文具中的元素迁移量测定中电感耦合等离子体发射光谱仪的应用

文具中的元素迁移量测定中电感耦合等离子体发射光谱仪的应用

李一辰；程春艳；金小龙；赵丽娟

（池州市质量监督检验研究院 安徽省池州市 247100）

摘要：文具，作为日常学习与办公的必需品，其安全性对用户健康至关重要。本文深入探讨了电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）在文具元素迁移量测定中的关键作用。经过对样品前处理及仪器分析条件的细致优化，成功构建了精准且可靠的测定方法。该方法不仅具备高灵敏度与精确度，还为文具产品的质控与安全评估提供了坚实的科学支撑。

关键词：文具；元素迁移量；电感耦合等离子体发射光谱仪；应用

文具作为学生学习的常用消费品，其安全性至关重要，特别是对于学生这一高风险群体。文具中潜在的重金属等有害元素可能通过多种途径进入人体，对健康构成潜在威胁。因此，精确测定文具中的元素迁移量对于保障公众健康具有关键作用。电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES），以其高灵敏度和精确度，在元素分析领域得到广泛应用，为文具安全性的科学评估提供了有力支持。

一、实验部分

1.仪器与试剂

电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）凭借其高灵敏度、高分辨率及高通量的优势，在元素分析领域占据重要地位，广泛应用于各类材料和环境样品的精确分析。微波消解仪作为高效的样品预处理工具，可迅速将固态样品转化为液态，确保ICP-OES分析的样品质量。为确保分析结果的精确与可靠，高质量试剂与水源不可或缺。Milli-Q超纯水系统提供的高纯水有效消除了水中杂质对结果的干扰，而优级纯硝酸则能将复杂样品转化为易分析形态。此外，来自国家标准物质研究中心的标准溶液，以其高准确度和稳定性，确保了ICP-OES分析的校准与质控的可靠性。这一系列严格的操作流程与高质量材料选择，共同保障了分析结果的精确与可信。

2.样品前处理

为进行市售文具样品的元素分析，本研究选用了高效的微波消解法作为前处理技术。此方法可将固体文具样品快速、完全地转化为液态形式，为后续的精确分析奠定了基础。实验开始，精准称取了0.2g文具样品，精度控制在0.0001g之内，以最大程度确保实验数据的准确性。随后，向称取的样品中加入了5mL的硝酸，目的是彻底分解样品中的有机物及难溶物质，使它们以无机离子的形态存在，便于进一步的检测分析。

加入硝酸后，样品被转移到微波消解罐中，在设定的消解程序下进行微波处理。微波消解技术的优势在于其高效性和彻底性，不仅能迅速完成消解过程，还能最大程度地减少元素的损失，保证样品处理的品质。消解结束后，消解液被仔细转移至25mL容量瓶中，并使用高品质的超纯水进行定容，以避免水中杂质可能对结果造成的任何影响。最终，对溶液进行了充分混合，以确保元素的均匀分布，为下一步分析提供均匀、一致的样品。整个实验过程均严格遵循相关标准和规范，确保所得实验结果的精确性和可信度。

3.射频功率

在进行精密实验时，为确保实验的精确性和可复制性，设定了关键参数。其参数涵盖了实验的多个核心环节，包括功率设定、雾化器流速、辅助与冷却气体的流量控制，以及溶液提升速率和积分时间的确定。

经过对实验需求和设备性能的深入评估，将功率精准地设定为1150W，以确保实验能在最佳状态下进行。同时，雾化器的流速被严格控制在0.7L/min，旨在实现样品的均匀稳定雾化。辅助气体的流量被设定为0.5L/min，以在实验过程中发挥至关重要的作用。此外，为了维持实验过程的稳定性，冷却气体的流量被设定为12L/min（如表1所示）。

表1 实验参数设定

在溶液供给方面，采用了精确控制系统，将溶液提升量稳定在1.5mL/min，以确保溶液的均匀连续供给。最后，为了在实验中获得更为精确的数据结果，将积分时间精心设定为5s，设定的参数共同构成了实验的基础框架，为实验的顺利进行和准确结果的获取提供了有力保障。

4.样品测定

经过微波消解等精心处理，制备出待测的文具样品溶液。随后，这些溶液被慎重地引入电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）内，以进行细致的元素分析。ICP-OES的卓越灵敏度与高分辨率使其能够精准地识别样品中的微量元素。并严谨地比对样品与标准信号的强弱，从而准确计算出文具中各元素的迁移量。

二、结果与讨论

1.方法学验证

对所建立的分析方法进行了深入细致的性能评估，涵盖了线性范围、检出限、精密度以及回收率等多个核心指标。经过严格的实验验证，该方法呈现出卓越的线性特性，其相关系数高居0.999之上，从而确保了测量结果高度准确性和可靠性。同时，该方法在检出限方面表现出色，其极低的检出限完全能够满足对文具中微量元素迁移量进行精确检测的需求。

在精密度测试方面，该方法同样展现出了优异的性能，完全符合痕量分析对精确度和重复性的高标准要求。其次，还对该方法的回收率进行了系统的评估。结果显示，其回收率稳定且符合预期标准，进一步印证了该方法的可靠性和实用性。总之，该方法在文具元素迁移量检测领域展现出了卓越的性能，不仅为文具产品的质量控制提供了坚实的技术支撑，并为文具产品的安全评估奠定了坚实的基础。这一成果的取得，将为文具行业的健康发展和消费者权益的保障提供有力的技术保障。

2.实际样品分析

运用经过构建与验证的分析方法，对市场上销售的文具样品进行了全面系统的元素迁移量测定。此次研究特别关注了文具中可能存在的重金属等有害元素，这些元素因其潜在的健康风险而备受关注。通过一系列严谨的实验流程与数据分析，获取了关于元素迁移量的精确数据。研究结果显示，部分文具样品确实存在重金属等有害元素的迁移情况。这些元素在使用过程中可能会逐渐析出，进而通过接触或吸入等方式进入人体，对消费者的健康造成潜在威胁。这一发现再次凸显了文具产品安全性问题的重要性。

对于广大消费者而言，在选购和使用文具时，应更加注重产品的安全性。建议优先选择那些通过环保、无毒或低迁移量等安全认证的产品。同时，在使用过程中，尽量避免长时间或频繁接触文具，特别是对于那些可能含有有害元素的文具，更应提高警惕。

简而言之，本研究揭示了市售文具样品中存在的有害元素迁移问题，为消费者在选购和使用文具时提供了新的参考。并呼吁相关厂商加强文具产品的安全性管控，从源头上减少有害元素的使用与释放，为消费者提供更加安全、环保的文具选择。

三、结语

综上所述，本文建立了ICP-OES测定文具中元素迁移量的方法，该方法准确、可靠，为文具产品的质量控制和安全性评价提供了科学依据。在实际样品分析中，发现部分文具存在有害元素迁移现象，建议有关部门加强对文具产品的监管，保障消费者健康。

参考文献：

[1]周嘉欣，王晓畅，王素娟等.文具中金属部件或带有金属表层部件的镍元素检测[J].中国测试,2017(6):46-49.

[2]曾建浩.电感耦合等离子体发射光谱仪应用与维护[J].科技创新与应用,2015(33):82.