纺织品中砷含量的分析方法研究进展

摘要：本文简述了纺织品中砷含量的检测方法，主要包括原子荧光光度法（AFS）、原子发射光谱法（AES）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、原子吸收分光光度法（AAS）以及X射线荧光光谱法（XRF）等检测方法，对检测方法和检测结果进行了比较，为纺织品中砷元素的测定提供参考。

关键词：砷；纺织品；检测方法

中图分类号：O657.3 文献标志码：A

Research Advances in Analysis of Arsenic in Textiles

Abstract： This paper summarized the testing methods of arsenic content in textiles， including atomic fluorescence spectrometry（AFS）， atomic emission spectrometry （AES）， inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）， atomic absorption spectrophotometry（AAS） and X-ray fluorescence spectrometry（XRF）， Comparing with the detection methods and determination results， this paper provided a reference for the determination of arsenic in textiles.

Key word： arsenic； textiles； detection methods

砷属于有害重金属，残留在纺织品中的砷可通过人体皮肤进入体内，具有很强的蓄积性。砷能与细胞中含巯基的酶结合，抑制细胞氧化过程，导致癌症的发生，因此各国纷纷关注纺织品检测中砷超标的问题。国际环保纺织协会颁布的纺织标准《Oeko-Tex Standard 100》以及我国的生态纺织品标准《生态纺织品技术要求》对纺织品中砷的含量进行了严格的规定。纺织品中砷的测定分为总砷的测定和可萃取砷的测定。

对于总砷的测定，样品前处理多采用微波灰化消解、HNO3+HCLO4湿法消解、干法灰化等方法，然后进行仪器分析。生态纺织品要求的检测项目是可萃取砷的测定，标准方法是采用酸性汗液萃取纺织品中的砷，然后进行测定。本文总结了纺织品中砷含量的检测方法，为其他人员进行纺织品中砷元素的测定和研究提供借鉴。

1 原子荧光分光光度法（AFS法）

原子荧光分光光度法（AFS法）又叫原子荧光光谱法，具有灵敏度高、共存元素干扰少、线性动态范围宽、原子化器和测量系统记忆效应小等优点而被广泛应用。其缺点在于无法同时测定多种元素，操作较为繁琐，需要发生氢化物反应生成氢化物来检测。

丁晓峰等采用微波灰化对样品进行前处理，用原子荧光光谱法测定了纺织品中砷的含量，检出限为0.22 mg/kg，相对标准偏差为7.1%，回收率在84.21%～100%之间。孟列群等用HNO3+HCLO4湿法消解样品，断续流动-无色散氢化物发生-原子荧光光谱法测定纺织品中砷的含量，结果表明该方法的检出限为0.560 5 μg/L，精密度为1.69%，回收率在95.51%～96.85%之间。鲁丹采用顺序注射进样-氢化物发生原子荧光光谱法（FI-HG-AFS）测定纺织品中砷的含量，采用AFS-9130双道原子荧光分光光度计，按照Oeko-Tex Standard 200提供的方法处理样品，测得检出限为0.026 μg/L，回收率在91.0%～102.2%之间，相对标准偏差在0.52%～0.94之间。吕水源等采用L-半胱氨酸为预还原剂，建立了断续流动进样氢化物发生-原子荧光光谱法测定纺织品中砷含量的方法，检出限为0.35 μg/L，相对标准偏差为1.3%，回收率在93.6%～98.4%之间。

2 原子发射光谱法（AES）

2.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES或ICPOES）具有干扰小、线性范围宽，可同时测定多种金属元素，可对高温金属进行快速分析等优点。但是该法测定某些元素的灵敏度难以达到Oeko-Tex Standard 100标准限量要求。近年来采用轴向测光等新技术，增强了取样信号量，提高了测定的灵敏度。

刘丽萍等采用微波消解技术进行样品前处理，高频电感耦合等离子体原子发射光谱法测定纺织品中砷的含量，方法的检出限为0.054 μg/g，回收率在92.3%～101.1%之间，相对标准偏差小于5%。张绪宏等采用HNO3+HClO4湿法消化处理纯毛纺织品样品，以ICP-AES全谱直读光谱仪为检测手段，准确检测纺织品中砷元素的含量，该方法的精密度为4.21%，检出限为10.2 μg/L，回收率为91%。胡勇杰利用人工酸性汗液对样品进行预处理，应用电感耦合等离子体发射光谱法测定生态纺织品中的砷含量，消除了不同基体对测定元素的影响，测得实际检出限为0.034 mg/kg，相对标准偏差为2.14%，回收率在96.9%～98.4%之间。王彦芬等以硝酸镁为助剂干法灰化、浓硝酸分解残渣处理纺织样品来制备样液，ICPAES全谱直读光谱仪为检测手段测定砷的含量，该方法的相对标准偏差为1.45%，检出限为10.2 ng/mL，回收率为96.5%。鲁丹认为直接使用电感耦合等离子发射光谱法的气动雾化装置测定纺织品中砷，因进样雾化效率低，测定灵敏度低，检出限难以精确确定，故采用氢化物发生与电感耦合等离子发射光谱法相结合的技术，使待测元素以砷化氢（AsH3）气体的形式进入到ICP，使其与样品的基体分离，进而减少了基体的干扰，实现被测元素的富集，使检出限降低。方法检出限为0.35 μg/L，回收率为91.1%～101.3%之间，相对标准偏差为0.93%～1.34%之间。

2.2 微波等离子体原子发射光谱法（MP-AES）

微波等离子体原子发射光谱法（MP-AES）和原子吸收分光光度法（AAS）相比，具有更宽的线性范围和更加安全的操作条件，以及更高的灵敏度和优异的检出限，与电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES或ICP-OES）相比具有更低的分析运营成本，自动化程度高且简单易用。

马琳等采用安捷伦在原子光谱领域的新技术MP-AES配合以专利的多模式样品导入系统（MSIS）可实现一次进样同时测定多种元素。测得检出限为0.33 mg/kg，回收率在98%～103%之间，相对标准偏差为1.5%，与ICPOES检测结果基本一致。

3 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是采用电感耦合等离子体作质谱的离子化源，可以进行无机元素的定性、半定量及定量分析。电感耦合等离子质谱法相对于原子吸收和原子荧光这两个方法来说，其优点在于可以进行多种元素的同时分析和快速扫描，并且没有光谱干扰；和电感耦合等离子体发射光谱法相比，具有更低的检出限，是痕量元素分析领域中最先进的方法之一。其不足之处是价格昂贵，易受污染。

谢华林等利用电感耦合等离子体质谱法测定纺织品中砷的含量，以HNO3+H2O2为样品消解液，利用微波消解仪消解样品，采用逐渐升温、升压的操作方法，可有效地防止砷元素的挥发性损失。结果表明，该方法的检出限为0.001 μg/L，回收率为97.26%。相对标准偏差为2.02%～2.36%。王欣等用模拟人体酸性汗液提取纺织品中的砷，采用耐高盐接口（Xt）和内标法降低非质谱干扰，用干扰方程校正质谱干扰，测定了纺织品中砷的含量，回收率在90%以上，精密度优于6.1%。林鋆采用带八级杆碰撞反应池系统（Octopole Reacton System）的电感耦合等离子体质谱仪，建立了一套快速、完整的检测纺织品中砷元素的半定量方法。

4 原子吸收分光光度法（AAS）

原子吸收分光光度法（AAS）是重金属元素测定的常用方法，原子吸收分光光度法又分为火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法，其中采用石墨炉技术的原子吸收分光光度法具有灵敏度高、选择性好等优点，应用性能较为理想。但原子吸收分光光度法测定不同的元素必须更换不同的空心阴极灯，不能进行多元素同时测定，对快速检测有一定局限性。

刘丽萍等采用氢化物发生法使痕量砷富集，用硼氢化钠做还原剂，在盐酸介质中与痕量砷形成的氢化物（AsH3）直接进入原子化器，测定砷的原子吸收光谱，检出限为0.243 μg/mL，相对标准偏差为4.64%，回收率在90.0%～101.2%之间。卫碧文等认为氢化物发生原子荧光法虽具有较高的灵敏度，但当砷含量较高时，工作曲线开始弯曲，使其对高含量样品的检测带来不便，故利用氢化物发生-电热石英管原子吸收法测定纺织品中砷的含量，采用三毛细管微型在线氢化物发生技术和装置，提高了灵敏度并减小了干扰。测定其检出限为0.69 ng/L，相对标准偏差为5.5%，回收率在95%～100.5%之间。该方法除了钴、锡对砷的测定有干扰外，其他干扰元素允许量都比较大，采用酒石酸和碘化钾的混合液作为掩蔽剂可消除钴、锡的干扰。该分析方法灵敏度高，操作快速简单、干扰小、记忆效应小，是一种理想的测定纺织品中砷含量的分析方法。

5 X射线荧光光谱法（XRF）

林素君等人采用能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）对纺织品中砷的含量进行检测，纺织品在检测前后完全无损，并且检测时间较短，这是一种可开发的快速有效的检测手段。其检出能力可达到10-6 mg/L，与采用电感耦合等离子体原子发射光谱法的检测结果基本一致。该方法为砷的检测提供了一种简便、无损的初筛方法。

6 其他方法

除上述方法外，还有紫外分光光度法、电化学方法以及高效液相色谱法测定砷含量的报道，但与上述各种分析方法比较应用相对较少。

7 小结

可萃取砷的测定是生态纺织品要求的检测项目，标准方法是采用酸性汗液萃取纺织品中的砷然后进行测定。由于生态纺织品标准对纺织品中可萃取砷的限量很低，电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）和原子吸收分光光度法（AAS）的灵敏度都较难满足要求，因此萃取后的溶液通常采用灵敏度高的氢化物发生-原子荧光分光光度法或者电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行测定。如果采用电感耦合等离子原子发射光谱法（ICP-AES）和原子吸收分光光度法（AAS）这两种仪器进行测定，需要采用氢化物发生的方法或者其他富集方法，对砷进行富集后测定。目前研究氢化物发生的方法较多。但氢化物发生富集砷的方法需要在仪器中增加一个装置，而且需要配制发生氢化物反应的各种试剂，操作麻烦。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定灵敏度高，目前越来越多地得到了应用，但是该仪器价格昂贵，且酸性汗液中的大量盐分不但堵塞进样锥口，影响测定以外，还由于形成ArCl干扰砷的测定，需配有碰撞池或者反应池的仪器通过碰撞或反应消除干扰，或者通过其他方法消除干扰。因此，对于纺织品可萃取砷的测定，目前采用的主要是经济实用、灵敏度高的原子荧光分光光度法。研究新的前处理方法对砷进行富集，采用能够进行多元素同时测定的ICP-OES法进行测定是一个值得研究的课题。

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