ICP-AES对纺织品中总铅和总镉含量的测定

陈小轲，魏婉妮，王麟，韩宁，谭玉静（上海市质量监督检验技术研究院，上海200040）



ICP-AES对纺织品中总铅和总镉含量的测定

陈小轲，魏婉妮，王麟，韩宁，谭玉静
（上海市质量监督检验技术研究院，上海200040）

摘要：以GB/T 30157—2013标准中规定的铅、镉两种元素为研究对象，优化前处理微波消解程序，采用3% HNO3为基体配制标准曲线，建立了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP—AES）测定纺织品中Pb、Cd总含量的方法。结果表明，两种金属元素的线性相关系数均大于0.999，检出限分别为2.19 mg/kg、0.249 mg/kg，回收率分别为92.8%、91.4%，精密度均小于10%，可以满足测定要求。

关键词：电感耦合等离子体放射光谱；微波消解；铅；镉

0　引言

随着纺织行业的不断发展，各式各样的纺织品为人们所用，人们对于纺织品的要求也越来越高［1］。但是纺织品在印染和后处理过程中，为提高纺织品的色牢度及改善成品风格，使用的染料、助剂和处理剂常含有微量重金属［2］，当纺织品与人体皮肤接触时，这些重金属就有可能对人体健康造成危害［3-5］。Oeko—Tex Standard 100［6］标准制定了生态纺织品技术要求，并制定了纺织品中可迁移重金属元素的测定方法（GB/T 17593）［7］。近年来进口婴幼儿及儿童服装产品的需求逐年递增，但其质量状况却不容乐观。根据质检总局2015年4月发布的《2014年度全国进出口服装产品质量状况》白皮书显示，口岸抽样送检的进口服装产品中，不合格率最高的为婴幼儿及儿童服装产品，高达36%。为了进一步保护国内婴幼儿及儿童的健康安全，引导生产企业提高童装的安全与质量，2016年6月1日，首个针对童装的国家强制性标准GB 31701—2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》将正式实施。

试验针对GB 31701—2015标准对总铅、总镉的限量要求（铅≤90 mg/kg，镉≤100 mg/kg），通过优化GB/T 30157—2013试验方法中的微波消解过程，用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定总铅、总镉的含量，ICP-AES对重金属具有良好的检出限，可以在短时间内对数种元素同时进行测定［8］。文中考察了该方法的精密度和回收率。

1　实验部分

1.1仪器

ICAP7400电感耦合等离子体发射光谱仪（美国赛默飞世尔公司），微波消解仪（美国CEM公司），电子天平（0.0001 g，梅特勒-托利多国际贸易上海有限公司），10～100 μL数字可调型微量移液器（德国BRAND公司），优质超纯水机（成都超纯科技有限公司）。

仪器工作条件（参考条件）：RF射频发生器功率1 150 W，等离子体气流量15.0 L/min，辅助气流量1.50L/min，雾化器压力240 kPa，清洗时间20 s，一次读数时间（10 s）测定光谱强度，蠕动泵转速50 r/min，分析谱线Pb 220.3 nm，Cd 214.4 nm。

1.2试剂

Pb、Cd单元素的标准储备溶液（1 000 mg/L）由国家标准物质研究中心提供，浓硝酸（HNO3）选用优级纯试剂。

1.3样品准备和前处理

按标准GB/T 30157—2013规定：将代表性试样剪碎至5mm×5mm，称取0.2g试样（精确至0.0001g），向装有待测试样和空白的消解容器中分别加入5.0 mL的浓硝酸，待试样和酸在室温下反应完全后，将消解容器密封并置入微波消解仪中，用10 min升温至（175±5）℃，并在（175±5）℃保持5 min，试样冷却5 min以上，然后从微波消解仪中取出，打开消解容器前应先在通风柜中将微波消解罐冷却至室温或冷却30 min以上。通过试验发现此消解程度对于有涂层的纺织品不能消解完全，故优化消解程序，见表1。

选用四种含涂层的样品，按照优化程序进行消解，结果显示优化的消解方法可以将有涂层的纺织品消解完全。将消解后的溶液过滤转移至50 mL的容量瓶中，用少量水分3次淋洗消解容器，并将淋洗液移至容量瓶中，用水定容到刻度，混匀，滤液尽快用于电感耦合等离子体发射光谱仪分析。

表1　微波消解程序

2　结果与讨论

2.1线性范围

分别移取标准溶液10 μL、20 μL、40 μL、80 μL、100 μL于100 mL的容量瓶中，用3%HNO3稀释至刻度，配制成0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.8 mg/L、1.0mg/L的系列标准溶液，在波长220.3nm和214.4nm处测定铅和镉的发射强度，扣除空白值以标准品的金属含量对相应的发射强度进行线性回归，由图1和图2可以看出两种元素在0.1～1.0 mg/L范围内线性良好。Pb、Cd两种元素的线性回归方程与线性相关系数见表2。

表2　两种元素线性范围、线性回归方程和线性相关系数

图1　铅元素标准曲线

图2　镉元素标准曲线

2.2检出限

根据国际理论和化学联合会（IUPAC）规定测定11次平行空白的标准偏差（σ），并计算3倍空白的标准偏差（3σ），得到各元素的检出限。检出限根据前处理0.2000 g样品定容50 mL换算为质量浓度即为该方法的检出限，可以满足GB/T 30157—2013标准中铅和镉的分析测定要求，结果见表3。

表3　方法检出限

表4　加标回收率

表5　两种元素重复性分析

表6　两种元素平行试验结果及相对标准偏差

2.3方法的回收率

按试验方法对标准贴衬织物进行加标回收试验，在待测样品中加入一定量浓度为250 mg/kg的标准样品，混合均匀后按照相同检验方法进行测量，比较加入标准样品后的含量和理论含量，两者的比值即为标样回收率，测得样品的回收率见表4。

2.4重复性

在相同的检测条件下，对10份0.1 mg/L加标溶液样品进行测定，结果见表5。

由表5可知，两种元素重复性测试RSD≤10%，符合微量分析重复性标准，能够满足测试要求。

2.5再现性

再现性是指不同的测量条件下对同一被测量样品进行连续多次测量所得结果之间的一致性。再现性的估算方法：在同一实验室内，由两个不同实验人员用相同的实验条件至少做2次平行试验，或同一实验人员用不同的实验设备至少做2次平行试验，或在不同实验室内用相同的实验方法至少做2次平行试验，测得的数据用统计方法计算精密度，一般用相对标准偏差表示。

在相同的检测条件下，由两个不同实验人员对纺织样品溶液中的两种元素含量测定做2次平行试验，测试数据见表6。由表6可知，两种元素再现性相对标准偏差均在10%以内。

3　结论

优化后的阶梯消解程度更有利于对样品进行消解，10次重复性测试结果显示相对标准偏差≤10%，再现性测试表明两个平行样中两元素含量与其平均值相差在10%以内。通过加标测试回收率为80%～120%。本试验中铅、镉两种元素检出限分别为2.20 mg/kg和0.249 mg/kg，优于标准GB/T 30157—2013规定的检出限（铅的检出限为2.50 mg/kg，镉的检出限为0.25 mg/kg），故该方法能够满足标准的测定要求。

参考文献：

［1］白子竹，韩军，杨阳等.电感耦合等离子体质谱测定纺织品中部分重金属含量［J］.纺织科技进展，2011（6）：53-58.

［2］王欣，幸苑娜，陈泽勇.ICP-MS法测定纺织品中9种可迁移重金属元素［J］.质谱学报，2011，32（4）：246-251.

［3］陈飞，徐殿斗，唐晓萍等.ICP-OES内标法同时测定纺织品中砷、锑、铅等9种可提取元素［J］.分析试验室，2011，30（4）：89-92.

［4］韦进宝，钱沙华.环境分析化学［M］.北京：化学工业出版社.2002：25-35.

［5］林鋆.纺织品中可萃取重金属检测的半定量方法［J］.中国纤检，2012（7）：60-62.

［6］王为诺.国际纺织品生态研究和检测协会（Oeko-Tex）及生态纺织品标准（Oeko-Tex Standard 100《生态纺织品通用及特别技术条件》）介绍［J］.中国纤检.2005.（8）：43-44.

［7］GB/T 17593—2007《纺织品重金属的测定》［S］.

［8］孔祥虹，汤桦，李建华等.气相色谱-质谱法测定浓缩苹果汁中丁酰肼残留量［J］.理化检验-化学分册.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

中图分类号：TS107

文献标识码：A

文章编号：1001-7046（2016）02-0008-04

收稿日期：2016-04-07

作者简介：陈小轲（1987-），女，助理工程师，主要从事纺织品偶氮和重金属的检测工作。