生意社3月23日訊 隨著人們環保意識的增強，紡織品的生態安全越來越受到人們的重視，紡織品中的可萃取重金屬會通過人體的汗液進入到人體皮膚裡面，這些重金屬會嚴重危害身體健康，因此，國家明確制定了紡織品中可萃取重金屬的限量要求和檢測方法，嬰幼兒服裝標準更是將可萃取重金屬內容寫入產品標準中強制執行，可見國家對此項目的重視。
電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)技術在重金屬含量的檢測上已經得到了長足的發展，這種技術不僅檢測速度快、重現性好，還具有高靈敏度、低檢出限、寬動態範圍和多元素同時測定等優勢。但研究發現，高鹽基質的溶液會對ICP-MS儀器本身的靈敏度造成一些影響，而紡織品中的可萃取重金屬檢測所使用的酸性汗液恰恰就是高鹽的基質溶液，因此，探討檢測中如何做到避免高鹽基質對儀器測定的影響以得到更加準確的結果，具有一定的意義。
1儀器特點和參數優化
ICP-MS是一種無機元素分析技術，能夠檢測樣品中無機元素的含量。ICP-MS儀器主要包括兩大部分：電感耦合等離子體（ICP）是一種高溫離子源，能夠把引入的樣品從分子狀態變成離子狀態，形成的離子通過離子透鏡最終到達質譜檢測器；質譜（MS）是離子檢測器，檢測由ICP形成的離子。
本文使用Agilent 7500系列，採用四級杆的質譜檢測器。檢測過程是將液體樣品帶入霧化室，氣化後形成氣溶膠進入等離子體，然後在等離子體中把樣品乾燥成微小顆粒，並進一步分解成分子、原子最終變成離子，進而被引入到質譜分析系統中進行檢測。
樣品基體中存在的雙原子離子、氧化物分子等容易對測定造成幹擾。採用高鹽霧化器，可增加儀器對高鹽基體溶液的穩定性，但是同時儀器條件也要相應進行調節。通過調節儀器的各種參數使其靈敏度達到最高，氧化物、雙電荷水平達到最低，適當延長提取時間,並增加重複測定次數,可提高儀器工作參數的穩定性。經過儀器調諧試驗，所得的比較合適的儀器參數見表1。
表1試驗所得的儀器參數
項目
工作參數
項目
工作參數
發射功率/W
1500
反應模式
開啟
採樣深度/mm
10.5
檢測模式
He Gas
載氣/(L/min)
0.34
霧化室溫度/℃
2
稀釋氣/(L/min)
1.00
蠕動泵轉數/(r/s)
0.1
冷卻氣/(L/min)
15
掃描方式
跳峰
2幹擾分析和同位素確定
Oeko-tex Standard 100（2010） 和GB/T18885-2009都規定了10種限量重金屬元素，除了Hg，其他元素採用ICP-MS技術基本都能得到較好的檢測。標準規定的試驗方法是採用酸性汗液來萃取紡織品中的重金屬，並通過含量計算確定是否符合限量值。而酸性汗液基質屬於高鹽基質，含有L-組氨酸鹽酸鹽一水合物（C6H9O3N2·HCl·H2O）、氯化鈉（NaCl）和磷酸二氫鈉二水合物（NaH2PO4·2H2O）。在ICP-MS分析中，Na+、Cl-、PO4-、O2-、OH- 實際上都會對檢測元素造成一定的幹擾，載氣中存在的Ar原子也是幹擾源。
本文採用了開啟反應池的He模式，可以有效減少雙原子、氧化物等對待測元素的影響。為了更加精確的減少測定的幹擾，對待測元素選擇合適的同位素和內標物，也是非常必要的。綜合分析各種基質中存在的分子原子，確定待測的9種元素的最佳同位素和內標物如表2所示。
表2 9種元素對應的同位素和內標物
元素
Cr
Co
Ni
Cu
Zn
As
Cd
Sb
Pb
同位素
53
59
60
63
66
75
111
121
208
內標物
45Sc
72Ge
72Ge
72Ge
72Ge
72Ge
115In
115In
209Bi
3 萃取溶液濃度的確定
GB/T 17593-2006規定，紡織品中可萃取重金屬含量的檢測，需要採用人工配製的模擬汗液來進行萃取，並規定了萃取溫度，時間，振蕩頻率等試驗條件。人工酸性汗液裡面含有鈉鹽，而高鹽基體溶液在進入ICP-MS儀器中會隨著霧化液噴入錐孔，並在錐孔附近沉積，導致儀器的靈敏度下降，甚至儀器波動，影響檢測結果的準確性。因此，應該儘量減少鈉鹽溶液的濃度。但是標準並沒有說明，鹽濃度多少的溶液才是比較適合ICP-MS檢測的。從酸性汗液的配製可以得出其鈉鹽含量是1.8%，這個濃度的高鹽基質溶液進到儀器中，會造成儀器本身不穩定以及波動幹擾，應該進行稀釋，但是稀釋的不同會帶來更多的不確定度，因此，確定一個合適的稀釋倍數，對檢測結果的準確性是很有幫助的。
考慮到實驗操作的簡便和稀釋所會帶來的不確定性因素，應儘量採取一次稀釋的方式。因此，本文嘗試將不同混合元素、4種含量的溶液，分別用稀釋10倍、20倍、100倍的酸性汗液測定，並分析所得的結果。
溶液1（含有Co、Ni、Cu、Cd、Sb、Pb每種元素各5 ppb）檢測得出的實驗數據見表3。
表3溶液1在不同稀釋倍數下檢測的數據 ppb
倍數
Co
Ni
Cu
Cd
Sb
Pb
不稀釋
4.976
4.887
5.053
5.059
4.992
6.605
稀釋10倍
5.054
4.720
4.935
5.149
5.336
5.027
稀釋20倍
4.844
4.754
5.099
5.383
5.210
6.628
稀釋100倍
4.917
4.663
5.551
5.732
5.269
6.649
溶液2（含有Zn、Cd、Sb、Pb每種元素各20 ppb）檢測得出的實驗數據見表4。
表4溶液2在不同稀釋倍數下檢測數據 ppb
倍數
Zn
Cd
Sb
Pb
不稀釋
16.35
20.19
19.41
26.92
稀釋10倍
19.84
19.31
20.00
19.62
稀釋20倍
19.45
20.27
20.15
26.89
稀釋100倍
21.30
20.75
19.90
26.43
採用溶液3（含有Zn、Cd、Sb每種元素各50 ppb）檢測得出的實驗數據見表5。
表5溶液3在不同稀釋倍數下檢測數據ppb
倍數
Zn
Cd
Sb
不稀釋
47.45
50.34
47.66
稀釋10倍
50.89
49.56
51.42
稀釋20倍
50.57
51.60
51.53
稀釋100倍
56.24
55.39
52.23
採用溶液4（含有Zn、Cd、Sb每種元素各200 ppb）檢測得出的實驗數據見表6。
表6溶液4在不同稀釋倍數下檢測數據表 ppb
倍數
Zn
Cd
Sb
不稀釋
200.5
203.4
194
稀釋10倍
194.5
193.9
201.5
稀釋20倍
197.1
198.7
198.5
稀釋100倍
208.7
205.7
195.8
綜合以上4個表格：從低濃度表3數據看出，不稀釋得到的結果較好，稀釋10倍得到的結果次之，但是對不穩定元素Pb來說，稀釋10倍的效果較好。因此，若樣品的含量較低，建議可以不稀釋直接進樣，若檢測Pb可以採取稀釋10倍的方法進樣；從中濃度表4和表5的數據看出，除了穩定元素Cd的影響不大，其他元素在稀釋10倍進樣的條件下，明顯會比直接進樣得到的數據更加接近真實值；從較高濃度表6看出，稀釋20倍的數據對於各種元素來說，都是比較穩定的在合理的誤差範圍內的。因此若樣品濃度比較大，可以適當提高稀釋倍數，但是稀釋濃度不宜過大，以防不確定度的引入增大。
通過分析可知，不稀釋進樣不僅僅無法在大多數情況下得到較好的數據，而且會造成儀器壽命受損，而適當的稀釋會令結果誤差更加小，具體的稀釋倍數可根據實際情況確定。
4結論
ICP-MS具有檢測速度快，重現性好，還具有高靈敏度、低檢出限、寬動態範圍和多元素同時測定等優勢，對快速檢測紡織品中可萃取的重金屬含量有很大的意義。通過合理的儀器條件以及採用內標法和選擇合適的同位素以及合理的稀釋萃取液，使基體幹擾和實驗不確定性有效減小，從而得到更加準確的試驗數值，對大批量檢測紡織品中可萃取重金屬含量的檢驗工作具有很重要的意義。