石墨爐原子吸收法測定紡織品中鎳含量的方法研究

文/馮艷玲 李應培 李正海 張志榮

引言

隨著新時代整體服裝品位和健康意識的提高，紡織品的生態安全性受到了人們廣泛關注。重金屬鎳作為皮膚的接觸過敏原之一，早已被國內外生態紡織品標準列入到檢測范圍中。歐盟制定了鎳釋放量的指令94/27/EC及測試標準EN 1811和EN 12472，其中明確指出與皮膚接觸的產品鎳釋放的限值為0.5μg/cm2/周[1]。我國標準GB 18401—2010《國家紡織產品基本安全技術規范》中也明確將鎳元素列為可萃取重金屬之一，作為重點檢測對象，GB/T 17593.1—2006《紡織品 重金屬的測定 第1部分：原子吸收分光光度法》中要求可萃取鎳元素檢出限不得高于0.48mg/kg[2]。

GB/T 17593.1—2006使用酸性汗液作為萃取介質進行重金屬測試，酸性汗液中約含0.5%（質量分數）氯化鈉。其附錄A中給出的測試鎳的參數為最高灰化溫度1100℃，最高原子化溫度為2300℃，未提供推薦的改進劑。由于該方法灰化溫度不高，未能達到NaCl的沸點1465℃，氯化鈉無法除去，無基體改進劑除去干擾因子，最終導致氯化鈉對背景影響過大，無法準確測量金屬鎳的含量。本文通過加入抗壞血酸—鈀基體改進劑，并提高最高灰化溫度至1600℃，研究原子吸收石墨爐法測定紡織品鎳含量的新方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：恒溫水浴振蕩器、原子吸收分光光度計。

試劑：氯化鈉、磷酸二氫鈉、L—組氨酸鹽酸鹽、抗壞血酸、氯化鈀均為分析純，試驗用水為二級水。

酸性汗液：根據GB/T 3922的規定配制，現配現用。1%抗壞血酸溶液：0.5g抗壞血酸溶解于50mL容量瓶中，現配現用。

0.1 %氯化鈀溶液：0.05g氯化鈀溶于1mL濃硝酸中，再定容至50mL。

標準物質：鎳（Ni）。

1.2 原子吸收分光光度計條件

表1 石墨爐條件及其升溫曲線

1.3 測試步驟

取代表性樣品，剪碎至5mm×5mm以下，混勻，稱取4g試樣置于具塞錐形瓶中，加入80mL酸性汗液，將纖維充分浸濕后，放入（37±2）℃的恒溫水浴振蕩器中振蕩60min后取出，靜置冷卻至室溫，過濾后供分析用。

2 結果與討論

2.1 灰化溫度與基體改進劑的確定

2.1.1 灰化溫度對背景的影響

使用酸性汗液作為樣液，按照表1參數，關閉氘燈校正，只由酸性汗液中的氯化鈉產生背景吸光度，探究灰化溫度對背景的影響，結果如圖1所示。

圖1 灰化溫度對背景的影響

由圖1可以看出，在1600℃時，氯化鈉基本揮發完全，產生的背景吸光度趨于0，為了消除背景影響，本試驗選擇了1600℃作為最高灰化溫度。

2.1.2 灰化溫度對鎳元素的影響

配制80.00的鎳標準工作液，按照表1的儀器參數，只改變灰化溫度，從600℃開始，每次增加100℃，觀察鎳元素的吸光度損失情況。

由圖2看出，鎳元素在1400℃開始有所損失，而氯化鈉的沸點為1465℃，所以并不能單獨把灰化溫度直接設置到比氯化鈉沸點高，以免出現低濃度鎳含量因損失而無法測定的情況。

圖2 鎳元素隨灰化溫度提高的損失圖

2.1.3 基體改進劑的應用

鈀元素用于保持被測元素的穩定性，與樣品的基體關系密切，單獨使用鈀，其化學改進作用小，加入還原劑抗壞血酸后，其化學改進劑作用得以體現。還原劑的主要作用是在升溫程序的早期把鈀鹽還原為鈀元素。本文使用儀器自帶的自動進樣器，在進樣20的樣液同時進樣5的氯化鈀溶液和5的抗壞血酸溶液。

為了突破由“六級修”維修工作量時間集中性明顯而導致的維修作業年度時間段內工作量分布不均、車輛上線率不高的維修集約瓶頸，“均衡修”維修集約范式將“工作量均衡化”作為維修程式變化的核心理念，制定出分散到12個月度的、工作量相對平均的12項維修活動，如表3所示。同時，該維修集約范式充分利用車輛運營高峰回庫的窗口時間，完成維修作業內容。

2.2 線性范圍與線性回歸方程

通過逐級稀釋法，從1000mg/L的有證標準鎳儲備液中，配制出濃度分別為20.00mg/L、40.00mg/L、60.00mg/L、80.00mg/L、100.00mg/L的鎳標準工作液，使用自動進樣器，同時進樣基體改進劑，繪制曲線如圖3。

圖3 東西分析原子吸收分光光度儀報告曲線

從圖3可以得出，鎳在制定的濃度范圍內有良好的線性關系，線性相關系數均能達0.999以上。

2.3 定性檢出限MDL與定量檢出限LOQ

重復6次空白試驗，以3倍標準偏差作為定性檢出限MDL，以10倍標準偏差作為定量檢出限LOQ。結果如表2。

表2 定性檢出限MDL與定量檢出限LOQ

表3 加標回收率試驗結果

根據計算可得，使用本方法的定性檢出限MDL為1.93，定量檢出限LOQ為6.42，滿足方法GB/T 17593.1—2006中石墨爐檢出低限0.48mg/kg的要求。

2.4 加標回收率

用酸性汗液分別配制3.0mg/L和7.0mg/L的鎳標準工作溶液，選擇兩個未檢出鎳元素的紡織品，按照本方法分別加1.0mL上述兩種不同濃度的溶液，做兩個不同濃度加標回收，回收率如表3。

試驗結果表示，不同濃度加標回收率也有良好的回收率結果。

3 結論

本方法采用抗壞血酸聯合鈀元素作為基體改進劑，通過提高最高灰化溫度至1600℃，把基體中的NaCl基本除掉，大大降低了基體背景對測試結果的影響。本文通過考察線性回歸方程、檢出低限以及回收率，結果均能滿足方法GB/T 17593.1—2006的測試要求，能為鎳元素測試提供一個穩定的測試條件。