用少量水分3次淋洗消解容器，并將淋洗液移至容量瓶中，用水定容到刻度，混勻，濾液盡快用于電感耦合等離子體發射光譜儀分析。

表1　微波消解程序

2　結果與討論

2.1線性范圍

分別移取標準溶液10 μL、20 μL、40 μL、80 μL、100 μL于100 mL的容量瓶中，用3%HNO3稀釋至刻度，配制成0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.8 mg/L、1.0mg/L的系列標準溶液，在波長220.3nm和214.4nm處測定鉛和鎘的發射強度，扣除空白值以標準品的金屬含量對相應的發射強度進行線性回歸，由圖1和圖2可以看出兩種元素在0.1～1.0 mg/L范圍內線性良好。Pb、Cd兩種元素的線性回歸方程與線性相關系數見表2。

表2　兩種元素線性范圍、線性回歸方程和線性相關系數

圖1　鉛元素標準曲線

圖2　鎘元素標準曲線

2.2檢出限

根據國際理論和化學聯合會（IUPAC）規定測定11次平行空白的標準偏差（σ），并計算3倍空白的標準偏差（3σ），得到各元素的檢出限。檢出限根據前處理0.2000 g樣品定容50 mL換算為質量濃度即為該方法的檢出限，可以滿足GB/T 30157—2013標準中鉛和鎘的分析測定要求，結果見表3。

表3　方法檢出限

表4　加標回收率

表5　兩種元素重復性分析

表6　兩種元素平行試驗結果及相對標準偏差

2.3方法的回收率

按試驗方法對標準貼襯織物進行加標回收試驗，在待測樣品中加入一定量濃度為250 mg/kg的標準樣品，混合均勻后按照相同檢驗方法進行測量，比較加入標準樣品后的含量和理論含量，兩者的比值即為標樣回收率，測得樣品的回收率見表4。

2.4重復性

在相同的檢測條件下，對10份0.1 mg/L加標溶液樣品進行測定，結果見表5。

由表5可知，兩種元素重復性測試RSD≤10%，符合微量分析重復性標準，能夠滿足測試要求。

2.5再現性

再現性是指不同的測量條件下對同一被測量樣品進行連續多次測量所得結果之間的一致性。再現性的估算方法：在同一實驗室內，由兩個不同實驗人員用相同的實驗條件至少做2次平行試驗，或同一實驗人員用不同的實驗設備至少做2次平行試驗，或在不同實驗室內用相同的實驗方法至少做2次平行試驗，測得的數據用統計方法計算精密度，一般用相對標準偏差表示。

在相同的檢測條件下，由兩個不同實驗人員對紡織樣品溶液中的兩種元素含量測定做2次平行試驗，測試數據見表6。由表6可知，兩種元素再現性相對標準偏差均在10%以內。

3　結論

優化后的階梯消解程度更有利于對樣品進行消解，10次重復性測試結果顯示相對標準偏差≤10%，再現性測試表明兩個平行樣中兩元素含量與其平均值相差在10%以內。通過加標測試回收率為80%～120%。本試驗中鉛、鎘兩種元素檢出限分別為2.20 mg/kg和0.249 mg/kg，優于標準GB/T 30157—2013規定的檢出限（鉛的檢出限為2.50 mg/kg，鎘的檢出限為0.25 mg/kg），故該方法能夠滿足標準的測定要求。

參考文獻：

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［2］王欣，幸苑娜，陳澤勇.ICP-MS法測定紡織品中9種可遷移重金屬元素［J］.質譜學報，2011，32（4）：246-251.

［3］陳飛，徐殿斗，唐曉萍等.ICP-OES內標法同時測定紡織品中砷、銻、鉛等9種可提取元素［J］.分析試驗室，2011，30（4）：89-92.

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［7］GB/T 17593—2007《紡織品重金屬的測定》［S］.

［8］孔祥虹，湯樺，李建華等.氣相色譜-質譜法測定濃縮蘋果汁中丁酰肼殘留量［J］.理化檢驗-化學分冊.2006，42（9）：721-725.

Determination of the total content of plumbum and cadmium by ICP-AES in textile

Chen Xiao-ke，Wei Wan-ni，Wang Lin，Tan Yu-jing
（）Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Reasearch，Shanghai 200040，China

Abstract:Based on the GB/T 30157-2013，a new ICP-AES method is proposed for determining the total content of the plumbum and cadmium in textile.In this method，microwave digestion procedure is optimized and standard curve of 3%HNO3 substrate preparation is used. The correlation coefficient of two metal elements are greater than 0.999. The detection limit is respectively 2.19 mg/kg and 0.249 mg/kg. And the recovery rate is respectively 92.8%and 91.4%. In result，relative standard deviation is less than 10%. The method can satisfy the measurement requirements.

Key words:ICP-AES，microwave digestion，plumbum，cadmium

中圖分類號：TS107

文獻標識碼：A

文章編號：1001-7046（2016）02-0008-04

收稿日期：2016-04-07

作者簡介：陳小軻（1987-），女，助理工程師，主要從事紡織品偶氮和重金屬的檢測工作。