ICP-MS法快速測定鞋類中的重金屬含量

文/吳秀芳

1 前言

近年來隨著人們生活水平的提高，大眾對于服裝與鞋類的要求也越來越高，不僅僅局限于舒適度與外觀，對有害物質的含量也越來越關注。目前鞋類重金屬的檢測主要包括砷、鉛、鎘3種元素，檢測方法主要是原子吸收光譜、原子熒光光譜、電感耦合等離子體發射光譜，但是這幾種方法有的只能進行單元素分析，有的分析的元素有限，有的費時較長。ICP-MS檢出限低、精密度高、動態范圍寬、可同時分析多種元素且用時少。目前，ICP-MS測定重金屬在食品、生態環境監測、水樣、礦業上應用較廣，在鞋類的重金屬測定上比較少。本文對儀器條件進行優化后，用ICP-MS法同時快速測定鞋類中的砷、鉛、鎘。

2 試驗部分

2.1 主要儀器及試劑

儀器：微波消解儀（安東帕 multiwave3000）；ICPMS（安捷倫科技有限公司，Agilent 7500）。

試劑：As、Pb、Cd混合標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；Ge、Sc、Bi、Rh、In混合內標液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；Li、Y、TI調諧液（10μg/L，安捷倫）、硝酸（優級純）、超純水。

2.2 標準工作溶液的配制

用1%的硝酸將As、Pb、Cd混合標準溶液配制成1μg/mL的中間儲備液，將Ge、Sc、Bi、Rh、In混合內標液配制成10μg/mL的中間儲備液。然后再用超純水將中間儲備液配制成內標物含量為10μg/L的一系列標準工作溶液。工作液的濃度為0、5μg/L、10μg/L、15μg/L、20μg/L、25μg/L。

2.3 ICP-MS參數

RF功率：1500W ；載氣流量：1.05L/min ；模式：Ar模式；采樣深度：8mm；同心霧化器。在此條件下，Li和TI的響應值在6000左右，Y的響應值在12000左右，雙電荷和氧化物的含量均在1.2%以下，RSD均小于2，滿足試驗需求。

2.4 試驗步驟

稱取0.2g試樣，剪碎，加入5mL硝酸溶液和一定量的內標溶液，用微波消解儀將樣品消解完全，待樣品冷卻至室溫，轉移至25mL容量瓶中，用超純水定容，用無機濾膜過濾溶液，上機測試。

3 結果與討論

3.1 各元素的線性方程和檢出限

對已經配制好的標準工作液進行測定，得到線性方程，按照上述試驗步驟和儀器分析條件對空白樣液進行連續11次測定，計算各元素的標準偏差，3倍標準偏差值所對應的濃度即為方法檢出限。試驗結果如表1所示。

表1 3種元素的線性方程、相關系數、線性范圍和檢出限

由表1可知，在0～25μg/L范圍內，As、Pb、Cd 3種元素的相關系數為0.9995～0.9999，3種元素在較寬的濃度范圍內有很好的線性相關系數。檢出限為0.0016μg/L～0.0083μg/L，檢出限極低，表明本方法對3種元素的測定有較高的靈敏度。

3.2 回收率和精密度

按照樣品的前處理方法，對不含內標元素和待測元素的實際樣品進行加標回收試驗，每個濃度做8次平行試驗，在相應的儀器工作條件，測定各元素的平均回收率和精密度，4μg/L、8μg/L、18μg/L 3個加標濃度下的結果如表2、表3、表4所示。

由表2、表3、表4可知在4μg/L、8μg/L、18μg/L 3個加標濃度下，3種元素的平均回收率為80%～92.8%，RSD為3.2～9.8。可見本方法對3種元素的測定有很好的精密度與準確度。

表2 4μg/L加標濃度下不同樣品各元素的平均回收率和精密度

表3 8μg/L加標濃度下不同樣品各元素的平均回收率和精密度

表4 18μg/L加標濃度下不同樣品各元素的平均回收率和精密度

3.3 實際樣品的測定

用本文的方法對市場上售賣的各個品牌的兒童鞋進行檢測，選取了100雙鞋，涵蓋了紡織品、皮革、合成革、鞋底合成材料、幫面合成材料，其中紡織品98批次，皮革52批次，合成革100批次，鞋底合成材料100批次，幫面合成材料15批次，分析結果如表5所示。

表5 實際樣品中As、Pb、Cd的合格率

由表5中的結果可知，實際樣品中As的合格率為100%，幫面合成材料和合成革中Pb和Cd均有超標。

4 結論

本文用ICP-MS對微波消解后的鞋類樣品進行As、Pb、Cd的測定，采用內標法定量，該方法的檢出限低，靈敏度和精密度都較高，適用于鞋類中重金屬的快速測定。