能量色散X射线荧光光谱法在检测仿真饰品中有害元素的应用

2018-08-31戴珏吴奕阳张元璋黄国芳上海市计量测试技术研究院

上海计量测试 2018年4期

戴珏吴奕阳张元璋黄国芳 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

仿真饰品是指用一般金属、合金或者一些不含天然宝石或半宝石（合成、再造），以特殊工艺生产的外形酷似贵金属的饰品，其相对于贵金属饰品来说，有价格低廉、款式新颖等特点，现已成为国内外消费者日常佩戴的重要饰品。仿真饰品的主要材料一般来说可以分为金属合金饰品、爪链类饰品、树脂饰品、电子饰品、水钻饰品等。随着我国仿真饰品消费量的迅猛发展，尤其在出口方面逐年增长，对于饰品的安全性问题也逐步浮出水面。在仿真饰品的制作过程中，不可避免地会掺入铅、镉、铬、砷、汞、镍等有害元素，铅、镉可以提高饰品柔韧性，提高翻模频次，大大降低生产成本；砷用于合金的制造可以防止脱锌，油漆和颜料里也含有砷；铬主要是用于金属防锈上，使外观保持鲜亮美观。这些有害元素具有毒性，进入人体后会在人体中慢慢累积，对身体产生危害，有些严重的会诱发癌症和对神经系统有损伤。从2011年起，仿真饰品被列入我国进出口法检产品。欧盟（EC）494/2011等指令对镉含量等提出了限量要求，《美国消费品安全改进法案》（CPSIA）等对总铅含量提出了限量要求，加拿大《儿童珠宝条例》（SOR/2005-132）对铅和可溶性铅提出了限量要求。我国国家标准GB 28480-2012《饰品有害元素限量的规定》中规定了饰品中有害元素（铅、镉、六价铬、砷、汞）的最大限量。虽然有限量的规定，但是针对仿真饰品的检测研究方法还是不够全面的。本文通过应用能量色散X射线荧光光谱法，对仿真饰品的有害元素的检测，与ICP法对比，得到一个安全值来进行筛选。整个检测过程只需要几分钟，大大提高了检测速度和效率。

1 仪器设备与条件

仪器设备：日本岛津EDX-7000能量色散X射线荧光光谱仪；条件：温度20 ℃±5 ℃；相对湿度20%～80%RH；电源50～60 Hz，以锰元素在5.89 keV能量位置的峰实测，分辨力小于150 eV。

2 测试方法

2.1 EDXRF法快速筛选测试法

挑选10件某品牌进口仿真饰品，逐一把样品放入试样平台，选择事先设置好的“合金-有害元素”程序进行检测，分别测出铅、镉、铬、砷、汞5个有害元素的含量。

2.2 ICP法比对测试

3 结果与讨论

依据GB 28480-2012，铅、汞、砷和铬元素的最大限量为1 000 mg/kg，镉元素的最大限量为100 mg/kg。从表1中的试验数据可以看出，用能量色散X射线荧光光谱仪检测仿真饰品的有害元素含量，所有样品的铬、砷、汞检测值均未超出有害元素最大限量1 000 mg/kg，镉的检测值未超出有害元素最大限量100 mg/kg，其中个别饰品的铅含量超出有害元素最大限量1 000 mg/kg。

表1 EDXRF法对仿真饰品中有害元素含量的检测结果

在挑选出部分不高于有害元素最大限量的仿真饰品和超出有害元素最大限量的仿真饰品进行ICP法的比对试验，依据GB/T 28021-2011《饰品有害元素的测定光谱法》，得到的数据如表2。

表2 ICP法对仿真饰品中有害元素含量的检测结果

从表2的数据可以看出，样品编号4和5的铅元素含量超出1 000 mg/kg，给出的判定为不符合。

在对汞元素的测定过程中发现，用EDXRF法测出的汞元素的值一般都比较高，主要原因是由于在某些合金材料中本身含有金元素。金元素与汞元素相邻，在谱线的分析上，金可能对汞产生干扰，因此表1中的汞元素数据普遍偏高。在用ICP法测定样品时，前处理过程中需要用到酸溶解和加热的过程，而汞元素的熔点低，在常温下也能挥发，也有可能是该方法测得数据普遍偏低的原因。