ICP-MS在紡織品和皮革領域有害物質檢測中的應用

李艷玲

(國家紡織及皮革產品質量監督檢驗中心,北京100024)

電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)是等離子體技術與質譜技術相結合的分析手段。其工作原理是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器,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、檢測結果準確等特點,已被應用于紡織品及皮革有害物質檢測領域。本文針對ICP-MS在紡織品和皮革領域重金屬和有機錫化合物檢測中的應用展開綜述。

1 ICP-MS在紡織品和皮革重金屬檢測中的應用

紡織品和皮革在加工過程中使用的染料和助劑如金屬絡合染料、阻燃劑、鞣劑等,如用量過多或處理不當,可導致鉛、鎳、鎘、銅、砷、汞、鈷和鉻等重金屬元素含量超出限定值。

過量的重金屬元素會危害人體健康,如鈷對皮膚有放射性損傷,鉛一旦進入人體,會直接傷害人的腦細胞,特別是胎兒的神經系統,可造成先天智力低下,鎳能夠導致肺癌或者皮膚過敏,鎘進入機體可導致血壓升高,引起心腦血管疾病,并對骨骼、肝、腎等有破壞作用。除此之外,重金屬也會造成環境污染。

目前,紡織品和皮革中重金屬的標準檢測方法主要有原子吸收分光光度法(FAAS、GFAAS)、原子熒光分光光度法(AFS)、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES/OES)、紫外-可見分光光度法(UV-VIS)等。但是這些方法分析速度較慢,線性范圍較窄,有的檢出限較高、靈敏度較差,有的無法對多種重金屬同時測定。而ICP-MS法作為重金屬元素測定的非標準分析方法,能夠彌補標準方法的不足。ICP-MS在紡織品和皮革重金屬檢測領域中的應用見表1[1-13]。

2 ICP-MS在紡織品和皮革有機錫化合物檢測中的應用

有機錫化合物在紡織領域應用廣泛,如三丁基錫(TBT)可防止汗水導致的紡織品降解,同時可去除鞋襪和運動服的汗臭;二丁基錫(DBT)和單丁基錫(MBT)主要用于高分子材料的穩定劑。高濃度的有機錫化合物對人體的神經系統、膽管、肝臟、皮膚和內分泌系統有不同程度的損壞,還能引起雌性軟體動物變性,哺乳細胞生殖毒性等傷害[14]。GB 18885-2009[15]對二丁基氯化錫(DBT)、三丁基氯化錫(TBT)和三苯基氯化錫(TPh T)3種有機錫化合物明確提出了限量要求。

目前,針對紡織品中有機錫化合物檢測,采用的標準方法是GB/T 20385-2006[16]《紡織品 有機錫化合物的測定》,使用配有火焰光度檢測器的氣相色譜儀(GC-FPD)或氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)測定,該方法能夠分析多種形態的有機錫,但是衍生化過程操作比較繁瑣,耗費時間較長,不穩定因素較多,導致定量結果的重現性較差。ICP-MS與HPLC的聯用技術能夠克服標準方法的缺點,樣品前處理較簡單,無需衍生化過程,既減少了工作量又縮短了試驗時間,同時方法的靈敏度較高,可實現對大量樣品的快速篩選和測定。ICP-MS在紡織品和皮革有機錫化合物檢測中的應用如表2所示[17-19]。

表1 ICP-MS法測定紡織品和皮革中重金屬含量

表2 ICP-MS法測定紡織品和皮革中有機錫化合物含量

3 結語

電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)法作為一種非標準方法,在紡織品和皮革領域重金屬和有機錫化合物的檢測中發揮重要作用,能夠彌補現有標準方法在技術層面的不足。電感耦合等離子體質譜法(ICPMS)雖技術先進,但成本較高,在紡織品和皮革檢測領域尚未普及,但其優勢明顯,隨著經濟發展以及對其研究報道逐漸增多,必將得到廣泛應用。