一种快速测定纺织品中游离重金属镍的方法研究.docx

    一种快速测定纺织品中游离重金属镍的方法研究    蓝海啸　盛翠红　张鹏飞摘要：本文采用超声萃取-分光光度法在人工模拟汗液条件下测定纺织品中游离重金属镍的含量研究了超声萃取时间及显色反应的最佳条件（最大吸收波长、最佳显色时间、显色pH值、显色剂和乳化剂的最佳用量），并与原子吸收法进行了比较试验结果表明：本方法测定结果准确，具有操作简便易行、适用性强、检测效率高等优势关键词：超声萃取；快速；纺织品；金属镍近年来，纺织品上残留重金属问题不断引起关注，许多国家对进出口纺织品中重金属含量都有着严格的规定，并采用先进技术手段对纺织品中重金属含量进行检测我国是纺织服装出口大国，必须重视纺织品中重金属含量问题，对游离重金属含量加以严格控制，做好纺织品重金属含量的测定镍元素是人体微量元素之一但人体长期接触镍会产生皮肤过敏，摄入过量的镍可导致肺癌纺织服装中的镍主要来源于三个方面：一是纺织纤维原料的种植和制造过程；二是纺织纤维加工过程，如含有镍的金属络合物染料、媒染剂等的使用；三是服装加工过程，如各种辅料及饰品的使用[1]通常纺织品中重金属含量有两种表示方法：一是纺织样品经灰化-溶解后，通过原子吸收光谱（AAS、GFAAS）、原子发射光谱（ICP-AES）检测，所测得的数据为重金属总含量[2] ；二是纺织样品经38℃的人工合成汗液或合成唾液浸泡1h，再通过原子分光光度法[3]、电感耦合等离子体原子发射光谱[4-5]等检测萃取液中游离重金属离子含量。

该项检测能更好地体现游离重金属对人体健康造成的直接伤害但由于仪器通常比较昂贵，且需要专业人员的操作，操作过程繁琐，检测周期长，不能满足快速测定的需要本文采用超声萃取-分光光度法测定纺织品中游离重金属镍的含量在酸性条件下，用1，2-环己二酮二肟与镍配位生成紫红色络合物，采用紫外分光光度法直接测定微量镍的含量，提取技术采用超声萃取，时间为10min该方法大大减少了测试时间，且操作简便，达到了快速测定游离重金属镍的效果1 试验部分1.1 材料与仪器尿素、氯化钠、无水乙醇、冰乙酸、乳酸、磷酸钠、硫酸镍、曲拉通、1，2—环己二酮二肟、柠檬酸、柠檬酸钠、丙酮、磷酸、纺织品样品紫外-可见分光光度计（岛津UV-2450）；石英亚沸水蒸馏器（江苏宜兴勤化石英玻璃仪器厂）；电子分析天平（Mettler，瑞士）；超声波清洗器（上海超声波仪器厂）；恒温水浴锅（科伟二孔A）；150mL具塞三角烧瓶；100mL、1000mL容量瓶；2mL移液管；50mL 量筒；25mL 比色管及试管架；分液漏斗等1.2 溶液配制1.2.1 人工汗液配备根据表1，配备pH值为4.4的人工汗液1L1.2.2 镍标准工作液的配制准确称取0.0448g 硫酸镍，用二次蒸馏水定容至100mL 容量瓶中。

1.2.3 曲拉通的配制移取曲拉通2mL 定容至100mL 容量瓶中，混匀1.2.4 缓冲液制备称取柠檬酸21.01g 溶于1L 容量瓶中，称取29.41g 柠檬酸钠溶于1L 容量瓶中，分别移取不同浓度的柠檬酸和柠檬酸钠于细口瓶中，pH值分别为：2.5/3.1/3.5/3.9/4.3/4.7/5.0/5.5/6.0/7.0 的缓冲溶液1.2.5 1，2-环己二酮二肟的配制称取1，2-环己二酮二肟0.1g 溶于100mL 的丙酮中，暗处放置1.3 试验方法（1）抽取具有代表性的纺织品试样，剪碎至5mm×5mm 以下，混匀，称取4g（精确至0.01g）试样，置于150 mL 的具塞三角烧瓶中加入酸性汗液40mL，将纤维充分浸湿，在超声波中振荡萃取10min 后取出，静置、过滤作为样液供分析用2）分别取2 份8mL（1）中制取的样液于25mL的比色管中，随后其中一份加入0.4mL 1，2-环己二酮二肟[6]溶液和2.5mL曲拉通溶液，立即摇匀，静置5min；另外一份只加入0.4mL 水和曲拉通溶液，作为空白参比溶液3）测定样液显色溶液的吸光度值A，进而计算出纺织品中镍的含量2 结果与讨论2.1 吸收曲线——最大波长选择准确移取人工模拟汗液8mL、镍标准储备溶液0.3mL、（1+1）H3PO4溶液0.9mL、1，2-环己二酮二肟显色剂1.2mL于25mL的比色管中，用二次蒸馏水定容，振荡摇匀后，比色皿在波长510 nm ～570 nm 范围内测定吸光度，结果表明产物的最大吸收波长在550nm，故本试验选择550nm作为测定波长。

2.2 不同pH 值缓冲溶液的影响按1.3试验方法，分别以pH =2.5/3.1/3.5/3.9/4.3/4.7/5.0/5.5/6.0 的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲溶液作为反应介质对1，2-环己二酮二肟—镍试剂反应体系在550nm处测定吸光度值试验显示，随着pH值的增大，吸光值A值随之增大，当pH=4.3时吸光度有一极大值，故选择体系的缓冲溶液为pH=4.3～4.72.3 显色剂1，2-环己二酮二肟用量按1.3试验方法，取8mL pH值为4.4的人工模拟汗液，镍40μg，曲拉通2mL，加入同浓度不同量的显色剂，5分钟后在550nm处测定络合物的吸光度A，结果显示，随着显色剂量的加大，吸光度A 逐渐升高，当浓度达到0.4mL时有个最大吸收，故我们选择显色剂用量为0.4mL（1mg/mL）2.4 乳化剂曲拉通用量的选择按1.3试验方法，取8mL pH值为4.4 的人工模拟汗液，镍40μg，显色剂1，2-环己二酮二肟0.4mL，不同浓度的曲拉通，5分钟后在550nm处测定络合物的吸光度A结果显示，随着乳化剂用量的加大，吸光度A 逐渐升高，在2.5mL达到一个最大值后，又逐渐降低且幅度较大故选择2.5mL 作为最佳用量。

endprint2.5 络合物稳定性测定取8mL pH值为4.4 的人工模拟汗液，镍40μg，显色剂1，2—环己二酮二肟0.4mL，曲拉通2.5mL，30 分钟内在550nm处测定吸光度值A，结果得出：络合物5 min后显色达到最大，30 min内变化较稳定因此，选择5 min为最佳显色时间2.6 标准工作曲线的制作分别加入8 mL人工模拟汗液溶液于7 个25 mL 比色管中，随后加入0.4mL 1，2-环己二酮二肟显色剂溶液和2.5mL乳化剂，立即混匀，然后分别移取0.05mL、0.1 mL、0.15 mL、0.2 mL、0.25 mL、0.3 mL、0.4mL浓度为0.1mg/mL的镍标准工作溶液于比色管，最后加入2.5mL 曲拉通定容，静置5 min另外一比色管以试剂溶液（不加显色剂或镍离子的溶液）为参比，在550 nm 波长测定吸光度测得的数据进行回归处理，得到线性回归方程为：y=0.004x+0.0007，相关系数R2=0.998，有良好的线性关系2.7 萃取方法的选择本试验采用超声萃取方法，萃取时间10min随机剪取化纤、纯棉4g，溶于40mL酸性汗液中分别采用超声萃取方法萃取10min，在（38±1）℃条件下萃取1h。

其结果如表2所示由镍的测定结果可以看出，38℃水浴振荡萃取1 个小时与超声萃取10 分钟的吸光度基本一致，水浴震荡萃取需要更长时间，不利于现场快速测定显然超声萃取方法的效率更高2.8 加标回收分别萃取化纤、棉布、皮革、混纺、亚麻5种布料6g与60mL 汗液中萃取10 分钟分别取5种萃取液8mL各两份，其中一份加入2.5μg 镍标准液进行加标回收试验，加标回收率为96.4%～110.8%如表3所示2.9 样品的测定任意抽取纺织品试样1#和2#，称取4g（精确至0.01g），剪碎至5 mm×5 mm 以下，混匀，置于150 mL 的具塞三角烧瓶中加入酸性汗液40mL，将纤维充分浸湿，在超声波中振荡萃取10min后取出，过滤并取其滤液8.0mL 放入25mL 的比色管中，加入0.4mL 1，2-环己二酮二肟显色剂溶液和2.5mL 乳化剂摇匀，静置5min，于550nm 波长处测量吸光度将该方法与标准方法原子分光光度法进行对比测定，测试结果见表4通过两种方法的结果比较我们可以看出：本文试验所用超声萃取-分光光度法的测定值与原子吸收法基本一致3 结论1）在酸性条件下，用1，2-环己二酮二肟与镍配位生成紫红色的络合物，采用紫外分光光度法直接测定微量镍含量，得出最佳试验条件为：溶液的最大吸收波长为550nm，显色时间6min，显色pH 值为4.3～4.7，显色剂用量为0.4mL，乳化剂曲拉通量为2.5mL，超声萃取时间为10min。

2）通过与原子吸收法的测定结果进行比对，超声萃取-分光光度法对纺织品中镍含量测定值与原子吸收法基本一致3）相比原子吸收法，超声萃取-分光光度法大幅缩短了检测时间，具有操作简便易行、适用性强、检测效率高等优势是一种理想的快速测定纺织品中游离重金属镍的方法参考文献：[1]傅科杰，杨力生，童鲁波，等.纺织品中残留重金属的来源因素分析[J].检验检疫科学，2004， 14（4）：25-27.[2]刘德驹，仓金顺.浊点萃取-石墨炉原子吸收法测定纺织品中微量镍[J].印染，2011，（1）：37-48.[3] GB/T 17593.1—2006 纺织品重金属的测定[S].[4]梅先泉.重金属废水的危害与治理[J].微量元素与健康研究，2004，21（4）：54-56.[5]方红，杨晓兵.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定化妆品中砷、铅、汞[J].光谱实验室， 2002， 19（1）：74-77.[6] Zhao S. L， Xia X. Q， Ma H. R. ，et al. Spectrophotometric determination of nickel with p-acetylarsenazo[J].Talanta，1994，41：1353-1356.（作者单位：蓝海啸，汉中出入境检验检疫局；盛翠红，西安工程大学；张鹏飞，陕西出入境检验检疫局）endprint  -全文完-。