孙有娥，李一辰，程春艳，赵丽娟，金小龙

(池州市产品质量监督检验所，安徽池州 247000)

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定学生用品中8种可迁移元素

孙有娥，李一辰，程春艳，赵丽娟，金小龙

(池州市产品质量监督检验所，安徽池州 247000)

建立电感耦合等离子体原子发射光谱法测定学生用品中锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒8种可迁移元素。样品粉碎后过筛，以0.07 mol／L的盐酸为消解液，于(37±2)℃避光条件下连续振荡1 h，在选定的仪器工作条件下进行测定。各元素的质量浓度在0.0～6.0 mg／L范围内与光谱强度有良好的线性关系，相关系数均大于0.999，方法的检出限为0.002 7～0.075 mg／L。测定结果的相对标准偏差为0.7%～2.1%(n=6)，样品的加标回收率为94.2%～102.4%。该方法操作简单、稳定性好，可用于测定学生用品中的可迁移元素。

电感耦合等离子体原子发射光谱法；学生用品；可迁移元素

学生用品的质量直接关系学生的安全和健康，近年来，在全国各地受到越来越多地关注。中、小学生对不安全因素的感知能力相对较差，自我保护意识较弱，且经常接触学生用品，容易受到伤害。目前我国生产学生用品的企业数量庞大，企业生产规模和生产技术水平相差较大，产品质量参差不齐。为了迎合学生的青睐，一些企业生产出五颜六色、香味各异、形状新奇的各种学生用品，这些产品对使用者的健康存在一定的安全隐患［1］。尤其是低年级学生在接触文具时，存在啃咬行为，更加剧了这一行为。重金属元素可以游离在文具之外并发生迁移，通过接触或吸入被人体吸收，与食物、唾液等一同进入食管和胃部，沉积在体内。可迁移元素在进入人体后，无法通过喝水和新陈代谢的方式排出体外，当达到一定量的积累后就会对人体产生危害，影响儿童的生长和发育。为保护消费者安全和健康，我国强制性国家标准《学生用品的安全通用要求》对学生用品中锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒等8种可迁移元素进行了最大限量控制［2］，以控制可迁移元素对14岁以下学生身体的伤害，防止对学生大脑和智力开发产生严重的影响。

国内外有关玩具中重金属元素分析方法的报道较多，但针对学生用品中特定元素的分析较少。目前重金属元素测量方法主要有原子吸收法、原子荧光法、分光光度法、比色法、砷斑法等。上述方法均是单独测定其中一种元素［4-5］，检验过程繁琐、试剂消耗量大，给日常检验工作带来不便。电感耦合等离子体原子发射光谱法可以同时测定多种元素，具有高效，测定结果准确，基体效应小，线性宽等优点［6-10］。《学生用品的安全通用要求》中引用了强制性国家标准《玩具安全 第4部分：特定元素的迁移》中规定的取样和测试样品的制备方法［11］，该标准主要针对玩具安全［12-13］，没有具体规定不同品种学生用品前处理和相应仪器方法。笔者采用模拟学生用品被吞咽后与胃酸持续接触一段时间，从中提取溶出物，取得酸性溶液，用电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定8种可迁移元素。该方法操作简单，效率高，线性好，是检测学生用品中可迁移元素行之有效的方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电感耦合等离子体原子发射光谱仪：Optima 7300 DV型，美国PE公司；

水浴恒温振荡器：SHA-Cc型，金坛市荣华仪器制造公司；

台式高速离心机：TG16-WS型，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；

电子天平：AUY220型，感量为0.1 mg，岛津国际贸易(上海)有限公司；

超纯水机：UPH-1-10T型，成都超纯科技有限公司；

锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒混合液体标准样品：质量浓度均为100 mg／L，编号为GNM-M08123-2013，国家有色金属及电子材料分析测试中心；

盐酸、硝酸：优级纯，国药集团上海化学试剂有限公司。

学生用品样品：作业本及纸张类、橡皮擦及泥类、颜料类，涂改液及制品类、胶黏剂类，铅笔、蜡笔类，市售。

1.2 样品处理

1.2.1 制备

(1)作业本及纸张类、橡皮擦及泥类、颜料类。样品剪成在不受压的状态下，任何方向的尺寸均不大于6 mm的样片，粉碎，过0.5 mm金属筛，得至少0.5 g的测试样。

(2)涂改液及制品类、胶黏剂类。样品搅匀，称取0.5 g于定量滤纸中包裹。

(3)铅笔、蜡笔类。取笔芯，切成不受压的状态下任何方向的尺寸不均大于6 mm的样片，粉碎，过0.5 mm金属筛，得至少0.5 g的测试样。

1.2.2 提取

称取1.2.1制备的各测试样品0.5 g，加入5.0 mL盐酸溶液[温度为(37±2)℃、质量浓度为(0.07±0.005) mol／L]，摇动 1 min，充分混合。当混合溶液的pH值大于1.5时，一边摇动混合溶液，一边滴加2 mol／L的盐酸溶液，确保混合溶液的pH值在1.0～1.5范围内。混合溶液在(37±2)℃避光条件下连续振荡1 h，然后静置1 h，用孔径为0.45 μm的滤膜过滤，滤液待用。当提取液进行元素分析测试前的保存时间超过24 h时，应加入1 mol／L的盐酸溶液加以稳定。

1.3 系列混合标准工作溶液的配制

分别移取锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒混合液体标准样品0，1，2，3，4，6 mL于6只100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀释至标线，配制成含各元素质量浓度均分别为 0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，6.0 mg／L 的系列混合标准工作溶液。

1.4 仪器工作条件

射频功率：1 300 W；观测方式：径向；循环水温度：20℃；读取参数时间：1～5 s；冷却气：氩气，流量为14 L／min；观测距离：15 mm；辅助气：氩气，流量为0.3 L／min；读延迟时间：30 s；载气：氩气，流量为0.7 L／min；积分时间：6 s；试样流量：1.5 mL／min；雾化器启动条件：即刻；重复次数：2。

2 结果与讨论

2.1 样品消解条件的选择

电感耦合等离子体原子发射光谱法分析样品时，随着无机酸浓度的增加，各待测元素的谱线强度均减弱，这主要是粘度增加引起样品溶液提升量的改变。同时考虑人体胃液的pH均为0.9～1.5，体温在37℃左右，故采用(0.07±0.005) mol／L盐酸作为消解液，于(37±2)℃模拟胃酸条件下提取样品。

2.2 样品用量的选择

分别称取0.5，1.0，2.0 g颜料样品,按1.2方法处理，定容至5 mL，在1.4条件下平行测定，测定结果见表1。由表1可知，称取0.5 g样品时，干扰较小，测定效果好，因此选择样品用量为0.5 g。

表1 不同样品用量的测定结果

2.3 分析谱线的选择

根据背景等效浓度值、检出限、相对灵敏度、信噪比和强度等因素的综合考虑，在仪器推荐波长中，确定各元素分析谱线［15］，见表 2。

表2 各元素分析谱线、线性范围、线性方程、相关系数及检出限

2.4 线性方程及检出限

在1.4仪器工作条件下，由低浓度到高浓度依次测定系列混合标准工作溶液，以光谱强度(Y)为纵坐标，各元素的质量浓度(X)为横坐标，绘制标准工作曲线。测定空白溶液12次，得出标准偏差，以3倍标准偏差作为方法的检出限［14］。各元素分析谱线、线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表2。由表2可知，各元素的质量浓度在0.0～6.0 mg／L范围内与光谱强度有良好的线性关系，相关系数均大于0.999。

2.5 精密度试验

将蜡笔样品按1.2方法处理后，加入25 mL锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒混合液体标准样品，在1.4仪器工作条件下进行平行测定6次，测定结果见表3。由表3可知，测定结果的相对标准偏差为0.7%～2.1%，表明该方法精密度较高。

表3 精密度试验结果

2.6 加标回收试验

将油画棒样品按1.2方法处理后，加入25.00 μg锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒混合液体标准样品，在1.4仪器工作条件下平行测定，计算加标回收率，测定结果见表4。由表4可知，加标试验回收率在94.2%～102.4%之间，满足GB／T 27404-2008 《实验室质量控制规范 食品理化检验》的要求［16］，表明该方法准确度较高。

表4 加标回收试验结果

3 结语

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定学生用品中锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒8种可迁移元素的含量。模拟学生用品被吞咽后与胃酸持续接触一段时间，对溶出物进行处理后测定。该方法具有简单快速，成本低，效率高，基体效应小，线性范围较宽，测定结果准确可靠等优点，适用于同时测定学生用品中8种可迁移元素。

［1］陈建军，刁春霞，叶平，等.泰州市学生用品卫生安全现状调查分析［J］.中国农村卫生事业管理，2016，36(11)： 51-52.

［2］GB 21027-2007 学生用品的安全通用要求［S］.

［3］范文秀，黄建华，游红伟.文具中可溶性铅和镉的测定［J］.光谱实验室，2006，23(2)： 118-294.

［4］石焕桥.儿童玩具及学习用品中可溶性铅含量的检测分析［J］.中国卫生检验杂志，2005，15(4)： 471-472.

［5］GB／T 5009.13-2003 食品中铜的测定［S］.

［6］刘峻，陈静茹，秦紫明，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定文教用品中17种元素含量［J］.理化检验：化学分册，2012，48(8)： 993-994.

［7］杨小刚，杜昕，姚亮. ICP-AES技术应用的研究进展［J］.现代科学仪器，2012(3)： 142-147.

［8］潘海燕. ICP-OES同时测定饮用水中多种金属离子［J］.环境研究与监测，2008，21(4)： 22-24.

［9］傅慧敏，周益奇，王巧环.氢化物发生电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定土壤中十四种微量元素［J］.环境化学，2013，32(6)： 1 094-1 095.

［10］JY／T 015-1996 感耦等离子体原子发射光谱方法通则［S］.

［11］GB 6675.4-2014 玩具安全 第4部分：特定元素的迁移［S］.

［12］GB 30419-2013 玩具材料中可迁移元素锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法［S］.

［13］GB 26193-2010 玩具材料中可迁移元素锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒的测定 电感耦合等离子体质谱法［S］.

［14］GB／T 5009.1-2003 食品卫生检验方法理化部分总则［S］.

［15］GB／T 27404-2008 实验室质量控制规范 食品理化检验［S］.

Determination of 8 Kinds of Removable Elements in Students’ Supplies by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry

Sun Youe, Li Yichen, Cheng Chunyan, Zhao Lijuan, Jin Xiaolong
(Chizhou Institute of Product Quality Supervision amp; Inspection, Chizhou 247000, China)

A method was established for determination of 8 kinds of removable elements including antimony, arsenic,barium, cadmium, chromium, lead, mercury and selenium in students’supplies by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. After being crushed and sieved, with 0.07 mol／L hydrochloric acid as the digestion solution, the samples were oscillated continuously at the temperature of (37±2)℃for 1 h without light. 8 kinds of removable elements were determined under the selected working conditions. The mass concentration of each element had a good linear relationship with the spectral intensity in the range of 0.0-6.0 mg／L, the linear correlation coefficients were more than 0.999, and the detection limits were 0.002 7-0.075 mg／L. The relative standard deviations of detection results were 0.7%-2.1%(n=6),the recoveries of samples were 94.2%-102.4%. The method is simple and stable, and it can be used for determination of removable elements in students’supplies.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; students’supplies; removable elements

O657.31 文献标识码：A 文章编号：1008-6145(2017)06-0045-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.011

联系人：孙有娥；E-mail： sunyoue2007@163.com

2017-09-30