美国PE 7300DV 电感耦合等离子发射光谱仪测试气球中元素含量
时间：2018-11-17 阅读：533
文章来源--厦门碧帆仪器设备有限公司。美国PE，岛津，戴安，赛默飞全线耗材*，常用耗材常备库存。
PerkinElmer 7300DV 电感耦合等离子发射光谱仪测试气球中元素含量
1 前言
玩具产品种类繁多，购买渠道多种多样，目前，我国玩具生产企业为数众多，规模大小不一，技术水平相差甚远，产品质量更是参差不齐。一些企业生产设备*、原材料把关严格、产品性能指标能够达到甚至超过水平而一些作坊式的小企业几乎没有像样的生产设备,产品可溶出元素含量超标，而儿童在使用玩具时可能通过吮吸、舔弄、吞咽等行为将玩具中的有害元素带入体内,危害身体健康,甚至造成发育迟缓。
目前，我国已制定了标准“GB 6675-2003 国家玩具安全技术规范”，检测的元素包括可溶锑、砷、钡、铅、汞、硒、铬、镉这 8 种常规的有害元素。但是随着对于可迁移元素的深入研究表明对于儿童可能造成损害的元素远非常规测试的 8 种。 2009 年欧盟提出了第 2009/48/EC 号指令，针对儿童玩具和接触品中致癌、致基因突变、有毒性的物质作了新的限制，其中可溶出元素的种类增加到了 17 种，并在原有的基础上对于各种物质的含量做了进一步的规定。[1-3]
本文参照欧盟在 2009 年提出了第 2009/48/EC 号指令规定,采用 ICP-OES 法对可能与口接触的玩具气球被吞咽,在消化系统内停留 2h 的模拟条件下溶出的限定元素进行了测定。检测了目前市场中玩具气球中可溶性元素含量，并提供了简单可行的测试方法。
2 试验部分2.1 样品的制备与
2.1.1 样品的来源
各色气球共 18 款。
2.1.2 样品的处理
将气球剪碎后用试样与试样质量 25 倍、37℃士 2℃的水混合，再加入测试试样质量 25 倍、温度为 37℃士 2℃的 0.14mol/L 盐酸溶液，摇动 1min，检查酸度。pH 值大于 1.5，逐滴加入 2mol/L 的盐酸直至 pH 值达到 1.0-1.5。将混合物避光，在 37℃士 2℃下搅拌 1h，再在 37℃士2℃放置 1h。
2.2 仪器与试剂
PerkinElmer7300DV 电感耦合等离子发射光谱仪，测试范围 165nm ～ 782nm ，采用 40.68MHz 的高频发生器，能完成大约 70 种元素的快速分析。
试剂，盐酸为 A.R.级；水为蒸馏水经离子交换。
2.3 试验方法
2.3.1 测量条件
测试环境：高纯氩气(>99.999%)；温度:常温；湿度:60%～80%。
分析元素与标样浓度梯度：铝、锑、砷、钡、硼、镉、铬、钴、铜、铅、锰、汞、镍、硒、锶、锡、锌。各元素标准溶液均购自国家标准物质中心，除锶以外标准物质浓度梯度为S(0),S(1mg/L),S(2mg/L),S(3mg/L),S(4mg/L)；锶由于信号响应值较高因此选择浓度梯度为
S(0)，S(0.2mg/L)，S(0.4mg/L)，S(0.6mg/L)，S(0.8mg/L)。各元素选 2～3 条灵敏度较高的谱线，逐个进入不同浓度的待测元素标准溶液，记录光谱，利用 WinLab 软件中的谱图检查功能对各谱线的谱图逐一处理，观察各元素的谱线的形状和相互间的干扰情况，蕞终确定的元素对应特征谱线波段参数见表 1，
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| 表 1 | ICP 检测元素的特征波段 |
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元素名称 | 锑 | 砷 | 钡 | 镉 | 铬 | 铅 | 汞 | 硒 | 锶 |
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波长 | 206.836 | 193.696 | 233.527 | 214.44 | 267.716 | 220.353 | 194.168 | 242.170 | 196.026 |
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元素名称 | 铝 | 钴 | 铜 | 锰 | 镍 | 锶 | 锌 | 硼 |
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波长 | 396.153 | 228.616 | 327.393 | 257.61 | 231.604 | 407.771 | 206.2 | 249.677 |
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2.3.2 ICP 具体的操作参数
由于 ICP 是同时检测多个元素，因此每个元素的蕞优化条件可能不同，但是为了实现快速
检测，因此选择各个元素都较为优化的条件，选定的设备条件操作参数见表 2。
- 2 ICP 操作参数
项 目 |
| 数 值 |
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功率/ W |
| 1300 |
冷却气流量/ L·min -1 |
| 12 |
辅助气流量/ L·min-1 |
| 0.8 |
3 结果分析
3.1 检出限
对试剂空白进行 11 次测定,以空白信号标准偏差 10 倍计算实验室报出限,见表 3,表 3 中
同时列出了 2009/48/EC 号指令规定的各元素在不同材质中的迁移*。从表 3 可以看出，本
方法可以满足分析工作的要求。[4]
| 表 3 | 检出限和 2009/48/EC 指令规定的* |
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元素名称 | 在干燥，粉末状或柔软 | 在液态或粘稠的材料中 | 在表面刮出物中 | 检出限 |
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的材料中(mg/kg) | (mg/kg) | (mg/kg) | (mg/kg) |
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铝 | 5625 |
| 1406 | 70000 | 0.36 |
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锑 | 45 |
| 11.3 | 560 | 0.48 |
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砷 | 3.8 |
| 0.9 | 47 | 0.3 |
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钡 | 4500 |
| 1125 | 56000 | 0.04 |
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硼 | 1200 |
| 300 | 15000 | 0.04 |
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镉 | 1.9 |
| 0.5 | 23 | 0.07 |
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铬 | 37.5 |
| 9.4 | 460 | 0.07 |
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钴 | 10.5 |
| 2.6 | 130 | 0.09 |
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铜 | 622.5 |
| 156 | 7700 | 0.05 |
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铅 | 13.5 |
| 3.4 | 160 | 0.63 |
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锰 | 1200 |
| 300 | 15000 | 0.02 |
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汞 | 7.5 |
| 1.9 | 94 | 0.47 |
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镍 | 75 |
| 18.8 | 930 | 0.15 |
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硒 | 37.5 |
| 9.4 | 460 | 1.31 |
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锶 | 4500 |
| 1125 | 56000 | 0.02 |
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锡 | 15000 |
| 3750 | 180000 | 2.00 |
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锌 | 3750 |
| 938 | 46000 | 0.13 |
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3.2 精密度与回收率
- 3 种气球进行了加标回收实验,取 3 组数据中的离散值定为加标回收率报出值。实验结果见表 4，从表 4 可以看出，各种元素的回收率在 88.7%—103.2%之间，相对标准偏差（RSD%）≤3.9%。这表明本方法具有较高的准确度和精密度。[5]
- 4 气球样品的加标回收率
元素名称 | 铝 | 锑 | 砷 | 钡 | 硼 | 镉 | 铬 | 钴 | 铜 |
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回收率(%) | 102.1 | 95.1 | 94.7 | 95.5 | 95.1 | 92.1 | 96.3 | 92.9 | 103.2 |
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RSD(%) | 1.84 | 3.02 | 1.29 | 3.91 | 1.57 | 2.19 | 2.17 | 2.54 | 1.88 |
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元素名称 | 铅 | 锰 | 汞 | 镍 | 硒 | 锶 | 锡 | 锌 |
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回收率(%) | 88.7.3 | 101.4 | 92.1 | 94.1 | 98.2 | 103.0 | 93.2 | 96.2 |
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RSD(%) | 3.12 | 1.21 | 1.08 | 1.23 | 2.21 | 2.47 | 0.69 | 2.17 |
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3.3 测试元素含量与分析
本次测试分析各元素在气球的检出情况。测试发现，在所有气球中都可以检测出锌元素，其中 6 款气球锌元素迁移量大于 1000mg/kg, 10 款款气球锌元素迁移量大于 100mg/kg，气球中锌元素迁移量蕞高达到 2103mg/kg，已经接近欧盟*。另外 1 款气球中铅含量为 105mg/kg 大于欧盟规定的 13.5mg/kg。由此发现，玩具气球中重金属含量，值特别是锌元素和铅元素值得关注。
4 结论
玩具的卫生安全性能越来越受到人们的重视，本文使用 ICP-OES 法对上海市收集的 18 种气球进行可迁移元素含量测试，通过盐酸提取后测试了气球中 17 种元素，气球产品中铅含量、锌含量超过或者接近欧盟的*。测试表明，用 ICP-OES 测定气球中的可溶性重金属元素,不仅测定准确快速、检出限低、分析重现性好,而且能够实现多种元素同时测定。通过本次测试可以为进一步分析在气球中各种元素含量为可能造成的对人体健康的影响提供参考数据，并为制定相应的标准以指导企业生产、规范市场发展、提升产品质量、终保护广大人民群众人身安全提高生活品质提供依据。
文章来源--厦门碧帆仪器设备有限公司。
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