日用陶瓷重金属溶出量检测关键影响因素的研究

2022-09-10

前言

日用陶瓷与人们的日常生活密切相关。但是, 其在使用过程中容易发生重金属有毒物的析出。这些重金属元素主要是铅镉等, 如果摄入过量会对人体产生危害作用。考虑到日用陶瓷重金属的溶出量受很多因素的影响, 因此有必要通过实验研究找出其中的主要影响因素。实验检测的方法有很多, 一般步骤是首先将陶瓷样品用清洗液进行清洗, 以消除外在杂质的影响。然后用醋酸溶液在恒温避光的环境下浸泡一段时间, 最后利用原子吸收法检测析出液中的铅镉等重金属元素的浓度。为了判定检测过程中日用陶瓷重金属析出量的关键影响因素, 本文对浸泡稳定、浸泡时间、醋酸浓度及检测溶液的配制、曲线的拟合、仪器设备状态等几个影响因子进行了实验研究。通过改变各影响因子的数值和检测条件, 来确定其对日用陶瓷重金属析出量检测结果的影响关系。在实验过程中, 对各影响因子的实验条件进行了严格控制, 同时还对不合格的检测结果进行了还原, 以期尽量提高研究结果的准确性。

浓度/ (mg/L)

一、实验部分

1. 实验方法

本文参照了ASTMC738检测方法对日用陶瓷重金属析出量的影响因子进行了实验研究。在试验过程中, 通过改变各影响因子的数值及实验条件, 得到了与之相关的检测结果数据。后续利用数学软件对影响因子的实验数值条件及检测结果进行了分析, 得到它们之间的关系。

2. 实验过程

本文按照ASTMC738检测方法的实验流程进行了相关检测研究。首先, 对用于实验检测的标准日用陶瓷样品进行杂质清洗。接着用浓度为4%的醋酸溶液进行浸泡, 浸泡时间控制在0—50h之间 (误差在10 min以内) ;在浸泡过程中, 控制浸泡的温度为9—60℃之间并按一定间隔检测溶出量。仪器为瓦里安公司产spectr AA240型原子吸收分光光度计。其测量误差为4%。

二、结果与分析

1. 浸泡时间对检测结果的影响

通过实验检测结果进行分析, 浸泡时间对铅镉溶出浓度的数学关系如图1所示。由图可知, 前期铅镉元素的溶出浓度很高。在浸泡24 h以后, 总的溶出量可以达到80%以上。此后, 铅镉元素的溶出变化很缓慢。因此, 为了提高检测的准确度, 对日用陶瓷重金属溶出量的检测工作可以在后期完成。

2. 浸泡温度对检测结果的影响

在实验过程中改变浸泡温度后检测的铅镉重金属溶出速率结果如表1所示。从表中数据可以看出, 当浸泡温度处于20~35℃之间时, 铅镉的溶出速率变化的不是很明显。但是, 低于20℃及高于35℃后, 溶出速率有了很大变化。这说明在低温及高温条件下, 对日用陶瓷铅镉重金属的溶出量的检测受温度影响很大。在此条件下进行溶出量的检测实验要严格控制浸泡的温度, 否则检测结果误差会很大。

3. 曲线拟合以及仪器设备的影响

在对试验检测结果进行曲线拟合时也会产生误差。不同的曲线拟合方法, 其误差结果有所差异。本文对检测数据所采取的曲线拟合方法为最小二乘法, 其拟合误差较小。通过计算可以发现, 误差值在10%以下。

除了曲线拟合对结果分析有影响外, 进行检测实验的仪器设备也会对数据结果产生作用。本文所采用的铅镉重金属溶出浓度检测设备为国产, 通过表2的检测结果比较可以发现与进口仪器设备的检测数值相差甚小。

4. 样品重复性检测的研究

日用陶瓷重金属溶出量检测的实验样品在浸泡一次后, 其检测结果会有很大不同。考虑到初次进行实验的陶瓷样品其本身在生产加工过程中铅镉含量的大小就有所差异。在进行实验时, 其重金属的溶出量就会有所不同。同时, 实验室对实验样品溶液的保存存在困难。样品溶液在检测、调换过程中可能会受到污染, 使检测结果出现偏差。因此, 需要对陶瓷样品进行二次重金属溶出量的检测实验。通过两次检测实验的结果对比, 研究其相关性, 使检测数据更加有效准确。通过分析表3的重复性检测结果, 我们可以发现, 两者大致成3~4倍的关系。

结论

通过以上对日用陶瓷重金属溶出量的检测实验数据分析可知, 影响其检测结果的关键因素主要有日用陶瓷样品的浸泡时间、浸泡温度、曲线拟合、仪器设备、样品重复率等。为了提高检测结果的准确性, 我们要合理控制这些关键因素的实验条件, 以保证实验达到预期目标。

摘要：日用陶瓷在使用过程中会溶出铅镉等重金属有毒物, 这对人体会产生毒害作用。考虑到其重金属的溶出量受很多因素的影响, 因此有必要通过实验对此加以研究。本文主要从浸泡时间、浸泡温度、曲线拟合、仪器设备、样品重复率等几个关键因素对日用陶瓷重金属溶出量检测的影响进行了实验研究。希望通过相关研究, 能够提高日用陶瓷重金属溶出量检测的准确性。

关键词：日用陶瓷,重金属溶出量,影响因素