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天瑞儀器測(cè)定兒童玩具中的八大重金屬

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江蘇天瑞儀器股份有限公司

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

用ICP對(duì)玩具中有害重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)試是應(yīng)用較為廣泛的方法

詳細(xì)介紹

用ICP對(duì)玩具中有害重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)試是應(yīng)用較為廣泛的方法。由于ICP是多元素同時(shí)進(jìn)行測(cè)定，故分析速度快，同時(shí)檢出限較低，線性范圍較寬，這對(duì)玩具日常檢驗(yàn)的光譜分析及研究過(guò)程中具有非常重要的實(shí)際意義?？傮w的測(cè)試方法可分為兩種，參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)和加拿大標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果數(shù)據(jù)會(huì)有明顯的差異性，因此對(duì)比兩種測(cè)試方法的結(jié)果顯得尤為重要。

二、實(shí)驗(yàn)部分

2.1　裝置

ICP2060T電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀；

樣品提升量:2.0mL/min；
高頻振蕩發(fā)生器,頻率27.12MHz；
同心圓霧化器；
雙筒型霧室

2.2　工作條件

（1）高頻功率：900W。
（2）等離子氣流量：12L/min。
（3）輔助氣流量：0.6L/min。
（4）載氣流量：0.7L/min。
（5）積分時(shí)間：0.5s。

2.3　試劑

硝酸、鹽酸、過(guò)氧化氫均為優(yōu)級(jí)純；
超純水:電阻率達(dá)到18.25MΩ.cm；
As、Sb、Pb、Se、Ba、Cr、Cd、Hg的家標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為1000ug/mL ；
As、Sb、Pb、Se、Ba、Cr、Cd、Hg的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,濃度分別為0.5ug/mL、1ug/mL、2ug/mL。

2.4　樣品處理

總量測(cè)試：稱取0.5g樣品于微波消解罐中,加入10mL濃硝酸,，4ml過(guò)氧化氫在電熱板上低溫加熱，后裝入微波消解儀中微波反應(yīng)，待程序完成，消解罐溫度完冷至室溫后開罐，過(guò)濾定容至50ml容量瓶中，待測(cè)。同時(shí)做樣品空白實(shí)驗(yàn)。

歐盟標(biāo)準(zhǔn)可溶性測(cè)試：稱取0.5g樣品于50mL帶塞的試劑瓶中,加入25ml溫度為(37±2℃)的0.07mol/L鹽酸溶液與之混合,搖動(dòng)1min,然后檢查混合溶液的酸度,調(diào)節(jié)pH達(dá)到1.0-1.5之間,置于溫度為(37±2℃)的恒溫振蕩器中,避光搖動(dòng)1h,再靜置1h,接著立刻將混合物中的固體物分離出來(lái),溶液供分析各元素含量用。
備注:總量是指玩具中所含某元素總的含量;可溶是指模仿人的胃酸(0.07mol/L鹽酸溶液)的條件下玩具表面某元素可以被溶出的含量。

加拿大標(biāo)準(zhǔn)可溶性測(cè)試：稱取稱取0.5g樣品于50mL比色管中,加入25ml溫度為20℃的5%的鹽酸溶液與之混合,搖動(dòng)10min, ,接著立刻將混合物中的固體物分離出來(lái),溶液供分析各元素含量用。

三、結(jié)果與討論

3.1　分析線的選擇

用待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液在各波長(zhǎng)處進(jìn)行掃描,得到這些元素在這些波長(zhǎng)處的掃描輪廓圖，然后輸入干擾元素溶液，得到相應(yīng)的掃描峰形圖。從所示的譜線及背景的輪廓和強(qiáng)度值，可以很直觀地看到干擾的類型和程度，能方便地選擇合適的分析線和設(shè)置背景校正位置。分析波長(zhǎng)與檢出限見(jiàn)表1。

表1 元素分析波長(zhǎng)及檢出限

元素	波長(zhǎng)(nm)	檢出限(ug/mL)
As	193.696	0.025
Sb	206.838	0.023
Ba	455.404	0.001
Se	196.026	0.023
Pb	220.351	0.024
Cd	226.502	0.002
Cr	267.716	0.003
Hg	194.227	0.008

3.2　工作參數(shù)的選擇

3.2.1　功率的影響

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知大多數(shù)元素隨功率的增加譜線強(qiáng)度增加，但功率增大到定程度信背比反而下降，同時(shí)也易燒掉炬管。綜合考慮選900W較合適。

3.2.2　輔助氣流量

考慮到有些玩具樣品含有機(jī)物成份，燃燒時(shí)易破壞熱平衡導(dǎo)致燒炬管，故選擇氬氣輔助氣流量為0.6L/min。

3.2.3　酸度的影響

由于玩具前處理好的樣品的酸度是嚴(yán)格按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)或EN71標(biāo)定的,故不考慮酸度的影響。

3.2.4　觀察高度的影響

用Mn(波長(zhǎng)257.61nm)進(jìn)行觀察高度調(diào)節(jié),調(diào)整其觀察區(qū)以作為測(cè)量觀察高度。

3.3　校準(zhǔn)曲線的繪制

分別將家標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,以超純水作空白,繪制各元素的校準(zhǔn)曲線。

3.4　微波消解程序的選擇

考慮到樣品的有機(jī)特性，選擇合適的微波消解程序?qū)悠返南庑Ч臀⒉ü薜谋Ｗo(hù)均較好，通過(guò)嘗試不同的消解程序觀察消解效果終確定消解程序的參數(shù)為

步驟	溫度（℃）	壓力范圍（Psi）	時(shí)間（S）
1	100	20	300
2	120	30	300
3	160	50	500
4	200	80	400

3.5　樣品分析及結(jié)構(gòu)對(duì)比

按本文擬定方法,分別按照歐盟標(biāo)準(zhǔn)和加拿大標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理和分析玩具鍍層樣品,分析測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表。

元素	歐盟標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果（mg/kg）	加拿大標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果（mg/kg）
As	未檢出	未檢出
Sb	未檢出	未檢出
Ba	929.3	475.6
Se	未檢出	未檢出
Pb	未檢出	0.4
Cd	未檢出	未檢出
Cr	6.9	-
Hg	未檢出	0.3

從結(jié)果上來(lái)看，雖然某些元素的數(shù)值沒(méi)有檢測(cè)到，但從檢出得部分元素的結(jié)果可以看出，采用歐盟標(biāo)準(zhǔn)和加拿大標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行玩具樣品中元素測(cè)定的結(jié)果有明顯的差異性，溶出的元素來(lái)說(shuō)歐盟標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果偏高，但從部分元素的總量測(cè)試結(jié)果來(lái)看，溶出元素的成分較低，屬于安級(jí)別。

性能優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)化設(shè)計(jì)
整臺(tái)儀器除了電源開關(guān)，儀器所有功能都通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，、安、方便。

蠕動(dòng)泵
蠕動(dòng)泵為十二轉(zhuǎn)子四通道自動(dòng)設(shè)計(jì)，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速可根據(jù)需求流量設(shè)置調(diào)節(jié)；通過(guò)蠕動(dòng)泵平穩(wěn)進(jìn)樣和排除廢液，確保進(jìn)樣速度與廢液排除速度致，客戶可以根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)節(jié)速度，確保進(jìn)樣系統(tǒng)穩(wěn)定。

氣體流量自動(dòng)控制
進(jìn)樣系統(tǒng)中，載氣、等離子氣、輔氣均采用的質(zhì)量流量控制器（MFC）來(lái)控制，具有流量連續(xù)可調(diào)、流量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，確保了進(jìn)樣系統(tǒng)的穩(wěn)定，為光源的穩(wěn)定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

穩(wěn)定的固態(tài)射頻電源
儀器采用的射頻電源為天瑞儀器自主研發(fā)的固態(tài)射頻電源，具有體積小、效率高、輸出功率穩(wěn)定、帶有各種保護(hù)功能等諸多優(yōu)點(diǎn)，提高了儀器的穩(wěn)定性與安性。

快速的自動(dòng)匹配功能
負(fù)載終端采用天瑞儀器自主研發(fā)的自動(dòng)匹配技術(shù)，具有匹配速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，確保了輸出功率限度地加予負(fù)載，提高了電源的使用效率，從而提高儀器的穩(wěn)定性，并使得整個(gè)點(diǎn)火過(guò)程簡(jiǎn)單方便。

的進(jìn)樣系統(tǒng)
進(jìn)樣系統(tǒng)、穩(wěn)定，可配備內(nèi)外各種霧化器、霧化室，可以配備高鹽霧化器、耐氫氟霧化器等，滿足客戶的各種需求；同時(shí)天瑞自主研發(fā)的自動(dòng)進(jìn)樣器讓測(cè)試操作更加便捷，提高測(cè)試效率。

精密的光學(xué)系統(tǒng)
采用中階梯光柵-棱鏡交叉色散方式，專業(yè)的光學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)使得光通量化的同時(shí)了的光譜分辨率；無(wú)任何移動(dòng)光學(xué)元件，了良好的穩(wěn)定性；超低雜散光設(shè)計(jì)配合的光學(xué)設(shè)計(jì)，大大降低了背景光的干擾，提高檢出限；的氮?dú)夥植际酱祾吖馐遗浜细咂焚|(zhì)的光學(xué)元件了深紫外區(qū)特別是P、S、As等元素的測(cè)量。

的波長(zhǎng)定位
智能的自動(dòng)波長(zhǎng)校準(zhǔn)算法，無(wú)需進(jìn)行額外的譜峰校正即可進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的同時(shí)節(jié)約大量的標(biāo)液和測(cè)量時(shí)間。

性能的探測(cè)器
采用大尺寸CID探測(cè)器，、成熟、穩(wěn)定；大靶面尺寸，百萬(wàn)級(jí)像素；165-900nm范圍連續(xù)覆蓋，次曝光，譜顯示；非破壞性讀取(NDRO) 功能，改善了弱分析線的信噪比，提高了結(jié)果的性，并且數(shù)據(jù)采集與分析均優(yōu)于CCD；的線性動(dòng)態(tài)范圍和與生俱來(lái)的抗溢出功能確保任意強(qiáng)弱的譜線可在次曝光內(nèi)測(cè)量并進(jìn)行分析，同時(shí)為方法選擇理想波長(zhǎng)提供了靈活性（可選二、三或更次靈敏線來(lái)排除干擾）。

超快的測(cè)試速度
各分析譜線可以在曝光時(shí)間內(nèi)設(shè)置任意合適的積分時(shí)段來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的優(yōu)化；可以次曝光讀出所有分析譜線的強(qiáng)度積分值加快分析速度；還可以譜線獨(dú)立讀出，讀出時(shí)間不超過(guò)2ms。

強(qiáng)大的軟件分析功能
軟件操作方便、直觀，具有定性、半定量、定量分析功能，具有儀器診斷優(yōu)化功能，靈活的譜研究功能，強(qiáng)大的離線再處理功能，具有科學(xué)智能的背景校正、去除干擾的算法功能，讓測(cè)試變得更加專業(yè)與。

技術(shù)參數(shù)

射頻發(fā)生器技術(shù)指標(biāo)
輸入電源：交流220V，電流20A
輸出功率：700~1600W
調(diào)節(jié)精度：2W
頻率穩(wěn)定性：＜0.05%
輸出功率穩(wěn)定性：＜0.1%
匹配方式：自動(dòng)匹配
電磁場(chǎng)泄漏輻射強(qiáng)度：距機(jī)箱30cm處電場(chǎng)強(qiáng)度E：＜0.5V/m

四、結(jié)論

通過(guò)上述系列試驗(yàn)及結(jié)果可知,不管是參照歐盟的EN71-3的標(biāo)準(zhǔn)方法還是參照加拿大SOR/2016-195號(hào)法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)要求，采用天瑞儀器ICP2060T對(duì)玩具中有害重金屬元素的光譜分析，均可完滿足客戶的測(cè)試要求，可廣泛用于出口玩具的日常檢驗(yàn)方面。

關(guān)鍵詞：光譜儀微波消解儀恒溫振蕩器蠕動(dòng)泵質(zhì)量流量控制器