测定纸质食品接触材料中六价铬的测量

纸质材料中六价铬主要来源有造纸用的植物纤维在生长过程中从土壤中吸收而来和再生纸、印刷油墨等加工过程的原料残留。针对纸质材料中铬的危害，欧盟多年前已开始采取措施进行限制，如《包装和包装废物法令》（94/62/EEC），对包装及其包装材料废品中的重金属含量提出了各欧盟成员国应保证所使用的包装材料中铅、镉、汞和六价铬的总量低于100mg/kg，所以世界各国都采用措施，严格控制纸质食品接触材料中有毒有害物质，尤其是六价铬等重金属元素。

本文通过试验建立了一种离子色谱-电感耦合等离子体质谱法快速测定纸质食品接触材料中六价铬溶出量的分析方法，为纸质食品接触材料质量安全提供技术支撑。
 

1 溶液的配制

0.07mol/l盐酸溶液：准确移取5.83mL浓盐酸于1000mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，静置，临用前标定，浓度在0.07±0.0005mol/l。

75mmol/l硝酸铵溶液（pH=8.5，流动相）：称取6.0g硝酸铵，溶于1000ml水中，再用氨水（1+99）调节pH至8.5。

0.1mol/l硝酸铝溶液：称取3.75g硝酸铝溶于100ml水中。
 

2 六价铬标准工作溶液的配制

六价铬标准工作溶液：取六价铬标准溶液5mL于100ml容量瓶中，用硝酸铵溶液定容至刻度，摇匀静置，得到50mg/l的标准储备液，放入4℃的冰箱保存。临用前再用硝酸铵溶液逐级稀释标准工作溶液，质量浓度分别为0.02、0.1、0.5、1、2μg/l。
 

3 样品处理

取纸质食品包装材料样品，将其剪成0.5mm× 0.5mm小块，精密称取4.0g(精确到0.001g)于150ml具塞三角瓶中，加入50mL 0.07mol/L盐酸溶液，在37±2℃水浴摇床中振荡2h，过滤至10ml比色管中。随同试样做空白试验。样品过滤后，立即吸取2ml滤液于10ml带盖试管中，依次加入2ml（1+99）氨水、0.080ml的 0.1mol/l 硝酸铝，摇匀后离心分离，取上清液用0.22μm孔径的水相滤膜过滤后，上IC-ICP-MS仪，测六价铬的含量。
 

4 色谱柱的选择

选取常见的Agilent Bio WAX、IonPac AG7、Agilent G3268、IonPac AS7和Hamilton PRP-X100等5种阴离子色谱柱，按各自推荐的最优条件分别测定0.05μg/l、0.5μg/l、2.0μg/l Cr(VI)标准溶液。
 

5 流动相的选择

目前常见用于阴离子色谱柱的流动相有碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸、硝酸和铵盐（硫酸铵、硝酸铵或氯化铵）等，采用碳酸钠和碳酸氢钠作为流动相，在测试过程中会产生气泡影响测定的稳定性。盐酸和硝酸为酸性，会影响待测溶液中六价铬的稳定性。所以流动相主要是选择硝酸根和氨根。本试验选用硝酸铵溶液作为流动相。并试验了选择了流动相硝酸铵溶液浓度为75mmol/l，pH值为8.0时，六价铬与三价铬分类效果最好。
 

6 RF功率的优化

参考仪器公司推荐的功率范围，在950～1600W范围内选择8个功率水平使用1μg/L的调谐溶液（含Co、Y、Bi）进行低、中、高质量数元素的灵敏度和稳定性测试，结果见图1。由图1可见，随着RF功率的不断增加，低、中、高质量数元素的信号响应均有所增强，但RF功率过低或过高时信号的稳定性较差。综合灵敏度和稳定性的考虑，本实验确定RF功率为1550W。

7 碰撞气流量的优化

在ICP-MS检测时，存在多原子干扰，52Cr的干扰主要是40Ar12C和35Cl16O1H，采用He为碰撞气体基本可消除。本实验所用仪器推荐碰撞气一般不超过4.5ml/min，因此在3.0～4.5ml/min范围内等间距选择6个流量水平测定1μg/L Ce氧化物156/140、双电荷140/70的信号，结果见图2。由图2可见，随着He气流量的增大，氧化物含量的比例缓慢降低，增加至4.2ml/min时，氧化物含量的比例基本趋于稳定。考虑到He气流量增大，待测元素的灵敏度也会降低，本实验选择He碰撞气流量为3.6ml/min。

8 结论

采用0.07mol/L盐酸溶液提取纸质食品接触材料中六价铬，建立了离子色谱-电感耦合等离子体质谱法测定纸质食品接触材料中可迁移六价铬含量的分析方法。对色谱柱的选择、流动相的选择及流动相的参数等影响六价铬的保留时间及分离度的条件进行了优化，并对电感耦合等离子体质谱条件中RF功率和碰撞气流量进行了优化。在选定的工作条件下，六价铬在线性范围内具有良好线性关系，相关系数r大于0.999，方法定量检出限为0.020μg/L。三个不同含量水平加标回收率在92.4%～96.6%之间，相对标准偏差（RSD）小于4.4%，满足实际纸质食品接触材料样品中六价铬的分析要求。

作者：喻零春 邓小文 曾铭 蒋小良 钟月香