丁月秋 劉紅

摘 要：本文提出一種采用微波消解處理樣品，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定聚氯乙烯糊樹脂及共聚物中鎘含量的方法。關(guān)鍵詞：微波消解;高效;準(zhǔn)確

Abstract：A method for the determination of cadmium in polyvinyl chloride （PVC） paste resin and copolymer by inductively coupled plasma emission spectrometry （ICP-AES） is presented in this paper.

Keywords： Microwave digestion; efficient; accurate

前言：聚氯乙烯糊樹脂主要應(yīng)用生產(chǎn)人造革、瓶蓋墊、壁紙、地板面層及玩具等領(lǐng)域，與人們生活密切相關(guān)。若糊樹脂中含有重金屬鎘，加工過程中重金屬可能從材料溶出，或隨著表面材料的脫落而被誤食進(jìn)入人體，因鎘的毒性較大，極易造成對人體傷害。測定糊樹脂中的鎘，是無法將聚氯乙烯糊樹脂直接進(jìn)樣的，必須先消解樣品，因此測定的關(guān)鍵是樣品消解方法。本文提出采用微波消解法制備樣品，解決了樣品消解難題，使待測樣品完全分解，轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤?，再以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定鎘光譜強(qiáng)度，根據(jù)光譜強(qiáng)度定量糊樹脂及共聚物中鎘含量的方法。

1方法原理

稱取一定量樣品粉末，采用微波消儀消解樣品，消解液由載氣帶入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后，以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣體中被充分蒸發(fā)、原子化、電離激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征譜線， 根據(jù)譜線強(qiáng)度與被測元素濃度關(guān)系進(jìn)行定量檢測。

2儀器、試劑和材料

（1）儀器。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：美國PE公司Avio200。微波消解儀：上海新儀MASTER-18，配有聚四氟乙烯消解管。分析天平：精度為0.1mg。（2）試劑和材料。硝酸（HNO3）：優(yōu)級純。硝酸溶液（5+95）：量取50ml硝酸，加入950ml水中，混勻。鎘元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1000mg/L），采用經(jīng)國家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。聚乙烯容量瓶：50 ml、100 ml、1000ml A級。移液管：1ml、10ml。高純氬氣：純度≥99.999%。

3分析步驟

3.1試樣的消解

稱取約100mg（精確至0.1mg）的試樣粉末，置于聚四氟乙烯消解管中，加入10ml硝酸混勻，待反應(yīng)產(chǎn)生的酸霧散盡后，將消鮮管封閉并按照程序（見表1）進(jìn)行消解。

消解管冷卻至室溫，將消解液轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶中，用少量硝酸溶液（5+95）洗滌內(nèi)管和內(nèi)蓋，將洗滌液并入容量瓶，用水定容。

3.2試樣的測定

（1）電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件，見表2。

（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液（1.00mg/L）：吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液1.0ml于1000ml容量瓶中、加硝酸溶液（5+95）至刻度，混勻。鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液（1.00mg/L）0.0ml，0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.8ml、1.0ml于100ml容量瓶中，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混勻，此鎘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度分別為0.0μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、10.0μg/L。（3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。依次測定試劑空白和由低濃度到高濃度標(biāo)準(zhǔn)使用液中鎘信號強(qiáng)度，扣除試制空白后，根據(jù)鎘含量與其信號強(qiáng)度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（4）樣品的測定。分別測定消解后樣品空白溶液和試樣溶液中鎘的信號強(qiáng)度，根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)曲線計算鎘的含量。（5）結(jié)果計算。試樣中的鎘含量按下式計算：式中：X（Cd）─樣品中鎘的含量，單位為毫克每千克（mg/kg），C1─待測試液中鎘的含量，單位為微克每升（μg/L），C2─ 空白溶液中鎘的含量，單位為微克每升（μg/L），V─試樣定容體積，單位為毫升（ml），m─取樣量，單位為克（g）。

4結(jié)果討論

（1）精密度試驗(yàn)。按上述方法規(guī)定處理樣品，同一樣品濃度連續(xù)測定7次，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為6.0%。（2）加標(biāo)回收率。分別向樣品中添加相當(dāng)于待測組分含量0.5-2倍標(biāo)準(zhǔn)品，回收率為86%-119%。（3）方法檢出限測定。按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)7次空白試驗(yàn)，計算7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計算方法檢出限MDL=3.143×0.16=0.5μg/l，適用于檢測重 金屬鎘大于1.0mg/kg的糊樹脂樣品。

5樣品前處理 - 微波消解法條件選擇及優(yōu)點(diǎn)

（1）微波消解法條件選擇。樣品消解目的：樣品消解目的就是最終將基質(zhì)完全分解，使待測物完全轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤?，同時要避免待測物的損失和污染，盡量避免額外的繁瑣操作。樣品量和消解體系的選擇：在滿足檢測要求的情況下，樣品量越少越好，本試驗(yàn)證明樣品量為0.1g，濃硝酸10ml 時，可得到澄清消解液，滿足分析要求。微波消解器溫度壓力時間選擇： 溫度和壓力是消解中最重要的參數(shù)，決定了消解效果的好壞，但過高溫度和壓力也會增加安全隱患。通過鎘檢測結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，加標(biāo)回收率及消解時間等因素考慮，最佳條件為三階程序升溫，最終溫度210℃，保持30分鐘，最高壓力低于3.0MPa，樣品可完全消解。（2）微波消解法優(yōu)點(diǎn)。微波消解對比傳統(tǒng)消解法具有以下優(yōu)點(diǎn)：加熱升溫快，消解效率高， 降低了勞動強(qiáng)度，傳統(tǒng)的消解試樣需3-6小時，本方法微波消解只需50分鐘，由于消解速度加快，分析時間短，降低了勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。溶劑用量少，空白值低，重復(fù)性好。密閉消解酸不會揮發(fā)損失，也避免了樣品消解過程損失及樣品之間的相互污染、外部環(huán)境的污染，因此， 用酸量少，降低了試劑干擾，空白值小，結(jié)果的重現(xiàn)性好。改善了工作環(huán)境。傳統(tǒng)的電熱板上煮酸，盡管有通風(fēng)柜，但環(huán)境中仍有大量酸霧。不僅分析人員深受其害，也腐蝕了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)其他設(shè)備。密閉消解器的使用有效改善了分析人員的工作環(huán)境。

結(jié)論：本方法提出的微波消解樣品，避免了揮發(fā)損失和樣品的沾污， 以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定鎘含量，由于其光源具有良好的穩(wěn)定性，受樣品基體的影響小，因此該測定方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度， 能準(zhǔn)確測定聚氯乙烯糊樹脂及共聚物中鎘含量。