幾種分析儀器在紡織品及皮革重金屬元素檢測中的應用

李艷玲

摘要：

本文介紹了幾種分析儀器如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在重金屬元素檢測中的工作原理及性能，并分別列舉了其在紡織品和皮革重金屬元素檢測領域的應用。

關鍵詞：分析儀器；紡織；皮革；重金屬元素；檢測

1 引言

紡織品和皮革中常見的重金屬元素有鉛、鎳、鎘、銅、砷、汞、鈷和鉻等，其來源主要是加工過程中使用了染料和助劑，如各種金屬絡合染料、阻燃劑、鞣劑等[1]。若不嚴格控制其含量將危害人體健康[2，3]，如鎳能夠導致肺癌或者皮膚過敏，鈷能夠導致皮膚病和心臟病，少量的鎘和鉛進入人體即可通過生物放大作用和生物沉積，對腎、肺、肝、腦、骨等產生一系列的損傷等。重金屬對兒童的損害尤為重要，因為兒童對重金屬的吸收能力遠高于成人。除此之外，重金屬也會造成環境污染。

目前，對于紡織品和皮革重金屬檢測主要是光譜法和質譜法。包括原子吸收光譜法（FAAS、GFAAS）、原子熒光光譜法（AFS）、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）等。

幾種常用分析儀器性能對比如下。

2 分析儀器在紡織品及皮革重金屬檢測中的應用

2.1 原子吸收光譜法（AAS）

由空心陰極燈等光源發出特征光譜輻射，經過原子化器，由分光系統得到單色光，再經過光電倍增管后到達檢測器，而當原子化器進樣時，光通過原子化器時有一部分被吸收，透光率減小。根據朗伯比爾定律，吸光度與樣品濃度成正比，因此由吸光度可得出樣品的濃度。原子吸收光譜法包括火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法，前者使用簡便，后者靈敏度高，在重金屬檢測領域均有廣泛應用。

2.2 原子熒光光譜法（AFS）

使用一定強度的激發光源照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸氣時，將產生一定強度的原子熒光，測定原子熒光的強度即可得到待測樣品中該元素的含量。儀器相對簡單，靈敏度較高，使用方便，是經濟實用的無機元素檢測儀器。

2.3 電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES/OES）

使用高能量源先把電子從基態激發到較高能級，被激發的電子釋放能量落回到低能級，并以輻射形式發射出特征波長的光，根據發光強度與待測元素濃度成正比的關系，可得到樣品中待測元素的含量。ICP-AES/OES具有精密度高、靈敏度高、基體干擾小、線性范圍廣等特點，并能夠同時檢測多種元素，已得到廣泛應用。

2.4 電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）是等離子體技術與質譜技術相結合分析手段，利用電感耦合等離子體技術作為離子源，以質譜技術作為檢測手段的檢測技術。使用高能源激發電子，并使電子脫離原子的電子層，產生自由電子和帶正電荷的離子。離子被提取后通過質量過濾器，并被檢測出來，直接測定通過質量過濾器的離子數量即可測定待測元素濃度。該分析方法具有靈敏度高、分辨率強、檢出限低、分析范圍寬、分析速度快、檢測結果準確，并幾乎能夠檢測元素周期表中所有元素等特點，應用前景較好。

丁友超[12]等研制了一種能簡便快速篩查和檢測紡織樣品中鎘的膠體金免疫層析試紙，該技術是基于重金屬鎘單克隆抗體。該試紙可在3min～5min內完成樣品的定性或半定量測試，其靈敏度、特異性和穩定性均能滿足實際樣品的測試要求。

林素君[13]等將能量色散型X熒光能譜儀（EDXRF）與液體自動加樣系統（TYLAB-100）聯用技術應用于紡織品的重金屬檢測領域。試驗結果表明，X熒光能譜儀對含重金屬的溶液樣品檢出能力可達到10-6量級；采用EDXRF/TYLAB-100聯用技術，得到的標準曲線的線性良好。

陳海相[14]等采用氣相色譜-質譜法測定紡織品中的可萃取鉻。首先紡織品萃取液用亞硫酸鈉還原，然后與三氟乙酰丙酮反應生成具有可揮發性和熱穩定性的三氟乙酰丙酮鉻（Ⅲ）螯合物，以選擇離子模式（SIM）進行測定。結果表明，該方法的選擇性好、靈敏度高，相關系數R=0.9950，回收率為92.5%～100.3%。

3 總結

綜上所述，可以看出，以原子吸收光譜、原子熒光光譜和原子發射光譜為代表的光譜技術以及電感耦合等離子體質譜為代表的質譜技術已經被應用于紡織品和皮革中重金屬元素的檢測中。原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和原子發射光譜法由于技術成熟，成本較低，已在紡織品和皮革的重金屬元素檢測中發揮重要作用。而電感耦合等離子體質譜法雖技術先進，檢測靈敏度高，動態范圍寬，但成本較高，在紡織品和皮革檢測領域尚未普及，但隨著經濟發展以及對其應用的研究報道逐漸增多，必將得到廣泛應用。

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