湿式消解ICP—AES法测定塑料中的镉

摘 要：参照EN1122方法B将塑料样品使用硫酸和双氧水的混合物进行湿式消解，icp-aes测定塑料中的镉含量。该方法消解的样品溶液酸度（按浓硫酸体积比）为：6.3%，检出限1.4 mg/kg，回收率94.4%～104.6%，RSD小于2%。该分析方法快速、简便、样品消解完全，具有良好的准确度和精密度，适用于塑料材料中镉的快速分析。

关键词：塑料 镉含量 湿式消解 电感耦合等离子体原子发射光谱仪

中图分类号：O613 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（c）-0001-02

镉元素作为一种有害重金属元素，其化合物常作为着色剂和稳定剂用在塑料材料中，这些塑料废弃物对人类和环境都会造成很大的伤害，所以国际上特别是欧盟对塑料中的镉含量制定了一系列非常严格的法规。自1992年12月31日起，欧盟镉指令91/338/EEC禁止镉及其化合物作为着色剂在某些塑料和涂料中的使用，作为稳定剂在PVC中的使用以及镉镀层在金属表面的使用。2009年6月1日起关于镉的限制要求需要按照REACH法规附录XVII进行管控。2011年5月21日，欧盟在其官方上公报了（EU） No 494/2011，修订欧盟REACH法规（EC No 1907/2006）附录XVII条款23：关于镉及其化合物的限制，将镉在塑料中的限制范围进一步扩大到所有塑料。近日ECHA在其官方网站，为考虑将镉限制条款扩大到所有可能涉及的塑料材料，邀请各方提出对扩大镉限制条款的依据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器设备

100 mL烧杯及相配合表面皿，电加热板（Thermolyne），通风橱，电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）：PerkinElmer Optima 7100DV，分析天平（METTLER TOLEDO AL204），抽滤器及0.45微米孔径的滤膜。

1.1.2 试剂

1.2 样品处理

使用5 g左右塑料样品作为分析，将样品用剪刀剪成小于0.1 g的碎片。称量大约0.5 g测试样品，精确至0.0001 g，于100 ml烧杯中，将装有样品的烧杯置于电加热板上，加入10 ml硫酸，盖上表面皿，温度控制在300 ℃以下加热，使塑料样品分解和碳化。当有白烟生成时，继续加热约15 min，将烧杯从加热板上移开，让溶液冷却大约10 min，缓慢地加入5 ml的双氧水溶液，然后盖上表面皿，待反应平息后再次加入5mL的双氧水溶液。重新加热待反应平息后，冷却大约5 min，加入5 ml双氧水溶液又再次加热，直到看不见有机物质为止。冷却至室温并小心地用少量超纯水稀释，然后用超纯水冲洗烧杯壁通过干燥的薄膜过滤器定量过滤至100 ml的容量瓶中，加入超纯水稀释至刻度线并摇匀。同时不使用测试样品，用同样的方法制备一份试剂空白溶液。

1.3 ICP-AES工作条件

1.4 测试

1.4.1 标准溶液

1.4.2 测试与结果处理

2 数据分析

已经有文献报道过ICP-AES有较显著的酸效应，所以本方法采取基体匹配的原则，使标准溶液与样品溶液的酸度保持一致。取6个样品按测定方法进行湿式消解，用NaOH溶液滴定（浓度为0.1 mol/L）定容后的样品溶液酸度，计算平均值，结果（按浓硫酸体积比）如表1所示。

2.2 方法检出限

按样品测定方法进行全程试剂空白测定7次，以其测定结果标准偏差的3倍计算检出限。镉的方法检出限为0.007 mg/L，根据样品的稀释倍数（约200倍）计算样品的检出限可达到1.4 mg/kg，可满足目前大多数标准的要求。

2.3 准确度

2.3.1 CRM物质结果

称取0.5gCRM物质（EC680K、EC681K）各7份，按测定方法进行测试，计算回收率，测试结果如表2所示。

2.3.2 加标回收结果

选取不含镉的塑料样品，分别加入使样品消解后溶液的最终浓度为0.05 ug/ml、0.5 ug/ml、2 ug/ml镉标准溶液，按程序进行7次平行测定，计算回收率，结果如表3所示。

2.4 精密度

分别对两含镉的塑料样品进行7次平行测定，计算相对标准偏差，结果如表4所示。

3 结论

该方法的检出限可达到1.4 mg/kg，回收率在94.4%～104.6%之间，测量精密度小于2%。方法快速、简便、样品消解完全，检出限低，具有良好的准确度和精密度，适用于塑料材料中镉含量的快速分析，同时对实验室前处理设备要求不高，大多数实验室都可以采用，可以满足目前多数标准对塑料中镉含量限制的要求。

参考文献

[1] EN1122：2001，Determination of Cadmium in Plastics with the Method of the Wet Decomposition[S].

[2] The Chemical Substances Act and Directive 76/769/EEC&91/338/EEC of the Council of the European Communities[S].

[3] 钟志光，陈佩玲，刘崇华，等.高压消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电子电气产品塑料中的铅、镉、铬和汞[J].中国塑料，2006.

[4] 卫碧文，缪俊文，龚驷扬.微波消解ICP-AES法测定玩具塑料中镉[J].理化检验-化学分册，2004.

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