CPSC-CH-E1001-08
美国·消费品安全委员会·实验室科学理事会·化学分部
马里兰州Gaithersburg城Darnestown路10901号，邮编：20878
测试方法：CPSC-CH-E1001-08
[技术翻译：piery2006 校对：林雪霞]
测定儿童金属产品(包括金属首饰)中总铅(Pb)含量的标准作业程序
2008年12月4日
本文件提供了美国消费品安全委员会（CPSC）测试实验室（LSC）分析儿童金属制品中的铅(Pb)含量所使用的测试方法的相关信息。所述的方法为测定金属物品（例如：儿童金属首饰，但不局限于此）中的总铅含量。
CPSC工作人员认为此测试方法能够满足大多数测定消费品的金属和合金零部件中铅含量的要求。对于某些特殊合金产品，需要以相关化学知识、材料科学和合金基质所适用的酸为基础，对方法进行调整。所选择的测试方法应可以将被分析的样品材料完全消解。如果与方法规定的适用范围不相符合，或是样品材料不能达到高效、高性能的完全消解，最好不要使用这些测试方法。
本文法适用于金属和金属合金零部件，CPSC工作人员并不建议使用到其它材料上。因为在下述条件下，材料可能不会溶解，或是当样品与规定的酸混合时，造成与材料不适当的混合，与安全实验室操作不相符。
一般做法是将样品的可接触零部件磨成粉末。然后在浓硝酸与浓盐酸的混合酸中完全溶解，最后采用电感受耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）分析。
其它分析方法如：电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、火焰原子吸收光谱法（FLAA）、石墨炉原子吸收光谱法（GFAA）在合适的条件下，可以作为ICP-OES法的替代方法使用。当使用替代分析方法时，应采用合适的、公认的分析技术（标准）。
定义：
1. 样品―待测试的单个消费品或同一批次中一组相同的消费品。
2. 零部件―整个样品上的一个单独的次级单元。例：一个手镯可以被分解成珠子、钩子和悬饰等数个零部件，每
个零部件应单独分析。
3. 仪器检出限(IDL)―试剂空白10次重复测量的3倍标准差。CPSC工作人员使用的ICP-OES对铅的IDL为0.01
μg/ml。
4. 方法检测限(MDL)―试剂空白加上2~3倍IDL。进行7次重复测量。按照下述方法计算MDL。MDL = t × S，t =
3.14（7次重复测量的置信区间为99%），S = 标准差。计算出Pb的MDL为0.01 μg/ml。
5. 实验室试剂空白(LRB)―一份消解试剂按照样品相同的方法进行处理，包括置于玻璃器皿、消解媒质、设备及
某种测定铅所设定的条件，但不加入样品。LRB数据用来评估是否存在实验室环境的污染。
6. 校正空白―去离子水加入硝酸酸化（3 ml浓硝酸加入去离子水稀释到100 ml）。
7. 储备标准溶液―1000 μg/ml的Pb标液，从知名公司购买，用来配制校正标准溶液。有效期过后将它替换掉。
8. 校正标准溶液―3%的硝酸溶液中，含有浓度为0~25 μg/ml铅。至少要使用浓度不同的四种校正标准溶液。校
正标准溶液应当每周配制。
9. 质控样品(QCS)―用来评估仪器系统性能的一种含铅溶液。QCS与储备标准溶液的来自两家不同的标准品供应
商。
10. 认证参考物质(CRM)―认证参考物质与测试样品基质相似，含已知的浓度铅。CRM用来检验消解和分析方法。
例如：标准参考物质(SRM)是从国家标准技术研究所（NIST）处获得的认证参考物质(CRM)，例：在下节“仪器设备及供应品中”所列出的那些参考物质。
仪器设备及供应品：制样和分析所使用的材料如下―
1. 硝酸，痕量金属级
2. 盐酸，痕量金属级
3. 50 ml的消解器皿（消解条件下适合的玻璃或塑胶）
4. 电热消解仪（例如：Environmental Express HotBlock TM）
5. 金属剪切工具
6. 蒸馏水
7. 微波消解设备
8. 旋转研磨设备（例如：Dremel?Tool，带碳化物刀片）
9. 定轨振荡器
10. 含铅金属的认证参考物质(CRM)，如NIST SRM 53e，54d，1129等
11. 内标（如钇溶液，由储备标准溶液配制，适合ICP分析所使用的仪器参数）
I. 金属中的总铅―样品消解
当制备样品时，实验室应尽最大努力确保从零部件上所取的试样具有代表性，并没有被污染。每一个单独的（不同的）、可接触的零部件应分析总铅含量，LSC使用下列两种方法的一种测定金属物品中的铅含量。
LSC使用的方法之一是电热消解法。本方法以加拿大产品安全局方法C-02.4为基础。电热消解法等同于被称作“总铅分析的筛选测试”程序。此程序在2005年2月3日CPSC测定儿童金属首饰中的铅及其萃取率中给出(https://www.360docs.net/doc/1611937436.html,/businfo/pbjeweltest.pdf )。需要注意到所提到的程序的第二部分为测定酸萃取的铅，不适合测定总铅含量。
LSC使用的另一种方法是微波消解法。本方法以3051A (https://www.360docs.net/doc/1611937436.html,/epawaste/hazard/testmethods/sw846/pdfs/3051a.pdf )为基础。在此基础上作出修正。
对于某些特殊合金，需要对这些方法作出修改，并考虑到消解所使用合适的酸。应使用那些与测试产品的合金基质高度相似的认证参考物质，来检查消解和分析方法的准确性。
样品制备方法
以下所列出的两种方法，LSC工作人员认为适合制备本文件规定范围内的金属样品，用于接下来的元素分析。
A. 电热消解法
1. 如果物体上涂有油漆或其它类似表面涂层，涂层应当从基材上刮掉，并单独分析铅含量，方法见CPSC测定油
漆中的铅的标准作业程序(https://www.360docs.net/doc/1611937436.html,/businfo/leadsop.pdf )。注意尽量不要将基材刮下。
2. 称取一份30~100 mg的零部件试样，放入50 ml烧杯中。儿童产品零部件（包括金属首饰）一般重达数克或更
重。获得一份试样（没有油漆或类似表面涂层，但包括电镀层，它被当作基材的一部分）。样品应被剪成或研磨成小的碎片，以加快溶解速度。如果有使用研磨设备（如带一次性磨杵的旋转研磨设备），那么每次使用后的任何污染部件必须彻底清洗或者丢弃，防止交叉污染。记录研磨碎的试样的实际重量，准确至0.1 mg。
3. 在化学通风橱中，向每个烧杯中加入8 ml浓硝酸，并在电热消解仪105±3℃下挥到至约3 ml。
4. 冷却到50℃后，加入2 ml浓盐酸并搅拌。
5. 用蒸馏水稀释到20 ml，清洗烧杯内壁。
6. 加热溶液到至少60℃，不让它沸腾，并放在定轨振荡器、搅拌器或振荡水浴中轻振至少4小时。
7. 定量转移到50 ml容量瓶或一次性烧杯中，用蒸馏水稀释到50 ml。
8. 稀释样品，使铅的结果处于仪器的校正范围内。一般1：50倍稀释就足够。
B. 微波消解法
1. 如果物体上涂有油漆或其它类似表面涂层，涂层应当从基材上刮掉，并单独分析铅含量，方法见CPSC测定油
漆中铅的标准作业程序(https://www.360docs.net/doc/1611937436.html,/businfo/leadsop.pdf )。注意尽量不要将基材刮下。
2. 称取30~100 mg金属颗粒放入合适的消解罐中，消解罐压力可控。儿童产品零部件（包括金属首饰）重达数
克或更重。获得一份试样（没有油漆或类似表面涂层，但包括电镀层，它被当作基材的一部分）。样品应被剪成或研磨成小的碎片，以加快溶解速度。如果有使用研磨设备（如带一次性磨杵的旋转研磨设备），那么每次使用后的任何污染部件必须彻底清洗或者丢弃，防止交叉污染。记录研磨碎的试样的实际重量，准确至0.1 mg。3. 在化学通风橱中，向每个烧杯中加入4.5 ml浓硝酸和1.5 ml浓盐酸，待样品在室温下与酸的初始反应结束后（直
到不再产生明显的烟或气泡）。根椐微波仪器说明书将消解罐密封。
4. 在约
5.5分钟内，将样品升温到175±5℃，然后保留4.5分钟。
5. 让样品冷却至少5分钟，然后将消解罐从微波设备中取出来，放入通风橱中通风，最后才将消解罐打开。
6. 将样品定量转移到50 ml容量瓶或一次性烧杯中。加入去离子水稀释到50 ml。
ICP操作程序和质量控制措施
分析
1. 点亮等离子体。根椐仪器使用手册，进行波长校正或炬管调准。
2. 分析之前使仪器达到热稳定。
3. 在分析方法中选择下列元素和波长：
a. Pb
220.353
b. 另一条谱线Pb 217.00用来确定分析中不会发生光谱干扰。
4. 使用浓度为2 μg/ml的钇溶液作为内标。
5. 使用校正空白和至少三种浓度不同的校正标准溶液进行校正，如浓度为0.25，0.5，1.0和5.0μg/ml。分析时，
校正至少一天进行一次，或每次开机校正一次。校正标准溶液分析结果与真实值相差不超过±5%。如果不在此范围内，有必要进行重新校正。
6. 校正之后立即分析质控样品，铅分析值与期望值相差不超过±10%。如果不在此范围内，需要重新校正。
a.每组样品至少分析一个实验室试剂空白。如果铅值超过MDL的3倍，可能是由于存在实验室或试剂污染。
污染源应查明，并在可以进行下次分析之前将问题解决。实验室试剂空白的酸浓度与样品相同，且按照与样品相同方法消解。
7. 每批样品至少分析一个认证参考物质(CRM)。CRM与测试样品材质相似，含有已知浓度的铅。分析物回收率与
期望值相差不超过±15%。如果不在此范围内，问题的根源应查明，并在继续分析之前将问题解决。
8. 如果铅分析值超过高浓度校正标准溶液浓度的1.5倍，需将样品溶液稀释之后重新分析。
计算和报告结果
铅测试结果按照下列方法进行计算并报告：
总铅浓度： %Pb（wt/wt）= [（C × D）/（W × 1000 μg/ml）] × 100%
C为检测到的Pb浓度(单位μg/ml)
D为稀释因子(单位ml)
W为消解的试样重量(单位mg)
举例：
将一份50 mg的试样消解，并稀释到最终体积1000ml，以便于ICP分析。ICP分析溶液中的铅浓度为20 μg/ml，由此计算最初的零部件中含铅量为40%。
(C) (D) (W)
零部件 ICP检测到的Pb
浓度(μg/ml) 稀释因子
(ml)
总Pb重量
(μg)
样品重量
(mg)
Pb(%)
悬饰1 20 1000
20，000 50 40