ICP—MS法测定玩具材料中17种可迁移元素含量不确定度分析.docVIP

ICP—MS法测定玩具材料中17种可迁移元素含量不确定度分析 　　摘要：采用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）对玩具材料中必威体育精装版规定的17种可迁移重金属元素进行测定，分析了影响测量不确定度的主要来源，对样品前处理过程、样品的称量、标准溶液的配置、曲线拟合、样品溶液测量重复性等影响不确定度的分量进行了分析和合成。17种可迁移元素分析相对扩展不确定度在5.85% ～20.71%之间。证明该方法能满足实验认证认可对测量不确定度的要求。 　　关键词：玩具材料 元素迁移 ICP—MS 不确定度 　　引言 　　玩具作为广大儿童喜爱的消费品，其在生产过程中为了增加其美观，经常加入各类添加剂，致使其中含有多种重金属元素，对少年儿童产生严重的危害。因此，国内外各标准包括欧洲、美国玩具安全标准均对重金属含量进行了限制。测定玩具材料中铅、镉、锡、汞等有害的组分的含量成为判定玩具是否合格的一个重要手段。ICP—MS能够简便快速、准确地同时测定多种元素，对许多元素的检出限可达pg/mL级，是超痕量、多元素分析的最佳技术，在玩具材料的检测领域得到广泛的应用。所以本文依据JJF1059— 19995《测量不确定度评定与表示》[1]与《测量不确定度手册》[2]，对ICP—MS法测定玩具中铝、锑、砷、钡、硼、镉、铬、钴、铜、铅、锰、汞、镍、硒、锶、锡、锌等欧盟指令2009/48/EC限用的17种可迁移元素含量的不确定度进行分析[3]。从而，建立起准确、合理的玩具重金属分析不确定度的评估方法。 　　1、.实验部分 　　1.1 仪器及试剂 　　1.1.1 仪器 　　安捷伦公司 Aglient7700X 型ICP—MS， Milli—Q超纯水处理系统，恒温水浴振荡器。 　　标准溶液： 1000mg /L Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Cd、Sb、Pb 、Hg、B、Al 、Ba均为1000mg /L， Sn（500mg/L），均购自国家标准物质中心。水为超纯水，电阻率18. 2 MΩ·cm。所用试剂均为优级纯。 　　质谱调谐液：Li、Y、Ce、Tl、Co（C=10ng/L）；内标溶液：Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi （C=1μg/L）。 　　1.2 设备条件 　　使用1μg/L的调谐液对仪器条件进行最优化，最优化参数为： 　　射频功率：1600W；载气流速：1.00L/min；采样深度：8.1mm；雾化室温度：2℃；蠕动泵转速：0.2r/min；雾???器：Barbinton；四极杆电压—16V，八极杆电压—18V；采样锥类型：Ni；样品提升速度：0.20r/min；采集模式：Spectrum；点数/质量：3；重复取样次数：3次。 　　1.3 实验方法 　　在室温下采用机械刮削方法从测试样品上获取材料，在不超过25℃环境温度条件下将样品粉碎。从能通过孔径为0.5mm的金属筛规的筛分材料中获取0.2000g的粉末。试样置于具塞三角瓶中，将10ml温度为37℃士2℃，C（ HCl）=0.07mol/L盐酸溶液与测试试样混合。摇动1 min，检查混合液的酸度。一边摇动混合物，一边逐滴加人约等于2mol/L的盐酸溶液直至pH值达到1.0～1.5。将混合物避光，在温度为37℃士2℃时振荡1h，然后在37℃士2℃放置1h。使用滤膜过滤器过滤，用ICP—MS测定滤液中17种元素的含量。 　　1.4 标准工作溶液的配制 　　用0. 07 mol /L HCl 介质将标准溶液逐级稀释，各元素系列浓度均为0、5、10、20、50、100μg /L 　　2、.不确定度的评定 　　2.1 不确定度数学模型 　　， 其中 　　式中：叫 为可迁移元素的含量，mg·kg—1；C为样品溶液可迁移元素的浓度，μg·L—1；V为样品溶液的定容体积，mL；m为土壤取样量，g。 　　因此，本试验中不确定度来源主要有：标准溶液及工作曲线配制过程引起的不确定度， 最小二乘法拟合工作曲线产生的不确定度， 样品测量重复性引起的不确定度，样品萃取溶液体积引起的不确定，样品前处理引起的不确定度。 　　2.2 不确定度来源分析 　　2.2.1 称量样品带来的不确定度 　　称量样品所用天平为电子分析天平，最小分值为0.1 mg。根据检定证书，该天平全量程法定允差为±0.0010，准确称量0.200 0 g样品，最大允许差士1 mg，按均匀分布计算（B类），标准不确定度为 。由于该天平的分辨率为0.0001g，根据规范[1]，计算分辨率产生的不确定度： 　　。 　　计算合成不确定度： 　　。 　　计算样品称量引起的相对标准不确定度： 　　2.2.2 萃取用盐酸体积V的不确定度 　　玩具可溶性有害元素分析采用10ml移液管加入0.07mol/L盐酸萃取液，其体积不确定度一般有：容量仪器校准、测量