ICP-OES測定皮革制品中的汗液可溶性重金屬

陳新拓，漆定梅，何 鑫，韓 遷，張玉嬌，王照麗

（成都市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院環(huán)境監(jiān)測與分析實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610072）

隨著科技的發(fā)展和人類環(huán)境健康意識的不斷加強(qiáng)，動物皮革制品的安全衛(wèi)生環(huán)保要求越來越高。我國是皮革制品生產(chǎn)、出口大國，傳統(tǒng)的鞣制工藝以及加工過程中使用的鞣劑、染料、助劑和顏料等都會使產(chǎn)品中含有一定量的重金屬元素，其中砷、鎘、鉻、汞、鉛、銻、硒、鎳等重金屬可通過汗液的浸漬經(jīng)皮膚侵入人體，嚴(yán)重危害健康。因此，世界各國對此制定了嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)[1,2]，如歐盟標(biāo)準(zhǔn)2002/232/EC中規(guī)定，在裘革制品中不得含有鉛鹽；76/769/EEC標(biāo)準(zhǔn)要求皮革涂層材料不得檢出鉛、砷；91/338/EC標(biāo)準(zhǔn)中要求總鎘含量小于100 mg/kg；94/27/EC標(biāo)準(zhǔn)中還要求與身體接觸的服飾制品鎳釋放量不得超過0.5 μg/cm2/week。

目前，測試皮革中重金屬的方法主要有火焰原子吸收光譜法[3,4]、石墨爐原子吸收光譜法[5]、原子熒光光譜法[6]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）[7-11]等，但鮮有皮革及其制品中可溶性重金屬含量研究的相關(guān)研究。本項(xiàng)目利用人工汗液對皮革樣品進(jìn)行浸漬處理，采用ICP-OES研究了皮革制品中8種可溶性重金屬的含量，建立了可行的分析測試方法。該方法具有靈敏度高、干擾小、線性范圍寬、精密度好等優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

Perkin Elmer-Avio200電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，儀器發(fā)射功率為1 300 W；霧化器、等離子氣、輔助氣流量和進(jìn)樣流量分別為0.8 L/min、13.0 L/min、1.2 L/min和1.5 mL/min；檢測讀取3次，控制測量時間10～30 s。

1.2 主要試劑

砷、鎘、鉻、汞、鉛、銻、硒、鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，美國 Perkin Elmer公司），先配置質(zhì)量濃度為50 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，臨用前逐級稀釋配成標(biāo)準(zhǔn)曲線所需質(zhì)量濃度。

人工汗液按《GB/T 3922—2013 紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐汗?jié)n色牢度》標(biāo)準(zhǔn)中酸性汗液的配置方法制備，即每1 000 mL試液中含L-組氨酸鹽酸鹽一水合物0.5 g，氯化鈉5.0 g，磷酸二氫鈉二水合物2.2 g，用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)試液pH至5.5±0.2。實(shí)驗(yàn)所用水均為超純水（電阻率≥18.2，MΩ·cm）。

1.3 樣品處理

選取待測皮革樣品剪碎，準(zhǔn)確稱取0.3 g并置于150 mL具塞三角燒瓶中, 加入50 mL人工汗液充分浸漬，燒瓶于（36.5±1）℃恒溫水浴中放置60 min后冷卻至室溫，過濾，移取25 mL濾液至50 mL容量瓶中，加濃鹽酸1 mL，用純水定容。同樣步驟做試劑空白實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 工作條件的選擇

進(jìn)行ICP-OES測試時，各元素都可同時選擇多條特征譜線，不同特征譜線的響應(yīng)強(qiáng)度不同，抗干擾能力也不同。對待測的每種元素選取2～3條譜線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過測試混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，從發(fā)射強(qiáng)度、共存元素干擾情況、峰性及穩(wěn)定性等方面進(jìn)行篩選，選取響應(yīng)強(qiáng)度值高、受共存元素干擾小、精密度高的譜線作為分析譜線，選定結(jié)果見表1。

表1 元素分析譜線

皮革樣品中，除微量的Cd、Ni、Pb和Cr等重金屬元素外，還可能存在痕量的Al、Ba、Fe、K、Ca等元素。利用人工汗液浸泡皮革樣品析出微量的重金屬元素，考察共存元素的干擾，結(jié)果表明：上述元素在20 mg/L以下基本不干擾檢測。

2.2 線性范圍和檢出限

在優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)條件下，各個元素的線性范圍、線性回歸方程、線性相關(guān)系數(shù)及檢出限見表2。檢出限的計(jì)算按照重復(fù)測定10次的全程序空白樣品，取其標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為檢出限。

表2 方法線性工作范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.3 精密度和回收率

分別向皮革樣品浸漬液添加0.1 mg/L、0.5 mg/L和1.0 mg/L3個質(zhì)量濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。加標(biāo)樣品平行做10次，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，樣品加標(biāo)回收率在96.8%～104.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.7%。

2.4 樣品測試

分別選取羊軟皮、牛軟皮、豬軟皮、牛皮鞋內(nèi)襯革和豬皮衣袖口革樣品，按照處理步驟對上述樣品進(jìn)行處理，在最佳儀器條件下對處理后的樣品浸漬液進(jìn)行測定，計(jì)算樣品的重金屬析出量，結(jié)果見表3。

表3 樣品分析結(jié)果

3 結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)采用人工汗液浸漬提取，建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定皮革及其制品中可溶性重金屬含量的方法，優(yōu)化了儀器測試參數(shù)及實(shí)驗(yàn)條件。在選擇的最佳測試條件下, 樣品加標(biāo)回收率在96.8%～104.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.7%。該方法的線性范圍、檢出限、回收率及精密度等滿足分析檢測的要求，能快速、準(zhǔn)確地測定皮革及其制品中的可溶性重金屬含量，可應(yīng)用于皮革紡織品的檢驗(yàn)領(lǐng)域。