ICP—AES法測定日用陶瓷器皿中鉛和鎘的溶出量

劉怡+麥志喜+王佳莉+馮均利

摘 要：建立了電感耦合等離子體-原子發射光譜（ICP-AES）測定日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的測定方法。結果表明：采用ICP-AES測定日用陶瓷器皿中溶出的Pb和Cd，相關系數r可達0.9999以上，加標回收率97 ～ 104%，相對標準偏差小于3.7%。方法快速簡便、檢出限低、精密度好，結果令人滿意。

關健詞：電感耦合等離子體-原子發射光譜法；日用陶瓷；鉛；鎘；溶出

1 前言

日用陶瓷生產者為了提高產品質量，常常采用含鉛、鎘成分的釉料以及色釉料來增加表面光澤度與增添裝飾效果。然而陶瓷器皿中溶出的鉛和鎘會對人體產生危害，嚴重的甚至中毒死亡。世界各國分別制定了相應的檢測標準對日用陶瓷產品進行嚴格的鉛、鎘溶出量限制。

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES），是以電感耦合等離子矩為激發光源的光譜分析方法，具有準確度高和精密度高、檢出限低、測定快速、線性范圍寬、可同時測定多種元素等優點，廣泛用于環境樣品及巖石、礦物、金屬等樣品中數十種元素的測定。目前，日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的測定基本采用火焰原子吸收光譜儀法進行測定。

本文建立的電感耦合等離子體-原子發射光譜法（ICP-AES）同時快速測定日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的測定方法，可直接用于日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的測定，為生產品質管理及進出口檢驗提供方法保障。

2 實驗

2.1儀器與試劑

2.1.1 儀器

OPIMA（5300DV）型電感耦合等離子體-原子發射光譜儀（美國Perkin-Elmer公司）：工作氣體：氬氣；高頻發生器功率：1.0 kW；冷卻水流量：20 L/min；輔助氣流量：0.2 L/min；泵速：1.2 mL/min。

2.1.2 試劑

乙酸（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；Pb、Cd標準儲備液（1000 mg/L，國家標準物質中心）；實驗用水：符合GB/T 6882中三級水以上。

2.1.3 標準溶液的配制

移取Cd標準儲備液（1000 mg/L）10 mL于100 mL容量瓶中，用體積比為4%的乙酸溶液定容，得到Cd標準儲備液100 mg/L。分別移取Pb標準儲備液（1000 mg/L）和Cd標準儲備液（100 mg/L）10 mL于100 mL容量瓶中，用體積比為4%的乙酸溶液定容，得到Pb（100 mg/L）和Cd（10 mg/L）混合標準儲備液。再將混合標準液用體積比為4%的乙酸溶液稀釋成系列混合標準溶液，其中含Pb系列濃度為0.0、1.0、2.0、3.0、5.0、10.0 mg/L，含Cd系列濃度為0.0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0 mg/L。

2.2 實驗方法

2.2.1 試樣的清洗

將日用陶瓷器皿用弱堿性洗滌劑洗滌干凈，然后用水反復沖洗干凈，晾干備用。

2.2.2 萃取

在避光條件下，用4%（體積分數）乙酸溶液于（22 ± 2） ℃溫度條件下，浸泡24 h ± 20 min，萃取陶瓷器皿表面溶出的鉛和鎘。

2.2.3 標準曲線的繪制

開機調整至儀器最佳工作狀態，連續用4%的乙酸溶液進樣，等讀數穩定之后，用配置好的系列混合標準溶液進行測量，儀器自動繪制校準曲線，然后進行試樣消解液測量。相關系數r可達0.9999以上。

3 結果與討論

3.1 萃取條件的選擇

浸泡溫度、時間、是否避光、萃取液體積等均可以對萃取液中遷移的鉛和鎘的濃度產生影響。因此，浸泡時要嚴格按照標準的要求進行：在避光條件下，用4%（提及分數）乙酸溶液于（22 ± 2） ℃溫度條件下，浸泡24 h ± 20 min，同時在試樣上加蓋蓋子減少揮發。

不同標準對萃取液加入的量要求上并不一致，參照表1。從充液要求可以看出標準見萃取液體積的差別也是存在的，這種差別在小體積的試樣上尤為明顯。這就要求從事檢測工作的人員要嚴格按照標準的要求操作。

3.2 分析線的選擇

萃取液中元素含量相對簡單，基體為4%（體積分數）乙酸溶液。但也要選擇譜線之間干擾少、靈敏度適中的待測元素分析線。試驗選用的各待測元素的分析線見表2。

3.3 檢出限

在方法測定條件下，用4%（體積分數）乙酸溶液基體的低濃度Pb和Cd混合溶液連續測定11 次，其結果的3 倍標準偏差所對應的濃度值為各元素的檢出限，見表2。

3.4 精密度

按上述2種標準的樣品處理方法，分別對空白加標進行7次平行測定，計算各被測元素測定結果的相對標準偏差，測定結果見表3，相對標準偏差小于3.7%。

采用標準加入標法進行考察，空白試樣加標回收率為97 ～ 104%（見表4），結果較為滿意。說明本方法具有較高的準確度。

4 結論

本文建立的電感耦合等離子體-原子發射光譜法（ICP-AES）測定日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的方法，快速簡便、檢出限低、精密度好， 結果滿意，可直接用于日用陶瓷器皿中鉛和鎘溶出量的測定，為生產品質管理及進出口檢驗提供方法保障。

參考文獻

[1] 劉冬，任聰，馮均利，等.ICP-AES測定釹鐵硼永磁材料中的Nd、Dy、Pr、La、Co、B和Al.光譜實驗室[J].2014，31（3）：380-383.

[2] 馮均利，劉維良，鄒春海.微波加熱對日用陶瓷鉛鎘溶出量影響的研究.陶瓷學報[J].2009，30（4）：516-518.

[3] 翟新崗，馮均利.淺談影響日用陶瓷花紙裝飾鉛鎘溶出的因素及對策.江蘇陶瓷[J].2009，42（1）：31-32.

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[5] ASTM C738-1994（2016）， Standard Test Method for Lead and Cadmium Extracted from Glazed Ceramic Surfaces[S].endprint