鎘元素目前已是公認的對環(huán)境和入類(lèi)可造成傷害的有毒有害元素。特別是在塑料制品中,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環(huán)境造成巨大污染。國外,尤其是歐共體國家對塑料玩具及包裝材料中鎘含量已制定了嚴格的法規。玩具產(chǎn)品中大量使用塑料材料,鎘含量限制法規影響了我國塑料玩具的出口。為了使我國出口玩具產(chǎn)品能滿(mǎn)足國外法規的要求,促進(jìn)我國出口玩具業(yè)的發(fā)展,必須研究一種能廣泛、快速、準確地測定各種塑料材料中鎘含量的測試方法。本文用微波加壓消解溶樣,ICP-AES法測定玩具塑料中鎘含量。
試驗
儀器與試劑
微波消解儀(A6) 鎘標準儲備液
試劑均為優(yōu)級純
微波消解儀采用316超厚不銹鋼微波腔體,具有50L超大體積的腔體容積及多層防腐工藝處理;雙溫度傳感設計,精準監控溫度;系統內置EPA檢測方法,操作界面簡(jiǎn)潔;開(kāi)門(mén)自動(dòng)停止微波,安全防護防爆設計,故障儀器自檢排除系統,是您實(shí)驗消解的智能助手。
樣品處理
將玩具塑料樣品剪切成5mm左右,稱(chēng)取樣品0.2000g于微波消解罐中,加入硝酸5ml并滴加適量硫酸,蓋好溶樣罐蓋,放入爐腔。設定程序進(jìn)行消解,消解程序分為三個(gè)階段,第一階段:最高壓力為0.7MPa,時(shí)間15min,恒壓時(shí)間8min;第二階段:最高壓力1.05MPa,時(shí)間10min,恒壓時(shí)間8min;第三階段:最高壓力1. 4MPa,時(shí)間10min,恒壓時(shí)間5min。上述步驟結束大部分塑料樣品已經(jīng)能全部消解,溶液澄清。由于塑料材質(zhì)不同,極少數塑料樣品在該步驟完成后溶液顏色較深,不透明,此時(shí)加幾滴高氯酸,仍分三階段消解,壓力不變,但第一階段的時(shí)間為10min,恒壓時(shí)間統一為5min。該步驟結束后,樣品完全消解,溶液澄清,將溶液移入50ml容量瓶中,以純水定容,于過(guò)濾。溶液待測。
儀器測定
用鎘標準溶液繪制鎘標準工作曲線(xiàn),進(jìn)行空白和樣品測定。
微波消解試劑及程序的選擇
試驗過(guò)程中分別用硝酸、硫酸過(guò)氧化氫、硫酸-硝酸三種消解體系觀(guān)察對玩具塑料樣品的消解情況,硫酸過(guò)氧化氫能在濕法消解中消解塑料樣品,但在微波消解中幾乎不能消解,大部分樣品仍為固體狀;而硝酸能消解大部分塑料樣品,但對有些樣品有結塊現象,溶液為混濁的懸浮液,硫酸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(shí),滴加少量高氯酸繼續消解,最終溶液澄清透明。本法選擇硫酸硝酸作為微波消解試劑。
塑料樣品的消解是相當困難的,必須控制好壓力及保溫時(shí)間,壓力太低及保持時(shí)間短均不能使樣品完全消解,考慮到塑料樣品的消解時(shí)間較長(cháng),因此消解分三步進(jìn)行。試驗中考察了表1所列5種壓力情況下對某塑料樣品消解的影響,隨著(zhù)壓力的增加,消解越來(lái)越完善,當壓力達到1. 4MPa以上,結果趨于平穩,說(shuō)明樣品已消解完全,壓力繼續增大對結果幾乎沒(méi)有影響。但壓力過(guò)高會(huì )減少微波消解罐的使用壽命,本法選擇壓力不超過(guò)1. 4MPa。
方法的準確度及精密度
塑料標樣的分析結果
用本法提供的微波消解條件及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(jiàn)表2。
回收率試驗
本法對三種不同塑料樣品A,B,C進(jìn)行加標回收試驗,回收率在96. 6%~104. 5%之間,結果見(jiàn)表3。結果表明本法能滿(mǎn)足塑料樣品的分析要求。
玩具塑料樣品不同處理方法結果比較
由于鎘為低溫元素,高溫下易揮發(fā),試驗過(guò)程中對塑料樣品在500℃條件下馬弗爐干法灰化,回收率僅為50%~60%,而加MgCO3作為保護劑的情況下回收率也不超過(guò)85%左右,而溫度低于500℃,塑料樣品灰化不完全。因此干法灰化對處理塑料樣品不理想。本法所用微波消解溶樣法檢測結果與濕法消解結果一致,見(jiàn)表4。
用微波消解溶樣法相當明顯地減少了試劑消耗量,大大地縮短了溶樣周期,溶樣在密閉環(huán)境中進(jìn)行,即改善了操作環(huán)境,也保護了操作人員的身體健康。本方法微波消解過(guò)程非??焖?,ICP-AES法測定高含量時(shí),可減少多次稀釋造成的麻煩和稀釋可能引進(jìn)的誤差。完全能滿(mǎn)足歐洲出口玩具標準對玩具塑料中鎘含量限制的要求。是一個(gè)快速、簡(jiǎn)便、準確的檢測方法。