电感耦合等离子体质谱法测定铬镍砷硒镉汞和铅残留量规程.docx
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电感耦合等离子体质谱法测定铬镍砷硒镉汞和铅残留量规程
电感耦合等离子体质谱法测定铬、镍、砷、硒、镉、汞和铅残留量规程
1范围
本标准规定了烟用材料中铬、镍、砷、硒、镉、汞和铅的电感耦合等离子体质谱测定方法。
本标准适用于烟用接装纸原纸、烟用接装纸、烟用内衬纸、框架纸、卷烟纸、滤棒成型纸、烟用二醋酸纤维素丝束、烟用聚丙烯纤维丝束、烟用三乙酸甘油酯、烟用水基胶、烟用热熔胶等烟用材料中铬、镍、砷、硒、镉、汞和铅的测定。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
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凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
YC170 烟用接装纸原纸
YC171 烟用接装纸
3原理
试样经消解后转移定容，在选定的仪器参数下，在线加入内标，用电感耦合等离子体质谱仪测定，以质荷比强度与元素浓度的定量关系，测定样品溶液中元素浓度，分别计算得出样品中铬、镍、砷、硒、镉、汞和铅的含量。
4试剂与材料
除特别要求外，均应使用优级纯试剂。
4.1水，初始比阻抗值≥18.2MΩ·cm。
4.2浓硝酸（65%，质量分数）。
4.3硝酸溶液（5%，体积分数）。
4.4双氧水（30%，质量分数），避光密闭保存。
4.5盐酸（37%，质量分数）。
4.6氢氟酸（40%，质量分数）。
4.7饱和硼酸
将硼酸固体粉末溶解在水（4.1）中，配制饱和溶液。
4.8调谐液（10µg/L）
锂、钇、铈、钛、钴（5%硝酸溶液介质）。
采用其它调谐液应验证其适用性。
置于4℃的环境下保存，有效期1年。
4.9内标溶液
4.9.1内标储备溶液（10mg/L）
铟（5%硝酸溶液介质）。
置于4℃的环境下保存，有效期1年。
4.9.2内标工作溶液（1.0mg/L）
取内标储备溶液5.0mL,用5%硝酸溶液（4.3）定容至50mL。
置于4℃的环境下保存，有效期3个月。
4.10标准溶液
4.10.1标准空白溶液
5%硝酸溶液（4.3）。
4.10.2铬、镍、砷、硒、镉、铅一级混合标准储备液（10mg/L）
铬、镍、砷、硒、镉、铅（5%硝酸溶液介质）。
置于4℃的环境下保存，有效期1年。
4.10.3铬、镍、砷、硒、镉、铅二级混合标准储备液（100µg/L）
准确移取0.5mL铬、镍、砷、硒、镉、铅一级混合标准储备液（4.10.2）至50mL塑料容量瓶（5.1）中用5%硝酸溶液（4.3）定容。
置于4℃的环境下保存，有效期1个月。
4.10.4汞一级标准储备液（10mg/L）
汞（5%硝酸溶液介质）。
置于4℃的环境下保存，有效期1年。
4.10.5汞二级标准储备液（100µg/L）
准确移取0.5mL汞一级混合标准储备液（4.10.4）至50mL塑料容量瓶（5.1）中用5%硝酸溶液（4.3）定容。
置于4℃的环境下保存，有效期1周。
4.10.6铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液
分别准确移取0.25mL、0.5mL、1mL、2.5mL、5mL铬、镍、砷、硒、镉、铅二级混合标准储备液（4.10.3）和0.1mL、0.2mL、0.3mL铬、镍、砷、硒、镉、铅一级混合标准储备液（4.10.2）至50mL塑料容量瓶（5.1）中，用5%硝酸溶液（4.3）定容，摇匀，配制8级铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液。
配制示例见表1，即配即用。
根据样品中元素的实际含量选择不同浓度梯度的标准工作溶液。
表1系列铬、镍、砷、硒、镉、铅标准工作溶液配制
单位：
µg/L
系列标准工作溶液
铬
镍
砷
硒
镉
铅
1
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
2
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
3
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
4
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
6
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
7
40.00
40.00
40.00
40.00
40.00
40.00
8
60.00
60.00
60.00
60.00
60.00
60.00
4.10.7汞标准工作溶液
分别准确移取0.25mL、0.5mL、1mL、2.5mL、5mL汞二级标准储备液（4.10.5）至50mL塑料容量瓶（5.1）中，用5%硝酸溶液（4.3）定容，摇匀，配制5级汞标准工作溶液。
配制示例见表2，即配即用。
根据样品中元素的实际含量选择不同浓度梯度的标准工作溶液。
表2系列汞标准工作溶液配制
单位：
µg/L
系列标准工作溶液
1
2
3
4
5
汞
0.50
1.00
2.00
5.00
10.00
5仪器
常用的实验室仪器及以下各项。
5.1塑料容量瓶，50mL。
5.2分析天平，感量0.0001g。
5.3密闭微波消解仪，配微波消解罐；消解罐使用前应用8mL浓硝酸（4.2）按消解程序（6.2中消解升温程序）进行处理，并用水（4.1）冲洗干净后备用。
5.4电感耦合等离子体质谱仪。
5.5控温电加热器。
6分析步骤
6.1样品制备
以下每个试样均制备两个平行样。
6.1.1烟用接装纸原纸和烟用接装纸样品制备
烟用接装纸原纸试料按YC170中规定的方法进行，烟用接装纸试料按照YC171中规定的方法进行。
从烟用接装纸原纸和烟用接装纸试料中准确称取0.2g试样，精确至0.0001g，将试样裁成1cm×1cm左右的碎屑后，置于微波消解罐中。
6.1.2卷烟纸、滤棒成型纸样品制备
随机抽取样品，裁成1cm×1cm的碎屑。
准确称取0.2g碎屑试样，精确至0.0001g，置于微波消解罐中。
6.1.3烟用二醋酸纤维素丝束、烟用聚丙烯纤维丝束样品制备
随机抽取样品，并准确称取0.2g试样，精确至0.0001g，置于微波消解罐中。
6.1.4烟用热熔胶样品制备
随机抽取样品，准确称取0.3g试样，精确至0.0001g，置于微波消解罐中。
6.1.5烟用水基胶制备、烟用三乙酸甘油酯
随机抽取样品，混匀后，准确称取0.3g试样，精确至0.0001g，置于微波消解罐中。
6.1.6烟用内衬纸、框架纸样品制备
随机抽取样品，沿内衬纸和框架纸横向进行裁取，裁切面与纵向垂直。
准确称取0.2g试样，精确至0.0001g，将试样裁成1cm×1cm左右的碎屑后，置于微波消解罐中。
6.2微波消解样品
烟用接装纸原纸、烟用接装纸、卷烟纸、滤棒成型纸、烟用二醋酸纤维素丝束样品按6.1.1、6.1.2、6.1.3制备后，向微波消解罐中加入不同的混合酸溶液（所用酸体系和体积详见表3），待反应缓和后密封消解罐，置于微波消解仪中。
表3不同样品消解的酸体系
样品类型
混合酸
（mL）
饱和H3BO3
络合（mL）
（4.7）
HNO3（4.2）
H2O2
（4.4）
HCl
（4.5）
HF
（4.6）
烟用接装纸原纸、烟用接装纸
6
1
2
1
/
卷烟纸
6
1
/
/
/
滤棒成型纸
6
1
/
/
/
烟用二醋酸纤维素丝束
6
1
/
1
/
烟用聚丙烯纤维丝束
6
1
/
1
/
烟用热熔胶
6
1
1
1
/
烟用水基胶
6
1
/
/
/
烟用三乙酸甘油酯
6
1
/
/
/
烟用内衬纸
6
1
2
1
15
烟用框架纸
6
1
2
1
15
按表4设置的微波消解程序对样品进行消解。
消解过程完成后溶液应澄清透明。
采用其它程序应验证其适用性。
表4微波消解升温程序
起始温度
℃
升温时间
min
终点温度
℃
保持时间
min
室温
5
100
5
100
5
130
5
130
5
160
5
160
10
190
20
烟用聚丙烯纤维素丝束，烟用热熔胶样品按6.1.3和6.1.4制备后，向微波消解罐中加入混合酸溶液（所用酸体系和体积详见表3），置于微波消解仪中。
采用超高压微波消解仪（工作最高压力60Bar，工作最大温度260℃），按表5设置的微波消解程序对样品进行消解。
消解过程完成后溶液应澄清透明。
采用其它程序应验证其适用性。
表5超高压微波消解升温程序
起始温度
℃
升温时间
min
终点温度
℃
保持时间
min
室温
5
100
5
100
5
160
5
160
5
200
40
烟用水基胶、烟用三乙酸甘油酯等液体类样品按6.1.5制备后，先加入5mL浓硝酸（4.2），置于控温电加热器（5.5）上，100℃预消解20min，取下冷却至室温，再加入1mL浓硝酸（4.2）和1mL双氧水（4.4），旋紧密封后置于微波消解仪中。
烟用内衬纸和框架纸按6.1.6制备后，向微波消解罐中加入6mL浓硝酸（4.2），待反应缓和后加入1mL双氧水（4.4），2mL盐酸（4.5）和1mL氢氟酸（4.6），旋紧密封后置于微波消解仪中。
按表4在常规微波消解仪上进行消解，消解完毕并冷却至室温后，再向消解罐中加入15mL饱和硼酸（4.7），重新放入微波消解仪中，再次按表4的消解程序运行。
消解过程完成后溶液应澄清透明。
得不到澄清透明溶液的样品应采用超高压微波消解仪按表5程序进行消解。
采用其它程序应验证其适用性。
6.3消解完毕，待微波消解仪（5.3）温度降至40℃以下后取出消解罐，消解酸体系中使用氢氟酸（4.6）的样品应放入控温电加热器（5.5），在130℃条件下，赶酸（2～3）h，使消解溶液蒸发至约0.5mL。
注：
若使用耐氢氟酸的进样系统，可省略赶酸步骤。
6.4定容
将试样溶液转移至50mL塑料容量瓶（5.1）中，用水（4.1）冲洗消解罐3～4次，清洗液一并转移至容量瓶（5.1）中，然后用水（4.1）定容，摇匀后得试样溶液。
6.5空白实验
按照6.1～6.4所述步骤，不加样品进行空白实验，得试样空白溶液。
7测定
7.1电感耦合等离子体质谱仪参数
待测元素质量数、内标元素及积分时间如表6所示，其参数供参考；应根据不同的仪器型号和采样模式，采取恰当的参数。
表6元素测定质量数、内标元素、积分时间
元素
测量同位素
内标元素
积分时间
s
铬
53
铟-115
0.3
镍
60
0.3
砷
75
1.0
硒
（碰撞模式）
78
2.0
镉
111
0.5
汞
202
2.0
铅
208
0.3
采用调谐液（4.8），调谐电感耦合等离子体质谱仪至最佳工作环境。
仪器测定参考条件见表7；采用其它条件应验证其适用性。
表7电感耦合等离子体质谱仪测定条件
射频功率
1300w
载气流速
1.20L/min
进样速率
0.1mL/min
获取模式
全定量分析
重复次数
3
7.2标准工作曲线
分别吸取适量标准空白溶液（4.10.1），不同浓度的铬、镍、砷、硒、镉、铅混合标准工作溶液（4.10.6），汞标准工作溶液（4.10.7）和内标工作溶液（4.9.2）注入电感耦合等离子体质谱中，在选定的仪器参数下，以待测元素铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅含量与对应内标元素含量的比值为横坐标，待测元素铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅质荷比强度与对应内标元素质荷比强度的比值为纵坐标，建立铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅的标准工作曲线，工作曲线线性相关系数R2≥0.999。
7.3样品测定
标准工作溶液测定后，用5%硝酸溶液（4.3）冲洗进样管路20min，然后分别吸取试样空白溶液，试样溶液和内标工作溶液（4.9.2）注入电感耦合等离子体质谱中，在选定的仪器参数下进行测定，每个样品重复测定两次。
若待测试样溶液的浓度超出标准工作曲线浓度范围，则对试样溶液进行一定比例稀释后重新测定。
试样溶液和试样空白溶液应在制备24h内进行测定。
8结果计算与表述
试样中的铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅含量，按式
（1）进行计算：
……………………………………..
（1）
式中：
——-试样中铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；
C——-试样中铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅的浓度，单位为微克每升（µg/L）；
C0——-试样空白中铬、镍、砷、硒、镉、汞、铅的浓度，单位为微克每升（µg/L）；
V——-试样消化液的总体积，单位为毫升（mL）；
m——-试样质量，单位为克（g）。
以两次平行测定的算术平均值为最终测定结果，精确至0.01mg/kg。
当平均值大于等于1.00mg/kg时，两次测定值之间相对平均偏差应小于10％；当平均值小于1.00mg/kg时，两次测定值的极差应小于0.10mg/kg。
9检出限、定量限和回收率
本方法的检出限、定量限和回收率结果见附录A。
10试验报告
试验报告应说明：
——识别被测试样需要的所有信息；
——参照本标准所使用的试验方法；
——测定结果，包括各单次测定结果及其平均值；
——与本标准规定的分析步骤的差异；
——在试验中观察到的异常现象；
——试验日期；
——测定人员。
附录A
（资料性附录）
方法的检出限、定量限和回收率结果
烟用材料
项目
铬
镍
砷
硒
镉
汞
铅
烟用接装纸原纸
烟用接装纸
检出限（mg/kg）
0.014
0.012
0.011
0.019
0.013
0.016
0.015
定量限（mg/kg）
0.047
0.040
0.037
0.063
0.043
0.053
0.050
回收率（%）
99.8~104.0
99.3~102.1
97.7~100.9
97.2~103.5
99.0~104.8
96.2~103.7
96.1~100.8
卷烟纸
滤棒成型纸
检出限（mg/kg）
0.013
0.015
0.013
0.026
0.013
0.016
0.016
定量限（mg/kg）
0.043
0.050
0.043
0.087
0.043
0.053
0.053
回收率（%）
98.0~103.0
97.8~104.4
95.9~102.7
98.6~102.7
95.9~101.4
98.1~100.0
96.6~99.3
烟用内衬纸
框架纸
检出限（mg/kg）
0.012
0.015
0.013
0.023
0.015
0.019
0.016
定量限（mg/kg）
0.040
0.050
0.043
0.076
0.050
0.063
0.053
回收率（%）
98.4~105.3
93.4~101.9
96.8~106.2
95.5~104.9
93.7~99.4
94.5~99.1
98.6~103.5
烟用二醋酸纤维素丝束
烟用聚丙烯纤维丝束
检出限（mg/kg）
0.014
0.014
0.012
0.024
0.012
0.015
0.015
定量限（mg/kg）
0.047
0.047
0.040
0.080
0.040
0.050
0.050
回收率（%）
97.5~103.7
94.8~106.6
96.9~103.8
96.4~103.0
97.2~104.8
93.7~101.9
95.1~103.9
烟用水基胶
检出限（mg/kg）
0.013
0.015
0.013
0.022
0.015
0.017
0.016
定量限（mg/kg）
0.043
0.050
0.043
0.073
0.050
0.057
0.053
回收率（%）
98.3~102.2
100.9~103.8
94.8~104.3
97.0~101.7
98.9~105.2
95.7~99.7
98.9~105.8
烟用热熔胶
检出限（mg/kg）
0.013
0.015
0.012
0.021
0.013
0.014
0.015
定量限（mg/kg）
0.043
0.050
0.040
0.070
0.043
0.047
0.050
回收率（%）
94.0~99.7
95.7~104.1
99.2~103.4
97.4~102.6
96.5~101.7
94.7~100.4
96.6~105.6
烟用三乙酸甘油酯
检出限（mg/kg）
0.013
0.014
0.012
0.020
0.012
0.014
0.015
定量限（mg/kg）
0.043
0.047
0.040
0.067
0.040
0.047
0.050
回收率（%）
98.4~103.9
98.0~102.7
94.1~104.4
96.1~102.8
97.1~101.8
93.0~99.6
99.6~103.1
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