鎘元素目前已是公認的對環境和入類可造成傷害的有毒有害元素。特別是在塑料製品中,作為穩定劑和顏料而大量使用鎘化合物,這些塑料廢棄物將對(duì)環境造成巨大汙染。國外,尤其是歐共體國家對塑料玩具及包(bāo)裝材料中鎘含量已(yǐ)製定(dìng)了嚴格的法規。玩具產品中大量使用塑料材料,鎘含量限製法規影響了我國塑料玩具(jù)的出口。為了(le)使我國出口玩具(jù)產品能滿足國外法規的要求,促進我國出口玩具業的發展,必須研究一種(zhǒng)能(néng)廣泛、快速、準確地測定各種塑料材料(liào)中鎘含量的測試方(fāng)法。本文用微波加壓消解溶樣,ICP-AES法測定玩具塑料中鎘含量。
試驗
儀器與試劑
微波(bō)消解儀(A6) 鎘標準儲備液
試劑(jì)均為優級純
微波消解儀采(cǎi)用(yòng)316超厚不鏽鋼微波腔體,具有50L超大(dà)體積的腔體容(róng)積及多層防腐工藝處理;雙溫度傳感設計,精準監控溫度;係統內置EPA檢(jiǎn)測方法,操作界麵簡潔;開門自動停止微波,安全防護防爆(bào)設計,故障儀器自檢(jiǎn)排除係統,是您實驗消解的智(zhì)能助手。
樣(yàng)品處理
將玩具塑料樣品剪切成5mm左右,稱(chēng)取樣品0.2000g於微(wēi)波(bō)消(xiāo)解罐(guàn)中,加入硝酸(suān)5ml並(bìng)滴加適量硫酸(suān),蓋好溶樣罐蓋,放入爐腔(qiāng)。設定程序進行消(xiāo)解,消解程序分為(wéi)三個階段,第一階段:最高壓力為0.7MPa,時間15min,恒壓時間8min;第二階段:最(zuì)高(gāo)壓力1.05MPa,時(shí)間(jiān)10min,恒壓時間8min;第三(sān)階段:最高壓力1. 4MPa,時間(jiān)10min,恒(héng)壓時間5min。上述步驟結束大部分塑料樣品已(yǐ)經能全(quán)部消解,溶液澄清。由於塑料材質不同,極少數塑料樣品在(zài)該步驟完成後溶液顏色較深,不透明,此時加幾滴高氯酸,仍分三階段(duàn)消解,壓力(lì)不變,但第一(yī)階段的時間為10min,恒壓時間統一為5min。該步驟結束後,樣品完全消解,溶液澄清,將溶液移入50ml容(róng)量瓶中,以純水定容(róng),於過濾。溶液待測。
儀器測定
用鎘標準溶液繪製鎘標準工作曲線,進行空白和樣品測定。
微波消解試劑(jì)及程序的選擇
試驗過程中分別用硝酸、硫酸過氧化氫、硫酸-硝酸(suān)三種消(xiāo)解體係觀察對玩(wán)具塑料樣品的消解情況,硫酸過氧化氫能在濕法消解中消(xiāo)解(jiě)塑料樣品,但(dàn)在微波消解中幾乎(hū)不能消解,大部(bù)分樣品仍為固體狀;而硝酸能消解大部分塑料樣品,但對(duì)有些樣品有結塊現象,溶液為混濁的懸浮液,硫酸硝酸消解塑料樣品(pǐn)溶液澄清透明,若有溶液顏色較深不(bú)透(tòu)明時,滴加少量高氯(lǜ)酸繼續消解,最終溶液澄清透明。本(běn)法選擇硫酸硝酸作為微波消解試劑(jì)。
塑料樣品的消解是相當困難的,必須控製(zhì)好壓力及保溫時間,壓力太低及保持時間短均不能使樣品完全(quán)消解,考慮到塑料樣品的(de)消解時間(jiān)較長,因此消解分三(sān)步進行。試驗(yàn)中考察了表1所列5種壓力情況下對某塑料樣品消解的影響,隨著壓力(lì)的增加,消解越(yuè)來越完善,當(dāng)壓力達到1. 4MPa以上,結果趨(qū)於平(píng)穩,說明樣品已(yǐ)消解完全(quán),壓(yā)力繼續增(zēng)大對(duì)結果幾乎沒有影響。但壓力過高會減少(shǎo)微波消解罐的使用壽命,本法選擇壓力不超過1. 4MPa。
方法的準確度及精密(mì)度
塑料標樣的分析(xī)結果
用本法提供的微波消解(jiě)條件及ICP測試條(tiáo)件對聚乙烯塑料標準樣品(VDA001,VDA002,VDA003)分別平(píng)行測定7次,測定結果見表2。
回收率(lǜ)試(shì)驗
本法對三種不同(tóng)塑料樣品A,B,C進行加標回收試驗,回收率在96. 6%~104. 5%之間,結果見表3。結果表明本法能滿足塑(sù)料樣品的分析要求。
玩具塑料樣品不同處理方法結果比較
由(yóu)於鎘為低溫元素(sù),高溫下易揮發,試驗過(guò)程中對塑料樣品在500℃條件下馬弗爐幹法灰化,回收率僅為50%~60%,而加MgCO3作為保(bǎo)護劑(jì)的情況下回收率也不(bú)超過85%左右,而溫度低於500℃,塑(sù)料(liào)樣品(pǐn)灰化不完全。因(yīn)此幹法灰化(huà)對處理塑料樣品不理想。本法所用微波消(xiāo)解溶樣法檢測結果(guǒ)與濕法消解結果一致,見表4。
用微波消解溶樣法相當明(míng)顯(xiǎn)地減少了試劑(jì)消耗量,大(dà)大地縮短了溶樣周期(qī),溶樣在密閉環境中進行,即改善了操作環境,也保護了操作人員(yuán)的(de)身體健康。本方法(fǎ)微波消(xiāo)解過程非常快速,ICP-AES法測定高含量時,可減少多次稀釋造成的麻煩和稀釋可能引進的誤差。完全能滿足歐(ōu)洲出口玩具標準對玩具塑料中鎘含量(liàng)限製的要求。是一個(gè)快速(sù)、簡便、準確的(de)檢測方法。