ICP—MS測試紡織品中總鉛、總鎘含量

孟彩鳳

摘要：

本文參考GB/T 30157—2013中的前處理萃取方法，通過電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）測定紡織品中鉛、鎘兩種重金屬元素的含量，相對標準偏差為1.73%～4.88%，加標回收率為87.8%～93.5%。

關鍵詞：電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）；紡織品；重金屬

1 引言

2016年6月1日正式實施的國家標準GB 31701—2015《嬰幼兒及兒童紡織產品安全技術規范》對于嬰幼兒服裝中重金屬含量有了明確的強制性限定，其他相關產品標準也對紡織品中重金屬含量的限量提出要求，比如FZ/T 81014—2008《嬰幼兒服裝》、GB/T 18885—2009《生態紡織品技術要求》以及FZ/T 73025—2013《嬰幼兒針織服飾》。GB 31701—2015明確了對含有涂層和涂料印染的織物需要考核其總鉛和總鎘的含量，而其他產品標準中主要考核游離態重金屬含量。

現有國家標準GB/T 30157—2013《紡織品 總鉛和總鎬含量的測定》采用了微波消解前處理技術，配合電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）或原子吸收分光光度計的方法測定紡織品中總鉛和總鎘的含量，電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）或原子吸收分光光度計分析方法相對來說檢測精度不高，并且伴隨著有不同程度的光譜干擾，結果穩定性稍差，原子吸收分光光度計在檢測速度上也較為劣勢[1]。

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）是上世紀80年代發展起來的分析測試技術，它以獨特的接口將電感耦合等離子體（ICP）的高溫電離特性與四極質譜儀的靈敏快速掃描特性相結合，近年來已成為一種強大的元素分析技術。該技術具有檢出限低、動態線性范圍寬、譜線簡單、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特征[2]，主要用于痕量分析，如動植物組織、食品、地質樣品、水及環境樣品中痕量元素的分析。ICP-MS分析技術可以在1～2分鐘內完成整個分析過程，檢出限可以達到ppt級，結果穩定性非常好，由于是質譜分析，其干擾因素很少。

本文采用GB/T GB/T 30157—2013中的前處理萃取方法獲得待測溶液，優化ICP-MS各項儀器參數，在保證試驗結果精確度和準確度的前提下大大縮短試驗分析時間，從而達到快速準確測定紡織品中總鉛、總鎘含量的目的。

2 試驗部分

本試驗采用空白樣品加標的方式，空白樣品選擇為棉、桑蠶絲、錦綸以及聚酯纖維貼襯（兒童服裝多以純棉織物為主）。

2.1 儀器和試劑

電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）：美國安捷倫科技有限公司；微波消解儀：奧地利安東帕（中國）有限公司；硝酸：優級純，天津風船化學試劑有限公司；

用10%的硝酸將鉛、鎘兩種重金屬元素的儲備溶液（1000μg/mL，中國計量科學研究院）分別配制成10μg/mL的標準溶液。

在檢測過程中使用的所有玻璃器皿在使用前用5%硝酸溶液浸泡至少24h，再用水沖洗干凈；試驗用水均為一級水。

2.2 樣品分析

取0.2g樣品，剪碎后置于消解罐中，加入6.0mL濃硝酸，消解程序為300W保持5min，600W保持25min。消解待冷卻后取出，靜置待酸霧散去后轉移至50mL容量瓶中，用超純水分三次沖洗消解罐，并將沖洗液轉移至容量瓶中，定容，用玻璃砂芯漏斗過濾，樣液供分析用。同樣步驟做試劑空白試樣，過濾后供分析用。

將標準工作溶液用酸性汗液逐級稀釋成適當濃度的系列工作溶液。根據試驗要求和儀器情況，設置儀器的分析條件，點燃等離子體焰炬，待焰炬穩定后，在相應的質量數下，按濃度由低至高順序測定系列工作溶液中各待測元素的響應值，繪制成曲線。

先測定試劑空白試樣，在儀器中設定自動扣除空白，以此測定樣品。

2.3 儀器分析

2.3.1 儀器工作條件

儀器分析之前，根據儀器說明書對儀器進行調節優化，考慮待測元素的性質以及其他相關因素，最優工作條件見表1。

2.3.2 消除干擾

對于ICP-MS來說，干擾主要源于樣品基體，選擇合適的被測同位素以及優化儀器的分析條件可以有效降低由于基體帶來類似于氧化物或者雙電荷等的干擾。如試驗效果不好可考慮加入相應的內標物或選擇碰撞反應模式。

3 結果與討論

3.1 標準工作曲線

分別吸取5mL的鉛、鎘標準溶液于同一50mL容量瓶中，用10%硝酸定容，使混標濃度為1000μg/L。再分別吸取不同量的混標于7個50mL容量瓶中，使混合液中混標含量為0、1μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、40μg/L、50μg/L。

3.2 線性范圍

在試驗的最佳條件下，按照試驗方法，測定鉛、鎘兩種元素濃度與儀器響應值（CPS）的關系曲線如圖1、圖2所示，圖中橫坐標表示濃度（?g/L），縱坐標表示儀器響應值（CPS），由圖可以看出除汞外其余4種元素濃度在0～50?g/L范圍內線性良好，兩種元素線性回歸方程與線性相關系數見表2，不同材質、不同濃度平均回收率及相對標準偏差見表3、表4。

3.3 結果分析

通過測試鉛、鎘兩種元素在一定范圍內其線性相關系數均大于0.999，線性很好，相對標準偏差基本控制在5%以內，加標平均回收率基本保持在88%以上，儀器在1?g/L時響應值明顯，結果表明該方法在準確度、精密度以及回收率方面均能夠達到國家標準的要求。

4 結論

本文以國家標準中的總鉛、總鎘含量測試方法為基礎加以改進，利用微波消解技術，采用了電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）進行檢測。通過大量試驗，不斷優化微波消解參數以及ICP-MS的分析條件，最終確定了最佳的試驗分析參數。從紡織品總鉛、總鎘含量分析測試結果可以看出，其標準曲線在一定范圍內線性良好，精密度、準確度以及靈敏度都優于國家標準，不同材質的空白加標試驗回收率效果滿意。該方法分析結果準確、穩定、干擾低，在保證檢測速度同時保證低含量測定的靈敏度和穩定性，相對于現今的國家標準更加先進，更加適用于紡織品中重金屬含量的測定以及其他元素分析。

參考文獻：

[1] 白子竹.電感耦合等離子體質譜測定紡織品中部分重金屬含量[J]. 紡織科技進展， 2011（06）：53-58.

[2] 劉真，黃勇. ICP-MS法測定紡織品中可萃取重金屬方法探討[J]. 中國纖檢， 2011（06）：53-55.

（作者單位：山西省纖維檢驗局）