文章來源--廈門碧帆儀器設備有限公司。美國PE,島津,戴安,賽默飛全線耗材*,常用耗材常備庫存。
PerkinElmer 7300DV 電感耦合等離子發射光譜儀測試氣球中元素含量
1 前言
玩具產品種類繁多,購買渠道多種多樣,目前,我國玩具生產企業為數眾多,規模大小不一,技術水平相差甚遠,產品質量更是參差不齊。一些企業生產設備*、原材料把關嚴格、產品性能指標能夠達到甚至超過水平而一些作坊式的小企業幾乎沒有像樣的生產設備,產品可溶出元素含量超標,而兒童在使用玩具時可能通過吮吸、舔弄、吞咽等行為將玩具中的有害元素帶入體內,危害身體健康,甚至造成發育遲緩。
目前,我國已制定了標準“GB 6675-2003 國家玩具安全技術規范”,檢測的元素包括可溶銻、砷、鋇、鉛、汞、硒、鉻、鎘這 8 種常規的有害元素。但是隨著對于可遷移元素的深入研究表明對于兒童可能造成損害的元素遠非常規測試的 8 種。 2009 年歐盟提出了第 2009/48/EC 號指令,針對兒童玩具和接觸品中致癌、致基因突變、有毒性的物質作了新的限制,其中可溶出元素的種類增加到了 17 種,并在原有的基礎上對于各種物質的含量做了進一步的規定。[1-3]
本文參照歐盟在 2009 年提出了第 2009/48/EC 號指令規定,采用 ICP-OES 法對可能與口接觸的玩具氣球被吞咽,在消化系統內停留 2h 的模擬條件下溶出的限定元素進行了測定。檢測了目前市場中玩具氣球中可溶性元素含量,并提供了簡單可行的測試方法。
2 試驗部分2.1 樣品的制備與
2.1.1 樣品的來源
各色氣球共 18 款。
2.1.2 樣品的處理
將氣球剪碎后用試樣與試樣質量 25 倍、37℃士 2℃的水混合,再加入測試試樣質量 25 倍、溫度為 37℃士 2℃的 0.14mol/L 鹽酸溶液,搖動 1min,檢查酸度。pH 值大于 1.5,逐滴加入 2mol/L 的鹽酸直至 pH 值達到 1.0-1.5。將混合物避光,在 37℃士 2℃下攪拌 1h,再在 37℃士2℃放置 1h。
2.2 儀器與試劑
PerkinElmer7300DV 電感耦合等離子發射光譜儀,測試范圍 165nm ~ 782nm ,采用 40.68MHz 的高頻發生器,能完成大約 70 種元素的快速分析。
試劑,鹽酸為 A.R.級;水為蒸餾水經離子交換。
2.3 試驗方法
2.3.1 測量條件
測試環境:高純氬氣(>99.999%);溫度:常溫;濕度:60%~80%。
分析元素與標樣濃度梯度:鋁、銻、砷、鋇、硼、鎘、鉻、鈷、銅、鉛、錳、汞、鎳、硒、鍶、錫、鋅。各元素標準溶液均購自國家標準物質中心,除鍶以外標準物質濃度梯度為S(0),S(1mg/L),S(2mg/L),S(3mg/L),S(4mg/L);鍶由于信號響應值較高因此選擇濃度梯度為
S(0),S(0.2mg/L),S(0.4mg/L),S(0.6mg/L),S(0.8mg/L)。各元素選 2~3 條靈敏度較高的譜線,逐個進入不同濃度的待測元素標準溶液,記錄光譜,利用 WinLab 軟件中的譜圖檢查功能對各譜線的譜圖逐一處理,觀察各元素的譜線的形狀和相互間的干擾情況,蕞終確定的元素對應特征譜線波段參數見表 1,
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| 表 1 | ICP 檢測元素的特征波段 |
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元素名稱 | 銻 | 砷 | 鋇 | 鎘 | 鉻 | 鉛 | 汞 | 硒 | 鍶 |
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波長 | 206.836 | 193.696 | 233.527 | 214.44 | 267.716 | 220.353 | 194.168 | 242.170 | 196.026 |
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元素名稱 | 鋁 | 鈷 | 銅 | 錳 | 鎳 | 鍶 | 鋅 | 硼 |
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波長 | 396.153 | 228.616 | 327.393 | 257.61 | 231.604 | 407.771 | 206.2 | 249.677 |
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2.3.2 ICP 具體的操作參數
由于 ICP 是同時檢測多個元素,因此每個元素的蕞優化條件可能不同,但是為了實現快速
檢測,因此選擇各個元素都較為優化的條件,選定的設備條件操作參數見表 2。
項 目 |
| 數 值 |
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功率/ W |
| 1300 |
冷卻氣流量/ L·min -1 |
| 12 |
輔助氣流量/ L·min-1 |
| 0.8 |
3 結果分析
3.1 檢出限
對試劑空白進行 11 次測定,以空白信號標準偏差 10 倍計算實驗室報出限,見表 3,表 3 中
同時列出了 2009/48/EC 號指令規定的各元素在不同材質中的遷移*。從表 3 可以看出,本
方法可以滿足分析工作的要求。[4]
| 表 3 | 檢出限和 2009/48/EC 指令規定的* |
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元素名稱 | 在干燥,粉末狀或柔軟 | 在液態或粘稠的材料中 | 在表面刮出物中 | 檢出限 |
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的材料中(mg/kg) | (mg/kg) | (mg/kg) | (mg/kg) |
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鋁 | 5625 |
| 1406 | 70000 | 0.36 |
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銻 | 45 |
| 11.3 | 560 | 0.48 |
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砷 | 3.8 |
| 0.9 | 47 | 0.3 |
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鋇 | 4500 |
| 1125 | 56000 | 0.04 |
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硼 | 1200 |
| 300 | 15000 | 0.04 |
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鎘 | 1.9 |
| 0.5 | 23 | 0.07 |
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鉻 | 37.5 |
| 9.4 | 460 | 0.07 |
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鈷 | 10.5 |
| 2.6 | 130 | 0.09 |
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銅 | 622.5 |
| 156 | 7700 | 0.05 |
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鉛 | 13.5 |
| 3.4 | 160 | 0.63 |
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錳 | 1200 |
| 300 | 15000 | 0.02 |
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汞 | 7.5 |
| 1.9 | 94 | 0.47 |
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鎳 | 75 |
| 18.8 | 930 | 0.15 |
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硒 | 37.5 |
| 9.4 | 460 | 1.31 |
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鍶 | 4500 |
| 1125 | 56000 | 0.02 |
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錫 | 15000 |
| 3750 | 180000 | 2.00 |
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鋅 | 3750 |
| 938 | 46000 | 0.13 |
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3.2 精密度與回收率
元素名稱 | 鋁 | 銻 | 砷 | 鋇 | 硼 | 鎘 | 鉻 | 鈷 | 銅 |
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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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元素名稱 | 鉛 | 錳 | 汞 | 鎳 | 硒 | 鍶 | 錫 | 鋅 |
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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 測試元素含量與分析
本次測試分析各元素在氣球的檢出情況。測試發現,在所有氣球中都可以檢測出鋅元素,其中 6 款氣球鋅元素遷移量大于 1000mg/kg, 10 款款氣球鋅元素遷移量大于 100mg/kg,氣球中鋅元素遷移量蕞高達到 2103mg/kg,已經接近歐盟*。另外 1 款氣球中鉛含量為 105mg/kg 大于歐盟規定的 13.5mg/kg。由此發現,玩具氣球中重金屬含量,值特別是鋅元素和鉛元素值得關注。
4 結論
玩具的衛生安全性能越來越受到人們的重視,本文使用 ICP-OES 法對上海市收集的 18 種氣球進行可遷移元素含量測試,通過鹽酸提取后測試了氣球中 17 種元素,氣球產品中鉛含量、鋅含量超過或者接近歐盟的*。測試表明,用 ICP-OES 測定氣球中的可溶性重金屬元素,不僅測定準確快速、檢出限低、分析重現性好,而且能夠實現多種元素同時測定。通過本次測試可以為進一步分析在氣球中各種元素含量為可能造成的對人體健康的影響提供參考數據,并為制定相應的標準以指導企業生產、規范市場發展、提升產品質量、終保護廣大人民群眾人身安全提高生活品質提供依據。
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