徐曉萍 ,馬萍 ,楊勤 ,曹麗華
(1.南京檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心,南京 211106; 2.南京維爾檢測技術(shù)有限公司,南京 211106;3.江蘇長三角紡織服飾檢測有限公司,江蘇無錫 214199)
鉻在動(dòng)物組織中含量很少,但卻是動(dòng)物生長所需要的,鉻缺乏或過量對動(dòng)物和人體都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害[1]。含鉻化合物多有毒性,易被人體吸收和蓄積,鉻中毒可引起皮膚潰瘍、鼻中膈穿孔、過敏性及接觸性皮炎、胃腸出血性胃腸炎、急性腎衰竭、肺炎,并且容易引發(fā)癌癥(特別是肺癌),因此鉻化合物是公認(rèn)的致癌物[2]。
PU材料被廣泛地應(yīng)用于電子電氣產(chǎn)品中,電子電氣產(chǎn)品中鉻含量的測定方法主要有X射線熒光光譜法[3-5,9]、火焰原子吸收光譜法[4-6,9]、等離子發(fā)射光譜法[4-5,7-9]。筆者采用微波消解-石墨爐原子吸收法測定電子電氣產(chǎn)品PU材料中的鉻含量,對微波消解條件、石墨爐升溫程序進(jìn)行了探討,建立了可行的分析方法,本法具有靈敏度高、操作簡單、快速、安全等優(yōu)點(diǎn)。
原子吸收光譜儀:ICE 3500型,美國Thermo Scientific公司;
粉碎儀:ZM200型,弗爾德萊馳(上海)貿(mào)易有限公司;
全自動(dòng)校準(zhǔn)電子分析天平:XS105DU型,上海梅特勒-托利多儀器有限公司;
純水器:Simplicity UV型,美國Millipore公司;
微波消解儀:Mars微波消解系統(tǒng),美國CEM公司;
電熱板:C-MAGHS7型,德國IKA公司;
微量移液器:0.5~5 mL,美國Fisher公司;
容量瓶:帶塞,體積分別為50 mL,100 mL;
硝酸、過氧化氫:優(yōu)級純,上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液:1000 μg/mL,美國 AccuStandard公司;
實(shí)驗(yàn)用水:超純水。
精密量取鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL加水定容至50 mL,得10 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。取鉻標(biāo)準(zhǔn)使用溶液5 mL加水定容至50 mL,得1 μg/mL鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。取鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液4 mL用2%硝酸溶液稀釋至50 mL,配制成80 μg/L鉻對照品溶液。
測定波長:429.0 nm;狹縫:0.5 nm;干燥溫度:100℃,斜坡升溫保持時(shí)間為30 s,升溫速率為10℃/s,通氣速率為0.2 L/min;灰化溫度:1200℃,斜坡升溫保持時(shí)間為20 s,升溫速率為150℃/s,通氣速率為0.2 L/min;原子化溫度:2500℃,原子化時(shí)間為3 s,直接升溫,通氣速率為0 L/min;除殘溫度:2600℃,除殘時(shí)間為3 s,通氣速率為0.2 L/min;測量方式:標(biāo)準(zhǔn)曲線法;分析信號:峰高;背景校準(zhǔn):塞曼校正。
將樣品剪成5 mm×5 mm小塊,混合均勻,經(jīng)切割式粉碎儀粉碎至長寬均約 500 μm[5,9],準(zhǔn)確稱取0.1000 g樣品至消解罐中,加入6 mL硝酸和2 mL過氧化氫,放入微波消解儀中進(jìn)行消解,微波消解程序見表1。待消解程序結(jié)束后,冷卻至室溫,將微波消解內(nèi)罐放在電熱板上加熱趕酸,直至溶液近干,冷卻后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,然后加入1 mL硝酸,用水稀釋并定容。同法制備試樣空白溶液,在設(shè)定好的條件下測定鉻的含量。
表1 PU材料微波消解條件
2.1.1 酸用量
大多數(shù)試劑級酸都含有痕量的金屬雜質(zhì),為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確,分析中應(yīng)進(jìn)行試劑空白的測定。因此采用石墨爐原子吸收法測定鉻時(shí),應(yīng)盡量選用優(yōu)級純試劑,最終的酸用量盡量少且必須保持一致。這是因?yàn)樗釙?huì)影響溶液的粘度從而影響提升量,并且使石墨管壽命縮短,同時(shí)還能降低樣品空白的測定值。
2.1.2 石墨管的選擇
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,普通石墨管分析結(jié)果重現(xiàn)性差,易被污染,實(shí)驗(yàn)壽命短。熱解涂層石墨管耐高溫,重現(xiàn)性好,使用壽命長,能滿足實(shí)驗(yàn)要求。故選擇熱解涂層石墨管。
采用儀器自動(dòng)稀釋功能,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,鉻對照品溶液的質(zhì)量濃度分別為 20,40,60,80 μg/L。分別吸取所需體積的鉻對照品溶液,用2%硝酸溶液稀釋至10 μL,注入石墨爐原子化器,按照1.3儀器工作參數(shù)測定吸光度。以吸光度(Y)為縱坐標(biāo)、溶液的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得線性方程為Y=0.0617X+0.0012,相關(guān)系數(shù)r=0.9986。
選擇429.0 nm波長測定鉻比選擇357.9 nm波長測定時(shí)靈敏度高,測定標(biāo)準(zhǔn)曲線線性更好,精密度高。因此測定濃度較高的標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)時(shí),可選取429.0 nm的波長對鉻元素進(jìn)行測定,可得到較為理想的線性及較高的準(zhǔn)確度。
在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,重復(fù)測定空白溶液12次,計(jì)算吸光度平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的吸光度定義,得方法檢出限為0.051 μg/L。
在最佳測定條件下,取一份已處理好的樣品溶液,連續(xù)測定6次,測定結(jié)果見表2。由表2可知,測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.78%,表明本法測量精密度良好。在與樣品測定相同的條件下,對6個(gè)樣品均加標(biāo)5 μg/L進(jìn)行回收試驗(yàn),測定結(jié)果見表3。由表3可知,加標(biāo)回收率為92%~120%,表明本法測量準(zhǔn)確度較高。
表2 測量精密度試驗(yàn)結(jié)果
表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果
采用微波消解原子吸收石墨爐法測定PU材料中的鉻含量,操作簡便、快速,有較高的精密度和準(zhǔn)確度,可以滿足測定要求。
[1]孟立紅,張丙春,王磊.微量元素鉻的檢測方法[J].中國飼料,2001,15: 21-22.
[2]陳超,陳瑜,俞輝.微波消解石墨爐原子吸收光譜法測定膠囊和片劑用明膠中鉻含量[J].分析化學(xué),2006,34(12): 18-20.
[3]SN/T 2003.1-2005 電子電氣產(chǎn)品中鉛、汞、鎘、鉻、溴的測定第一部分:X射線熒光光譜定性篩選法[S].
[4]SJ/T 11365-2006 電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的檢測方法[S].
[5]GB/T 26125-2011 電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(zhì)的測定[S].
[6]SN/T 2004.2-2005 電子電氣產(chǎn)品中鉛、鎘、鉻的測定 第2部分:火焰原子吸收光譜法[S].
[7]趙洋.微波消解-ICP-OES法測定人造革合成革中重金屬元素的含量[J].塑料科技,2010,38(1): 83-85.
[8]閆清華,楊理,楊利娟.微波消解ICP-AES檢測6種清熱解毒類中草藥中14種微量元素[J].藥物分析雜志,2011,31(7): 1393.
[9]IEC 623211.02008-12 Electrotechnical products-Determination of levels of six regulated substances(lead,mercury,cadmium,hexavalent chromium,polybrominated biphenyls,polybrominated diphenyl ethers)[S].