張 瑞 ,岑向超
(1.寧夏寶塔化工中心實(shí)驗(yàn)室(有限公司),寧夏銀川 750002;2.寧夏煤化工檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏銀川 750002;3.寧夏寶塔石化科技實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司,寧夏銀川 750002;4.寧夏共宣環(huán)??萍加邢挢?zé)任公司,寧夏銀川 750002)
隨著各種助劑的添加,油漆中有害重金屬含量引起了人們的廣泛關(guān)注,為保證油漆的衛(wèi)生安全以及人民的身體健康,我國對(duì)室內(nèi)墻用涂料以及家具漆品中的有害物質(zhì)含量制定了國家標(biāo)準(zhǔn)[1,2](GB18581-2001、GB18582-2001以及色漆和清漆“可溶性”金屬含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)),對(duì)其中的水溶性鉛鉻鎘汞的含量進(jìn)行了明確的限量。目前,油漆中金屬元素含量的檢測(cè)方法主要是原子吸收法[3,4],電化學(xué)陽極溶出法[5],ICP-OES[6,7],ICP-MS[8,9]等,近年來 ICP-OES 法因其檢出限低、線性分析范圍寬、精密度準(zhǔn)確度高、多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn),是分析檢測(cè)重金屬元素的理想方法[10-13],可以作為涂料以及油漆中重金屬含量檢測(cè)的一種方法。
樣品的前處理方法是檢測(cè)重金屬含量準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié),現(xiàn)階段對(duì)油漆中重金屬測(cè)定的前處理方法有微波消釋法,高低溫灰化法,混酸濕法消釋,堿性消釋等。本實(shí)驗(yàn)使用高低溫灰化法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,首先用電熱板低溫除去溶劑后升溫使樣品初步炭化,無煙后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中灰化,用酸消解后轉(zhuǎn)移至容量瓶中使用ICP-OES法檢測(cè)油漆中銅鋅鉛鉻鎘的含量,確定了實(shí)驗(yàn)最佳測(cè)試條件。該方法操作簡單,檢測(cè)速度快,檢出限低,為油漆中可溶性重金屬含量的檢測(cè)提供了方法。
儀器設(shè)備:OPTIMA 7000DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、萬分之一的天平、DB-1B不銹鋼電熱板、聚四氟乙烯燒杯、容量瓶(50 mL、100 mL)、不同規(guī)格的移液管等實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器。
試劑:銅粉、鋅粉、鎳粉、鎘粉、鉛粉(光譜純),鹽酸(GR),硝酸(GR),硝酸溶液(1+1),5%硝酸溶液(VV),實(shí)驗(yàn)用水為超純水(電阻率18.25 MΩ·cm)。
1.2.1 儀器工作條件 經(jīng)過條件優(yōu)化,本實(shí)驗(yàn)選擇的儀器工作條件(見表1)。
1.2.2 樣品預(yù)處理 稱取0.5 g~1 g樣品(0.0001 g)于瓷坩堝中,在電熱板上低溫除去大部分溶劑,逐漸升高溫度,使油漆炭化至無煙為止,轉(zhuǎn)移至475±10℃的馬弗爐中煅燒1 h,取出冷卻后,磨碎,加入10 mL硝酸(1+1)溶液全部轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯坩堝中,加熱,待溶液體積2 mL~3 mL時(shí),取下冷卻后,繼續(xù)補(bǔ)加硝酸溶液,溫?zé)嵯?,待溶液剩? mL時(shí),加入20 mL水溶解可溶性殘?jiān)^濾洗滌后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,用5%的稀硝酸定容,待測(cè)。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
1.2.3.1 單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制 銅(Cu):準(zhǔn)確稱取0.1000 g(精確到0.0001 g)銅粉,用5 mL硝酸溶液(1+1)溶解,用超純水定容至100 mL;
鋅(Zn):準(zhǔn)確稱取 0.1000 g(精確到 0.0001 g)鋅粉,用5 mL鹽酸溶液(ρ=1.19 g/mL)溶解,煮沸,冷卻后用超純水定容至100 mL;
鉛(Pb):準(zhǔn)確稱取 0.1000 g(精確到 0.0001 g)鉛粉,用5 mL硝酸溶液(1+1)加熱溶解,冷卻后用超純水定容至100 mL;
鎘(Cd):準(zhǔn)確稱取 0.1000 g(精確到 0.0001 g)鎘粉,用5 mL硝酸溶液(ρ=1.42 g/mL)溶解,用超純水定容至100 mL;
鉻(Cr):準(zhǔn)確稱取 0.2829 g(精確到 0.0001 g)重鉻酸鉀,用5 mL鹽酸溶液(ρ=1.19 g/mL)加熱溶解,冷卻后用超純水定容至100 mL。
1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制 分別移取5 mL單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(ρ=1000 mg/L)稀釋至100 mL,稀釋過程中補(bǔ)加5滴5%的硝酸溶液,分別制備50 mg/L的單元素標(biāo)準(zhǔn)使用液。
分別移取 0 mL、0.1 mL、0.5 mL、1 mL、1.5 mL、2 mL、5 mL 單元素標(biāo)準(zhǔn)使用液(ρ=50 mg/L)于 50 mL容量瓶中,稀釋并定容。稀釋過程中補(bǔ)加3滴5%的硝酸溶液,配制濃度分別為0 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、1.5 mg/L、2 mg/L、5 mg/L 的多元素標(biāo)準(zhǔn)工作液。
1.2.4 工作曲線的繪制 在ICP-OES光譜儀最佳工作條件下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)試(見表2),所有元素的工作曲線的擬合系數(shù)均高于0.999,說明在工作曲線線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
通過對(duì)銅、鋅、鉛、鉻、鎘五種金屬元素譜圖分析,選擇干擾少、信噪比高的譜線作為分析線,對(duì)樣品空白溶液重復(fù)測(cè)定10次,取3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度為各元素的檢出限(見表3)。
表1 ICP-OES光譜儀工作條件
表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合系數(shù)
表3 各元素的分析線與檢出限
表4 油漆1#,2#測(cè)試結(jié)果
對(duì)油漆1#,2#分別進(jìn)行6次平行樣的分析測(cè)定,對(duì)含量高的樣品進(jìn)行稀釋測(cè)定。分析結(jié)果(見表4),6次測(cè)定油漆中 Cu,Zn,Pb,Cr,Cd 中金屬元素的 RSD 均小于5%。其中,根據(jù)國家對(duì)室內(nèi)裝修材料有害物質(zhì)限量中可溶性鉛≤90 mg/kg,可溶性鉻≤60 mg/kg,可溶性鎘≤75 mg/kg,可以看出,油漆1#,2#樣中的鉛鉻鎘含量未超標(biāo),油漆中銅鋅含量較高,由于標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)銅鋅含量未作出明確限定,無法判斷超標(biāo)與否。
為驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性,在1#樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),得到回收率在96%~102.5%(見表5)。
表5 方法回收率的測(cè)定
本文通過高低溫灰化法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,首先在電熱板上低溫除去溶劑后升溫使樣品初步炭化,無煙后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中灰化,用酸消解后轉(zhuǎn)移至容量瓶中,用ICP-OES光譜儀檢測(cè)油漆中銅鋅鉛鉻鎘重金屬的含量,該方法具有檢出限低、檢測(cè)速度快、精密度和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn),為油漆中可溶性重金屬含量的檢測(cè)提供了方法。