ICP-OES法測(cè)定油漆中可溶性重金屬

張 瑞 ，岑向超

（1.寧夏寶塔化工中心實(shí)驗(yàn)室（有限公司），寧夏銀川 750002；2.寧夏煤化工檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏銀川 750002；3.寧夏寶塔石化科技實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，寧夏銀川 750002；4.寧夏共宣環(huán)保科技有限責(zé)任公司，寧夏銀川 750002）

隨著各種助劑的添加，油漆中有害重金屬含量引起了人們的廣泛關(guān)注，為保證油漆的衛(wèi)生安全以及人民的身體健康，我國(guó)對(duì)室內(nèi)墻用涂料以及家具漆品中的有害物質(zhì)含量制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1，2]（GB18581-2001、GB18582-2001以及色漆和清漆“可溶性”金屬含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)其中的水溶性鉛鉻鎘汞的含量進(jìn)行了明確的限量。目前，油漆中金屬元素含量的檢測(cè)方法主要是原子吸收法[3，4]，電化學(xué)陽極溶出法[5]，ICP-OES[6，7]，ICP-MS[8，9]等，近年來 ICP-OES 法因其檢出限低、線性分析范圍寬、精密度準(zhǔn)確度高、多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)，是分析檢測(cè)重金屬元素的理想方法[10-13]，可以作為涂料以及油漆中重金屬含量檢測(cè)的一種方法。

樣品的前處理方法是檢測(cè)重金屬含量準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段對(duì)油漆中重金屬測(cè)定的前處理方法有微波消釋法，高低溫灰化法，混酸濕法消釋，堿性消釋等。本實(shí)驗(yàn)使用高低溫灰化法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，首先用電熱板低溫除去溶劑后升溫使樣品初步炭化，無煙后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中灰化，用酸消解后轉(zhuǎn)移至容量瓶中使用ICP-OES法檢測(cè)油漆中銅鋅鉛鉻鎘的含量，確定了實(shí)驗(yàn)最佳測(cè)試條件。該方法操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，檢出限低，為油漆中可溶性重金屬含量的檢測(cè)提供了方法。

1 材料與方法

1.1 材料

儀器設(shè)備：OPTIMA 7000DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、萬分之一的天平、DB-1B不銹鋼電熱板、聚四氟乙烯燒杯、容量瓶（50 mL、100 mL）、不同規(guī)格的移液管等實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器。

試劑：銅粉、鋅粉、鎳粉、鎘粉、鉛粉（光譜純），鹽酸（GR），硝酸（GR），硝酸溶液（1+1），5%硝酸溶液（VV），實(shí)驗(yàn)用水為超純水（電阻率18.25 MΩ·cm）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 儀器工作條件 經(jīng)過條件優(yōu)化，本實(shí)驗(yàn)選擇的儀器工作條件（見表1）。

1.2.2 樣品預(yù)處理 稱取0.5 g～1 g樣品（0.0001 g）于瓷坩堝中，在電熱板上低溫除去大部分溶劑，逐漸升高溫度，使油漆炭化至無煙為止，轉(zhuǎn)移至475±10℃的馬弗爐中煅燒1 h，取出冷卻后，磨碎，加入10 mL硝酸（1+1）溶液全部轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯坩堝中，加熱，待溶液體積2 mL～3 mL時(shí)，取下冷卻后，繼續(xù)補(bǔ)加硝酸溶液，溫?zé)嵯猓芤菏Ｓ? mL時(shí)，加入20 mL水溶解可溶性殘?jiān)^濾洗滌后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用5%的稀硝酸定容，待測(cè)。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.2.3.1 單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制 銅（Cu）：準(zhǔn)確稱取0.1000 g（精確到0.0001 g）銅粉，用5 mL硝酸溶液（1+1）溶解，用超純水定容至100 mL；

鋅（Zn）：準(zhǔn)確稱取 0.1000 g（精確到 0.0001 g）鋅粉，用5 mL鹽酸溶液（ρ=1.19 g/mL）溶解，煮沸，冷卻后用超純水定容至100 mL；

鉛（Pb）：準(zhǔn)確稱取 0.1000 g（精確到 0.0001 g）鉛粉，用5 mL硝酸溶液（1+1）加熱溶解，冷卻后用超純水定容至100 mL；

鎘（Cd）：準(zhǔn)確稱取 0.1000 g（精確到 0.0001 g）鎘粉，用5 mL硝酸溶液（ρ=1.42 g/mL）溶解，用超純水定容至100 mL；

鉻（Cr）：準(zhǔn)確稱取 0.2829 g（精確到 0.0001 g）重鉻酸鉀，用5 mL鹽酸溶液（ρ=1.19 g/mL）加熱溶解，冷卻后用超純水定容至100 mL。

1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制 分別移取5 mL單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（ρ=1000 mg/L）稀釋至100 mL，稀釋過程中補(bǔ)加5滴5%的硝酸溶液，分別制備50 mg/L的單元素標(biāo)準(zhǔn)使用液。

分別移取 0 mL、0.1 mL、0.5 mL、1 mL、1.5 mL、2 mL、5 mL 單元素標(biāo)準(zhǔn)使用液（ρ=50 mg/L）于 50 mL容量瓶中，稀釋并定容。稀釋過程中補(bǔ)加3滴5%的硝酸溶液，配制濃度分別為0 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、1.5 mg/L、2 mg/L、5 mg/L 的多元素標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.2.4 工作曲線的繪制 在ICP-OES光譜儀最佳工作條件下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)試（見表2），所有元素的工作曲線的擬合系數(shù)均高于0.999，說明在工作曲線線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析線與檢出限

通過對(duì)銅、鋅、鉛、鉻、鎘五種金屬元素譜圖分析，選擇干擾少、信噪比高的譜線作為分析線，對(duì)樣品空白溶液重復(fù)測(cè)定10次，取3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度為各元素的檢出限（見表3）。

2.2 樣品的分析結(jié)果

表1 ICP-OES光譜儀工作條件

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合系數(shù)

表3 各元素的分析線與檢出限

表4 油漆1#，2#測(cè)試結(jié)果

對(duì)油漆1#，2#分別進(jìn)行6次平行樣的分析測(cè)定，對(duì)含量高的樣品進(jìn)行稀釋測(cè)定。分析結(jié)果（見表4），6次測(cè)定油漆中 Cu，Zn，Pb，Cr，Cd 中金屬元素的 RSD 均小于5%。其中，根據(jù)國(guó)家對(duì)室內(nèi)裝修材料有害物質(zhì)限量中可溶性鉛≤90 mg/kg，可溶性鉻≤60 mg/kg，可溶性鎘≤75 mg/kg，可以看出，油漆1#，2#樣中的鉛鉻鎘含量未超標(biāo)，油漆中銅鋅含量較高，由于標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)銅鋅含量未作出明確限定，無法判斷超標(biāo)與否。

2.3 分析方法的準(zhǔn)確性

為驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，在1#樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，得到回收率在96%～102.5%（見表5）。

表5 方法回收率的測(cè)定

3 結(jié)論

本文通過高低溫灰化法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，首先在電熱板上低溫除去溶劑后升溫使樣品初步炭化，無煙后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中灰化，用酸消解后轉(zhuǎn)移至容量瓶中，用ICP-OES光譜儀檢測(cè)油漆中銅鋅鉛鉻鎘重金屬的含量，該方法具有檢出限低、檢測(cè)速度快、精密度和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，為油漆中可溶性重金屬含量的檢測(cè)提供了方法。