电感耦合等离子体发射光谱法测定硬金饰品中有害元素砷的含量

张 华，梁丝柳，唐 杰

(广东省珠宝玉石及贵金属检测中心，广东 广州 510080)

1 前言

黄金在首饰市场一直是最受欢迎的贵金属材料，具有颜色纯正，化学性质稳定，价值稳定恒久等优点，一直占据首饰市场的主导地位[1]。然而，传统的黄金饰品成色越高，其硬度就越低。因此，商家为了迎合客户的需求，一改传统黄金的现状，开发出一种纯度高，硬度大，款式多样的3D硬金饰品。硬金[2-3]是由经过特殊工艺处理，使得黄金在保证高纯度的前提下改变其原有的柔软特性从而获得高硬度的一种“硬”黄金状态。硬金饰品与传统黄金相比较，具有硬度高、耐磨性好、可塑性强、款式多样等特点，然而硬金的工艺是由电铸工艺而成的，其中电铸配方比较复杂，成分不明确，且为了提高产品的光亮度也会加入未知助剂。有报道说少量的硬金饰品会引入砷，饰品在生产过程中添加剂引入的砷元素是一种有害元素，砷的氧化物会对人体的健康造成严重的危害[4]。通过市场上收集，试验找到了硬金中含有砷的饰品，并通过建立有效快速的电感耦合等离子体发射光谱法[5-6]测定了硬金饰品中有害元素砷的含量。

2 实验部分

2.1 仪器

SPECTROBLUE型全谱直读等离子体发射光谱仪，斯派克有限公司；

OSJ-MT-20L型纯水机，欧莱博有限公司；

BT25S型电子天平，赛多利斯；

DB-2EFS型电加热板，力辰科技有限公司。

2.2 实验试剂

实验室用水纯水系统制备的三级水；

盐酸和硝酸均为优级纯；

氩气纯度为99.999%；

砷的标准溶液：100 μg/mL；

金标准物质纯度：99.99%。

2.3 实验部分

2.3.1 ICP-OES的工作条件设置

根据电感耦合等离子体发射光谱仪的仪器性能，选择最优的工作条件，具体的仪器测量参数如下：等离子体功率：1400W，氩气压力0.65MPa，冷却气体流量：12.55 L/min，辅助气体流量：0.80 L/min，雾化气体流量：0.8 L/min，积分时间：30s。

2.3.2 标准曲线的配置

使用10%盐酸稀释砷标准溶液配制得到10μg/mL砷标准溶液。分别移取适量稀释后的砷标准溶液定容得到砷浓度为0、0.1、0.5、1、2、5、10mg/L的系列标准溶液。

2.3.3 实验步骤

根据样品情况，截取部分代表性样品，用压片机轧成薄片，用指定剪刀尽可能剪碎，混合均匀。用电子天平称取约0.5g样品两份，精确到0.1mg，置于50 mL烧杯中，缓慢加入现配制的10mL王水溶液，放在电热板上缓慢加热，盖上表面皿，待样品完全溶解、冷却后，再加10ml浓盐酸，微热1个小时，冷却后，转移到100 mL容量瓶中，用水洗涤并定容到刻度。同时做试剂空白试验。

3 结果与讨论

3.1 分析谱线的选择

电感耦合等离子体发射光谱仪对每种分析元素都提供多条特征谱线，如本次分析元素As，它的分析谱线分别有189.042nm、193.759nm、197.262nm、228.812nm。因此，本文对样品溶液、标准溶液、空白溶液进行多次进样测试，比较了样品的谱图、背景值及轮廓线、测定结果的稳定性、结果的准确性、谱线的分析强度等方面，最终分析物选择的谱线为189.042nm。

3.2 线性方程及检出限

在ICP-OES仪器的最优工作条件下，在质量浓度0～10.0 mg/L范围内，以分析物质量浓度为横坐标，以分析物的强度为纵坐标，得到线性回归方程。线性回归方程、线性范围及相关系数见表1。对空白溶液平行测试10次，计算标准偏差S，计算其检出限(以S/N=3计算)为1.2 mg/kg。

表1 线性范围、回归方程、检出限和相关系数

3.3 回收率及精密度

回收率是通过加入标准定量物质而计算方法的准确度的评价方法。硬金饰品的基底是金，因此采用金工作标样为分析物砷的空白样品，分别加入定量砷标准溶液，按照本方法实验步骤进行测试，根据测定结果与加入量的比较得出回收率。并平行测试10次加入量的结果计算方法的标准偏差，得到方法的精密度结果。具体数值见表2。从表2的数据可知，样品回收率在97.50%～99.32%之间，相对标准偏差在0.69%～1.21%之间，符合测试标准要求，证明样品的测定方法准确，可以采用。

表2 回收率及精密度的结果(n=10)

3.4 实际样品测试

本文根据硬金的款式，分别测试了20批次的硬金饰品，根据测试结果显示，大部分的硬金饰品测定的砷含量均小于检出限。但同时也发现个别的硬金饰品含有砷。具体的测试数据见表3。

表3 实际样品的测定结果

4 总 结

通过分析谱线选择、仪器测定条件、线性方程、检出限、回收率和精密度实验确定了方法的最佳实验条件，建立了电感耦合等离子体发射光谱法测定3D硬金饰品中砷含量的方法，本方法具有检测范围宽，操作简便快速、精密度高、检出限低等优点，适用于大批量硬金饰品中有害元素砷含量的测定，同时发现了部分硬金饰品中砷含量超标的质量问题，这提醒了检测机构在测试硬金产品中抽样测试的风险，也为黄金饰品生产企业以及销售企业敲响了警钟，同时也为相关机构的管理监督提供了技术支撑。