CN102590183A - 微波消解-icp-aes法定量筛选橡胶和塑料制品中高关注物质的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及橡胶和塑料制品中高关注物质定量筛选的检测方法，尤其涉及一种使用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法定量筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的检测方法。微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑料制品中高关注物质的检测方法，该方法采用硝酸+过氧化氢+氟硼酸为消解体系，采用基体匹配方式配制标准溶液系列，消除硝酸及氟硼酸对电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钴、砷、铬、锡和铅的严重抑制干扰，采用定量筛选的方法，可以高效、简便、快速的筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质。

Description

微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑料制品中高关注物质的检测方法

技术领域

本发明涉及橡胶和塑料制品中高关注物质定量筛选的检测方法，尤其涉及一种使用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法定量筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的检测方法。

背景技术

欧盟议会和理事会关于《化学品注册、评估、许可和限制》的（EC）1907/2006法规即欧盟REACH法规已于2007年6月1日实施，该法规规定进入欧盟的化学品若高关注物质（SVHC）“质量百分浓度”超过0.1%，且“高关注物质”总吨位大于1吨/年的物品，其生产企业或供应商必须向欧洲化学品管理署（ECHA）通报。高关注物质是指具有致癌、致畸及生殖毒性、持久累积毒性或高持久累积毒性，会对人类健康或环境造成严重危害的物质。欧洲化学品管理署于2008年10月至2011年12月期间共公布六批、共计73种高关注物质，其中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质包括二氯化钴、砷酸氢铅、三氧化二砷、五氧化二砷、三乙基砷酸酯、双三丁基氧化锡、重铬酸钠、铬酸铅、钼铬红、铬橙、铬酸钠、铬酸钾、重铬酸铵、重铬酸钾、硫酸钴、硝酸钴、碳酸钴、醋酸钴、三氯化铬、铬酸、重铬酸、铬酸锶、铬酸铬、氢氧化铬酸锌钾、锌黄、砷酸、砷酸钙、砷酸铅、叠氮化铅、2，4，6-三硝基苯二酚铅和苦味酸铅等30多种物质，它们广泛应用于塑料、橡胶、染料、油漆、涂料等多个领域，有可能残留在橡胶和塑料制品中进而危害人类的健康。REACH法规对我国工业消费品出口形成了一个新的技术壁垒，企业最重要的是需知道产品中是否含高关注物质，其质量含量是否超过0.1%，以防产品因高关注物质问题被欧盟召回导致经济损失。这势必引起一轮新的高关注物质检测热，使我国企业出口成本增加。

目前，国内外尚无橡胶和塑料制品中高关注物质二氯化钴、砷酸氢铅、三氧化二砷、五氧化二砷、三乙基砷酸酯、双三丁基氧化锡、重铬酸钠、铬酸铅、钼铬红、铬橙、铬酸钠、铬酸钾、重铬酸铵、重铬酸钾、硫酸钴、硝酸钴、碳酸钴、醋酸钴、三氯化铬、铬酸、重铬酸、铬酸锶、铬酸铬、氢氧化铬酸锌钾、锌黄、砷酸、砷酸钙、砷酸铅、叠氮化铅、2，4，6-三硝基苯二酚铅和苦味酸铅等物质的检测方法，也无橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的定量筛选方法，同时也未见采用微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的检测方法文献报道。因此，开展橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的定量筛选方法研究，对于应对欧盟REACH法规、破解国外技术壁垒、减少企业出口成本有着重要的作用。

发明内容

为了解决橡胶和塑料制品中高关注物质检测的难题，本发明的目的是提供一种利用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法定量筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的检测方法，该方法具有灵敏、准确、快速、简便的特点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑料制品中高关注物质的检测方法，所述的高关注物质为钴、砷、铬、锡和铅，所述的检测方法包括以下的步骤：

一、微波消解

1、将样品剪碎或冷冻粉碎；

2、准确称取0.2g，精确至0.1mg，试样置于100mL微波消解罐中，加入6mL浓硝酸、2mL过氧化氢和1mL氟硼酸，加盖，置于夹持装置中，放入微波消解仪进行微波消解；

3、消解程序结束后，冷却至室温，将溶液转移至50mL容量瓶中，用水洗涤消解罐及盖子3次，洗涤液并入容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，待测；

4、微波消解程序如下：功率1200W；

步骤1）,120℃，升温5min，保持5min；

步骤2）,215℃，升温10min，保持50min；

二、空白试验

按照一方法处理没有与待测样品接触的试剂；

三、电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定

电感耦合等离子体原子发射光谱仪选用检测器VistaChipCCD；测定条件如下：

1) RF发射功率：1.20KW；

2) 工作频率：40MHz；

3) 等离子气流量：15.0L/min；

4) 辅助气流量：1.50L/min；

5) 雾化气流量：0.55L/min；

6) 观察高度：10mm；

7) 进样延时：25s；

8) 稳定延时：15s；

9) 一次读数时间：8s；

10) 读数次数：3次；

11) 清洗时间：10s；

12) 泵速：15rpm；

13) 扣除背景方式：Fitted光谱拟合技术； 

14) 待测元素分析波长:Co 230.786,As 193.696,Cr 267.716,Sn 189.927, Pb 220.353nm；

四、定量筛选

根据欧盟REACH法规对高关注物质的限量要求，微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑

料制品中钴、砷、铬、锡和铅的筛选合格限分别为 203mg/kg、167mg/kg、89.8mg/kg、398mg/kg、312mg/kg；

如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都低于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质都合格，无需进一步采用其他方法验证确认；如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都高于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质需进一步采用其他方法验证确认。

本发明由于采用了上述的技术方案，采用硝酸+过氧化氢+氟硼酸为消解体系，采用基体匹配方式配制标准溶液系列，消除硝酸及氟硼酸对电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钴、砷、铬、锡和铅的严重抑制干扰，采用定量筛选的方法，可以高效、简便、快速的筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质。本发明只需要进行简单前处理就可以同时定量筛选30多种高关注物质，是证明产品符合SVHC供应链沟通要求的一项节省成本的方法。钴、砷、铬、锡和铅的测定低限分别为5mg/kg、10mg/kg、5mg/kg、10mg/kg、10mg/kg。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

本发明的微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法定量筛选橡胶和塑料制品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质的检测方法，该方法包括以下步骤：

一、样品前处理方法

1、微波消解

将样品剪碎或冷冻粉碎。准确称取0.2g（精确至0.1mg）试样置于100mL微波消解罐中，

加入6mL浓硝酸、2mL过氧化氢和1mL氟硼酸，加盖，置于夹持装置中，放入微波消解仪进行微波消解。消解程序结束后，冷却至室温，将溶液转移至50mL容量瓶中，用水洗涤消解罐及盖子3次，洗涤液并入容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，待测。

微波消解程序如下：功率1200W，步骤1,120℃，升温5min，保持5min；步骤2,215℃，

升温10min，保持50min。

2、空白试验

按照一方法处理没有与待测样品接触的试剂。

二、电感耦合等离子体原子发射光谱仪器测定条件 

1) RF发射功率：1.20KW；

2) 工作频率：40MHz；

3) 等离子气流量：15.0L/min；

4) 辅助气流量：1.50L/min；

5) 雾化气流量：0.55L/min；

6) 观察高度：10mm；

7) 进样延时：25s；

8) 稳定延时：15s；

9) 一次读数时间：8s；

10) 读数次数：3次；

11) 清洗时间：10s；

12) 泵速：15rpm；

13) 扣除背景方式：Fitted光谱拟合技术； 

14) 待测元素分析波长:Co 230.786,As 193.696,Cr 267.716,Sn 189.927, Pb 220.353nm。

三、定量筛选

根据欧盟REACH法规对高关注物质的限量要求，微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑

料制品中钴、砷、铬、锡和铅的筛选合格限分别为203mg/kg、167mg/kg、89.8mg/kg、 398mg/kg、312mg/kg。

 实验结果中，如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都低于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质都合格，无需进一步采用其他方法验证确认；如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都高于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质需进一步采用其他方法验证确认。

四、线性关系和测定低限

实验中待测元素混合标准工作溶液是由混合标准溶液逐级稀释而成，介质为5%硝酸和2%氟硼酸。钴、砷、铬、锡和铅标准溶液系列浓度均为0.10,0.50,1.0,2.0,5.0 mg/L。在本法所确定的实验条件下进样，测定其净发射强度，以浓度C（mg/mL）为横坐标，净发射强度y为纵坐标，分别绘制5种元素标准工作曲线。钴、砷、铬、锡和铅的标准工作曲线线性方程及相关系数见表1。

表1  钴、砷、铬、锡和铅的标准工作曲线线性方程及相关系数

元素	线性范围	线性方程	相关系数
				钴	(0—5.0) mg/L	y=1.74×103C + 3.5	0.9998
砷	(0—5.0) mg/L	y=1.56×102C +1.7	0.9998
				铬	(0—5.0) mg/L	y=2.94×103C +28.5	0.9999
锡	(0—5.0) mg/L	y=8.98×10C + 2.1	0.9999
				铅	(0—5.0) mg/L	y=2.99×102C + 14.7	0.9999

本方法的测定低限见表2：

表2  方法的测定低限

元素	钴	砷	铬	锡	铅
						测定低限（mg/kg）	5	10	5	10	10

五、回收率及精密度试验

空白样品中分别添加三个不同浓度水平的5个元素混合标准溶液，钴、砷、铬、锡和铅的添加浓度均为0.50,1.0,2.0 mg/L。回收率范围及精密度数据见表3。

表3  钴、砷、铬、锡和铅的添加浓度、回收率范围及RSD的实验数据

Claims (1)

1.微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑料制品中高关注物质的检测方法，其特征在于：所述的高关注物质为钴、砷、铬、锡和铅，所述的检测方法包括以下的步骤：

一、微波消解

1、将样品剪碎或冷冻粉碎；

2、准确称取0.2g，精确至0.1mg，试样置于100mL微波消解罐中，加入6mL浓硝酸、2mL过氧化氢和1mL氟硼酸，加盖，置于夹持装置中，放入微波消解仪进行微波消解；

3、消解程序结束后，冷却至室温，将溶液转移至50mL容量瓶中，用水洗涤消解罐及盖子3次，洗涤液并入容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，待测；

4、微波消解程序如下：功率1200W；

步骤1）,120℃，升温5min，保持5min；

步骤2）,215℃，升温10min，保持50min；

二、空白试验

按照一方法处理没有与待测样品接触的试剂；

三、电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定

电感耦合等离子体原子发射光谱仪选用检测器VistaChipCCD；测定条件如下：

1) RF发射功率：1.20KW；

2) 工作频率：40MHz；

3) 等离子气流量：15.0L/min；

4) 辅助气流量：1.50L/min；

5) 雾化气流量：0.55L/min；

6) 观察高度：10mm；

7) 进样延时：25s；

8) 稳定延时：15s；

9) 一次读数时间：8s；

10) 读数次数：3次；

11) 清洗时间：10s；

12) 泵速：15rpm；

13) 扣除背景方式：Fitted光谱拟合技术； 

14) 待测元素分析波长:Co 230.786,As 193.696,Cr 267.716,Sn 189.927, Pb 220.353nm；

四、定量筛选

根据欧盟REACH法规对高关注物质的限量要求，微波消解-ICP-AES法定量筛选橡胶和塑

料制品中钴、砷、铬、锡和铅的筛选合格限分别为 203mg/kg、167mg/kg、89.8mg/kg、398mg/kg、312mg/kg；

如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都低于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质都合格，无需进一步采用其他方法验证确认；如果钴、砷、铬、锡和铅的测试结果都高于筛选合格限，则样品中钴、砷、铬、锡和铅高关注物质需进一步采用其他方法验证确认。