油漆及涂层中总铅含量测定方法

摘要：本文提出了一次消解法用于测定油漆及涂层中总铅含量。该方法优化了试样质量和消解液的比例，简化了湿法消解的步骤，在保证测试质量的前提下缩短了加热时间，并结合实际需要调整了酸匹配的酸度，最后使用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-OES）进行定量分析。该分析方法快速、简单、经济，精密度和回收率高，仪器稳定性好，具有很好的重现性和准确度。
铅是目前环境中含量最大的重金属污染物。铅对人体的毒害是累积性和无阈值性的，人体接触、吸入、吸食含铅物质后会对神经、血液、骨髓等系统造成严重的损害。随着油漆涂层广泛应用于电子电器、儿童玩具、室内装饰各类消费产品，油漆涂层成为人们生活环境中受到铅污染危害的重要媒介。油漆涂层中铅含量超标问题不容忽视。美国环境保护署要求油漆中含铅量不超过0.5%。CPSIA自2009年起规定儿童玩具、首饰和家具产品表面涂层的总铅限值由600mg/kg降为90mg/kg[1]。欧盟RoHS指令要求电子电气产品铅含量不超过0.1%，这也间接限制了电子电气产品中涂料的铅含量。我国对电子电气产品的铅含量要求与欧盟一致[2]，对内墙涂料中可溶性铅的含量要求不得高于90mg/kg[3]。
目前测定油漆及涂层中总铅的方法一般是采用微波消解或湿法消解[4-6]，然后通过火焰原子吸收光度法、石墨炉原子吸收分光光度法或电感耦合等离子发射光谱法（ICP-OES）进行定量。微波消解具有速度快，稳定性好，回收率高的优点，但消解仪的实际操作时间较长且盘位有限，不适宜作大量样品的同时处理。而湿法消解耗时太长，大量样品检测时所需的时间跟人力成本太高。如AOAC官方方法974.02[4]测定铅含量消解时间为3小时；ASTME1645-01：2007[5]标准和国标GB/T22788-2008[6]测定铅含量时经过多次消解操作，消解时间远超过3小时，实际处理一批样品长达5~6小时。并且标准方法最后测定总铅的回收率并不是很理想。
本文综合国内外常用标准的湿法消解方法，对油漆及涂层样品总铅测试方法进行了优化。分别考察了试样质量、消解液体积、加热时间、酸匹配四个影响因素，最后采用一次消解法制备试样用于ICP-OES分析，得到了理想的分析结果。
1.试验部分
1.1仪器和试剂
1.1.1仪器：
a) 电感耦合等离子发射光谱仪
型号：PerkinElmerOptima5300DV；射频功率：1300W；冷却气流量：12L/min；雾化气流量：0.5L/min；辅助气流量：0.2L/min；试样提升量：1.5ml/min；观测窗观测方式：轴向观测；积分时间：1-5s自动积分；延迟时间：20s。
b)电热消解仪：仪器公司EHD-36；140℃；
c)电子天平：瑞士梅特勒公司，感量值0.1mg，XS-204型。
1.1.2试剂：
a)涂层标准样品，编号：RMA003(LC2012000005)，Pb参考值（135.0±10.0）mg/kg；
b)铅标准溶液：编号：GSBG62071-90(8201)，批号：13100982，1000mg/kg；
c)硝酸：ρ=1.40g/mL，痕量金属级；
d)双氧水：ρ=1.465g/mL(20℃)，分析纯；
e)水：BSENISO3696-1995[7]规定的一级水。
1.2校准工作溶液的制备
1.2.1一级混合储备液配制
移取1.0ml铅（2.1.2c）标准溶液于20ml容量瓶，以水定容，得到浓度为均为50mg/L的铅标准储备液。
1.2.2校准工作溶液的制备
a) 分别移取0.0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0ml一级混合储备液于50ml容量瓶中，加入2mL硝酸溶液定容至50ml。得到系列浓度为0.0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0mg/L的校准工作溶液（酸度4%）。
b) 除加入0.5mL硝酸溶液外其他与2.2.2a相同，得到系列浓度为0.0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0mg/L的校准工作溶液(酸度1%)。
1.3校准曲线的建立
在仪器上建立分析方法，选择最灵敏的220.353nm谱线进行分析，避免干扰。溶液进样顺序为：校准空白溶液→试剂空白溶液→校准工作溶液（浓度从低到高的顺序进样）→样品溶液，以铅元素强度与铅元素浓度的关系建立校准曲线。铅的标准曲线相关系数R2大于0.9999。
1.4试验方法
一次消解法：称取适量的（0.1g或0.2g）涂层标准样品于50mL比色管，电热消解仪预先升温至80~100℃，然后消解均在140℃进行。一次性加入相应量浓硝酸和双氧水进行热消解1~3h，待消解完成后，用超纯水冲洗比色管3次，过滤残渣，合并滤液定容至50ml。滤液应尽快用于仪器分析，使用1.2.2a进行校准。各对照组具体的消解参数见表1和表2所示。除不加样品外，按照与制备待测溶液相同的方法制备相应的试剂空白。
标准方法：称取0.25g涂层样品于50mL比色管，具体消解程序参见ASTME1645-012007热板或微波消解测定干漆样品总铅，最后定容至50mL。仪器分析使用1.2.2b进行校准。

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