ICP-MS在纺织品和皮革领域有害物质检测中的应用

李艳玲

(国家纺织及皮革产品质量监督检验中心,北京100024)

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是等离子体技术与质谱技术相结合的分析手段。其工作原理是利用电感耦合等离子体技术作为离子源,以质谱技术作为检测器,使用高能源激发电子,并使电子脱离原子的电子层,产生自由电子和带正电荷的离子,离子被提取后通过质量过滤器,并被检测出来,直接测定通过质量过滤器的离子数量即可测定待测元素浓度。该分析方法具有灵敏度高、分辨率强、检出限低、分析范围宽、分析速度快、检测结果准确等特点,已被应用于纺织品及皮革有害物质检测领域。本文针对ICP-MS在纺织品和皮革领域重金属和有机锡化合物检测中的应用展开综述。

1 ICP-MS在纺织品和皮革重金属检测中的应用

纺织品和皮革在加工过程中使用的染料和助剂如金属络合染料、阻燃剂、鞣剂等,如用量过多或处理不当,可导致铅、镍、镉、铜、砷、汞、钴和铬等重金属元素含量超出限定值。

过量的重金属元素会危害人体健康,如钴对皮肤有放射性损伤,铅一旦进入人体,会直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神经系统,可造成先天智力低下,镍能够导致肺癌或者皮肤过敏,镉进入机体可导致血压升高,引起心脑血管疾病,并对骨骼、肝、肾等有破坏作用。除此之外,重金属也会造成环境污染。

目前,纺织品和皮革中重金属的标准检测方法主要有原子吸收分光光度法(FAAS、GFAAS)、原子荧光分光光度法(AFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES/OES)、紫外-可见分光光度法(UV-VIS)等。但是这些方法分析速度较慢,线性范围较窄,有的检出限较高、灵敏度较差,有的无法对多种重金属同时测定。而ICP-MS法作为重金属元素测定的非标准分析方法,能够弥补标准方法的不足。ICP-MS在纺织品和皮革重金属检测领域中的应用见表1[1-13]。

2 ICP-MS在纺织品和皮革有机锡化合物检测中的应用

有机锡化合物在纺织领域应用广泛,如三丁基锡(TBT)可防止汗水导致的纺织品降解,同时可去除鞋袜和运动服的汗臭;二丁基锡(DBT)和单丁基锡(MBT)主要用于高分子材料的稳定剂。高浓度的有机锡化合物对人体的神经系统、胆管、肝脏、皮肤和内分泌系统有不同程度的损坏,还能引起雌性软体动物变性,哺乳细胞生殖毒性等伤害[14]。GB 18885-2009[15]对二丁基氯化锡(DBT)、三丁基氯化锡(TBT)和三苯基氯化锡(TPh T)3种有机锡化合物明确提出了限量要求。

目前,针对纺织品中有机锡化合物检测,采用的标准方法是GB/T 20385-2006[16]《纺织品 有机锡化合物的测定》,使用配有火焰光度检测器的气相色谱仪(GC-FPD)或气相色谱质谱联用仪(GC-MS)测定,该方法能够分析多种形态的有机锡,但是衍生化过程操作比较繁琐,耗费时间较长,不稳定因素较多,导致定量结果的重现性较差。ICP-MS与HPLC的联用技术能够克服标准方法的缺点,样品前处理较简单,无需衍生化过程,既减少了工作量又缩短了试验时间,同时方法的灵敏度较高,可实现对大量样品的快速筛选和测定。ICP-MS在纺织品和皮革有机锡化合物检测中的应用如表2所示[17-19]。

表1 ICP-MS法测定纺织品和皮革中重金属含量

表2 ICP-MS法测定纺织品和皮革中有机锡化合物含量

3 结语

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)法作为一种非标准方法,在纺织品和皮革领域重金属和有机锡化合物的检测中发挥重要作用,能够弥补现有标准方法在技术层面的不足。电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)虽技术先进,但成本较高,在纺织品和皮革检测领域尚未普及,但其优势明显,随着经济发展以及对其研究报道逐渐增多,必将得到广泛应用。