鎘元素目前已是公認的對環境和入類可(kě)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(hé)物,這些塑料廢棄物將對環境造成巨大汙染。國(guó)外,尤其是歐共體國家對塑料玩具及包裝材料中鎘含量已(yǐ)製定了(le)嚴格的法(fǎ)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的出口。為了使我國出口玩具(jù)產品能滿(mǎn)足國外法規的要求,促進(jìn)我(wǒ)國出口玩具業的發展,必(bì)須研究(jiū)一種能廣泛、快速、準確地測(cè)定各種塑料(liào)材料中鎘含量的測試方法。本文用微波加壓消解溶樣,ICP-AES法測定玩具(jù)塑料中鎘含量。
試驗(yàn)
儀器與試劑
微波消解(jiě)儀(yí)(A6) 鎘標準儲(chǔ)備液
試劑(jì)均為優級純
微波消解儀采用316超厚不鏽鋼微波腔體,具有50L超大(dà)體積的腔體容積及多層防腐工藝處理;雙溫度傳感設計(jì),精準監控溫度;係統內置EPA檢測方法,操作界麵簡潔;開門自動停止微波,安全防護(hù)防爆(bào)設計,故(gù)障儀器自檢排除係統(tǒng),是您實驗消解(jiě)的智能助手(shǒu)。
樣(yàng)品處理
將玩具塑料樣品剪(jiǎn)切(qiē)成5mm左右,稱取樣品0.2000g於微波消解罐中,加入硝酸5ml並滴加適量硫酸,蓋好溶樣罐蓋,放入爐腔。設定程序進行消解,消解程序(xù)分為三個階(jiē)段,第一階段:最高壓力(lì)為(wéi)0.7MPa,時間(jiān)15min,恒壓時間8min;第二階段:最高壓力1.05MPa,時(shí)間10min,恒壓時間8min;第三階段:最高壓力1. 4MPa,時間10min,恒壓(yā)時間5min。上述步驟結束(shù)大部分塑料樣品已經能全部消解,溶液澄清。由於塑料材質不同(tóng),極(jí)少數塑(sù)料(liào)樣品在該步驟完成後溶液顏色較(jiào)深,不透明,此時加幾(jǐ)滴(dī)高氯酸,仍分三階段消解,壓力不變,但第一(yī)階段的時間為10min,恒壓時間統一(yī)為5min。該步驟結束後,樣(yàng)品完(wán)全消解,溶液澄清,將溶液移入(rù)50ml容量瓶中,以純(chún)水(shuǐ)定容,於過濾。溶液待測(cè)。
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(yàng)品測定。
微波消(xiāo)解試劑(jì)及程序的選擇
試驗過程中分別(bié)用硝酸、硫酸過氧化氫、硫酸-硝酸三種消解體係(xì)觀察對玩具塑料(liào)樣品的消解情況,硫酸過(guò)氧化氫能在濕法消解中消解塑料樣品,但在(zài)微(wēi)波消解中幾乎不能消解,大部(bù)分樣品仍為固體狀(zhuàng);而硝酸能消解大部分塑料樣品,但對有些樣品有結塊現象,溶液為混濁的懸浮(fú)液,硫酸(suān)硝酸消解塑料樣品溶液澄清透明,若有溶液顏色較深不透明時,滴加少量高氯酸繼續消解(jiě),最(zuì)終溶液澄(chéng)清(qīng)透明。本法選擇硫(liú)酸硝(xiāo)酸作為微波消解試劑。
塑料樣品的(de)消解是(shì)相當困難的,必須控製好壓力及保溫時間,壓力太低及保(bǎo)持時間短均不(bú)能使(shǐ)樣品完全消解,考慮到塑料樣(yàng)品的消(xiāo)解時間較長,因此(cǐ)消解(jiě)分三步進(jìn)行。試驗中考察了表1所列(liè)5種壓(yā)力情(qíng)況下對某塑料樣品消解的影響(xiǎng),隨著壓力的增加,消解越來越完善,當(dāng)壓力達到1. 4MPa以上,結(jié)果趨於平穩,說明樣品已消解完全,壓力繼續增大對結果幾乎沒有影響。但壓力過(guò)高會減少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(jīng)密(mì)度
塑料標樣的(de)分析結果(guǒ)
用本法提供的(de)微波消解條件及ICP測試條件對聚乙烯塑料標準樣品(VDA001,VDA002,VDA003)分別平行測定7次,測定結果見表2。
回收(shōu)率試驗
本法對三(sān)種不同塑料樣品A,B,C進行加標回收試驗,回收率在96. 6%~104. 5%之間,結果見(jiàn)表3。結果表明本法(fǎ)能滿足塑料樣品的分析要求。
玩具塑料樣(yàng)品不同處理方法結果比較
由於鎘為低溫元素,高(gāo)溫下易揮發,試驗過程中對塑料樣品在500℃條件下馬弗爐幹法灰化,回收率僅為50%~60%,而(ér)加MgCO3作為保護(hù)劑的情況下回收率也不超(chāo)過85%左右,而溫度低於500℃,塑料樣品灰化不完全。因此幹法灰化對處理塑料樣(yàng)品不理想。本法(fǎ)所用微波消解溶樣法檢測結果與濕(shī)法消(xiāo)解結果一致,見表4。
用微波消解溶樣(yàng)法相當明顯(xiǎn)地減少了試劑消耗量,大大地縮短了溶樣周(zhōu)期,溶樣在密閉環境中進行,即改善了操作環境,也保護了操作人員的(de)身體健康。本方法微波(bō)消解(jiě)過程非常快(kuài)速,ICP-AES法測定高含量時,可減少多次稀釋造成的麻煩和稀(xī)釋可能引進的誤差。完全能滿足歐洲出(chū)口玩具標準(zhǔn)對玩具塑料中鎘含量限製的要求。是一個快速、簡便、準確的檢測方法。