ICP-MS法快速测定鞋类中的重金属含量

文/吴秀芳

1 前言

近年来随着人们生活水平的提高，大众对于服装与鞋类的要求也越来越高，不仅仅局限于舒适度与外观，对有害物质的含量也越来越关注。目前鞋类重金属的检测主要包括砷、铅、镉3种元素，检测方法主要是原子吸收光谱、原子荧光光谱、电感耦合等离子体发射光谱，但是这几种方法有的只能进行单元素分析，有的分析的元素有限，有的费时较长。ICP-MS检出限低、精密度高、动态范围宽、可同时分析多种元素且用时少。目前，ICP-MS测定重金属在食品、生态环境监测、水样、矿业上应用较广，在鞋类的重金属测定上比较少。本文对仪器条件进行优化后，用ICP-MS法同时快速测定鞋类中的砷、铅、镉。

2 试验部分

2.1 主要仪器及试剂

仪器：微波消解仪（安东帕 multiwave3000）；ICPMS（安捷伦科技有限公司，Agilent 7500）。

试剂：As、Pb、Cd混合标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心）；Ge、Sc、Bi、Rh、In混合内标液（国家有色金属及电子材料分析测试中心）；Li、Y、TI调谐液（10µg/L，安捷伦）、硝酸（优级纯）、超纯水。

2.2 标准工作溶液的配制

用1%的硝酸将As、Pb、Cd混合标准溶液配制成1µg/mL的中间储备液，将Ge、Sc、Bi、Rh、In混合内标液配制成10µg/mL的中间储备液。然后再用超纯水将中间储备液配制成内标物含量为10µg/L的一系列标准工作溶液。工作液的浓度为0、5µg/L、10µg/L、15µg/L、20µg/L、25µg/L。

2.3 ICP-MS参数

RF功率：1500W ；载气流量：1.05L/min ；模式：Ar模式；采样深度：8mm；同心雾化器。在此条件下，Li和TI的响应值在6000左右，Y的响应值在12000左右，双电荷和氧化物的含量均在1.2%以下，RSD均小于2，满足试验需求。

2.4 试验步骤

称取0.2g试样，剪碎，加入5mL硝酸溶液和一定量的内标溶液，用微波消解仪将样品消解完全，待样品冷却至室温，转移至25mL容量瓶中，用超纯水定容，用无机滤膜过滤溶液，上机测试。

3 结果与讨论

3.1 各元素的线性方程和检出限

对已经配制好的标准工作液进行测定，得到线性方程，按照上述试验步骤和仪器分析条件对空白样液进行连续11次测定，计算各元素的标准偏差，3倍标准偏差值所对应的浓度即为方法检出限。试验结果如表1所示。

表1 3种元素的线性方程、相关系数、线性范围和检出限

由表1可知，在0～25µg/L范围内，As、Pb、Cd 3种元素的相关系数为0.9995～0.9999，3种元素在较宽的浓度范围内有很好的线性相关系数。检出限为0.0016µg/L～0.0083µg/L，检出限极低，表明本方法对3种元素的测定有较高的灵敏度。

3.2 回收率和精密度

按照样品的前处理方法，对不含内标元素和待测元素的实际样品进行加标回收试验，每个浓度做8次平行试验，在相应的仪器工作条件，测定各元素的平均回收率和精密度，4µg/L、8µg/L、18µg/L 3个加标浓度下的结果如表2、表3、表4所示。

由表2、表3、表4可知在4µg/L、8µg/L、18µg/L 3个加标浓度下，3种元素的平均回收率为80%～92.8%，RSD为3.2～9.8。可见本方法对3种元素的测定有很好的精密度与准确度。

表2 4µg/L加标浓度下不同样品各元素的平均回收率和精密度

表3 8µg/L加标浓度下不同样品各元素的平均回收率和精密度

表4 18µg/L加标浓度下不同样品各元素的平均回收率和精密度

3.3 实际样品的测定

用本文的方法对市场上售卖的各个品牌的儿童鞋进行检测，选取了100双鞋，涵盖了纺织品、皮革、合成革、鞋底合成材料、帮面合成材料，其中纺织品98批次，皮革52批次，合成革100批次，鞋底合成材料100批次，帮面合成材料15批次，分析结果如表5所示。

表5 实际样品中As、Pb、Cd的合格率

由表5中的结果可知，实际样品中As的合格率为100%，帮面合成材料和合成革中Pb和Cd均有超标。

4 结论

本文用ICP-MS对微波消解后的鞋类样品进行As、Pb、Cd的测定，采用内标法定量，该方法的检出限低，灵敏度和精密度都较高，适用于鞋类中重金属的快速测定。