火焰原子吸收光譜法測定涂料中的鉛的含量畢業(yè)論文.doc

江蘇科技大學本科畢業(yè)論文 火焰原子吸收光譜法測定涂料中鉛的含量火焰原子吸收光譜法測定涂料中鉛的含量 sensitive determination of lead by flame atomic absorption spectrometry 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） i 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導 下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的 地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為 獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究 提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表 示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī) 定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權 保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校 可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的 前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。 作者簽名： 日 期： 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） ii 學位學位論論文原文原創(chuàng)創(chuàng)性聲明性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取 得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其 他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的 個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后 果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位學位論論文版文版權權使用授使用授權書權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學 校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被 查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分 內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存 和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名：日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） iii 摘摘 要要 本文簡要介紹了涂料中存在的有毒有害物質以及國內外對其檢測技術的現狀。在 實驗中用溶劑將涂料離心分離得到顏料餅和萃取液，對這兩部分進行處理后，采用火 焰原子吸收法檢測其中鉛的含量。結果表明原子火焰吸收光譜法選擇性較好，操作簡 便、準確度高，精確度好，能快速準確的檢測出涂料中“可溶性”鉛的含量。通過加 標回收率的測定表明該方法測試靈敏度高、線性關系良好、分析準確。在對四種涂料 分析檢測后發(fā)現，其鉛含量未超過國家標準，屬于合格產品。 關鍵詞：關鍵詞：涂料的測定；鉛的含量；火焰原子吸收光譜 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） iv abstract this paper introduces the paint in the toxic and harmful substances, as well as domestic and foreign technology to detect the status quo. solvents used in the experiment will be paint coating centrifuge cake and extract of the two parts processing, using faas detection of lead content. the results show that the flame atomic absorption spectrometry selective good, simple, high accuracy, precision, and can quickly and accurately detect the coating, “soluble“ lead content. to increase the recovery of the test shows that the method of high sensitivity, linear relationship was good, accurate analysis. four paint in the post-test analysis found that the lead content did not exceed national standards, are qualified products. keywords: paint determination; lead content; flame atomic absorption spectrometry 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） v 目目 錄錄 第一章第一章 緒論緒論.1 1.1 引言.1 1.2 我國涂料的現狀.1 1.2.1 我國涂料的主要種類.1 1.2.2 我國涂料工業(yè)的發(fā)展趨勢2 1.3 涂料中有害物質介紹.4 1.3.1 重金屬.4 1.3.2 甲醛.4 1.3.3 苯系物.4 1.3.4 總揮發(fā)有機物（tvoc）.5 1.3.5 游離甲苯二異氰酸酯 (tdi ).5 1.3.6 氡5 1.3.7 氨5 1.4 國內涂料有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢.5 1.4.1 重金屬的檢測技術.6 1.4.2 對涂料中甲醛的檢測技術6 1.4.3 苯系物的檢測技術6 1.4.4 tvoc 的檢測技術.7 1.4.5 甲苯二異氰酸酯（ tdi ）的檢測技術7 1.4.6 氡的檢測技術7 1.4.7 氨檢測技術8 1.5 國外涂料中有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢 8 1.5.1 重金屬的檢測技術.8 1.5.2 voc 的檢測技術.8 1.5.3 甲醛的檢測技術.8 1.5.4 tdi 的檢測技術.8 1.6 選題的目的和意義 9 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） vi 1.7 火焰原子光譜法的介紹.10 第二章第二章 實驗研究內容實驗研究內容.12 2.1 實驗儀器.12 2.2 實驗所用的藥品及配置 12 2.3 實驗原理 13 2.4 引用標準.14 2.5 實驗步驟.14 2.5.1 鉛標準參比溶液的配制.14 2.5.2 標準工作曲線的繪制.14 2.5.3 試樣的處理14 2.5.4 測定.16 2.5.5 計算公式17 第三章第三章 實驗結果與討論實驗結果與討論19 3.1 涂料中鉛含量的測定.19 3.2 實驗中所存在的問題及分析 22 結結 論論.23 參考文獻參考文獻.24 致致 謝謝26 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 1 第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言 近幾年，我國相繼制定了一系列有關室內環(huán)境的標準，從建筑裝飾材料的使用,到 室內空氣中污染物含量的限制，全方位對室內環(huán)境進行嚴格的監(jiān)控，以確保人民的身 體健康。因此,人們往往認為現代化的居住條件在不斷的改善，室內環(huán)境污染已經得到 控制。其實不然，人們對室內環(huán)境污染的危害還遠未達到足夠的認識。 應當看到，在我國經濟迅速發(fā)展的同時，由于建筑、裝飾裝修、家具造成的室內 環(huán)境污染，已成為影響人們健康的一大殺手。據中國室內環(huán)境監(jiān)測中心提供的數據， 我國每年由室內空氣污染引起的超額死亡數可達 11.1 萬人，超額門診數可達 22 萬人次， 超額急診數可達 430 萬人次。嚴重的室內環(huán)境污染不僅給人們健康造成損失，而且造 成了巨大的經濟損失，僅 1995 年我國因室內環(huán)境污染危害健康所導致的經濟損失就高 達 107 億美元。 從目前檢測分析，室內空氣污染物的主要來源有以下幾個方面：建筑及室內裝飾 材料、室外污染物、燃燒產物和人本身活動。其中室內裝飾材料及家具的污染是目前 造成室內空氣污染的主要方面。國家衛(wèi)生、建設和環(huán)保部門曾經進行過一次室內裝飾 材料抽查,結果發(fā)現具有毒氣污染的材料占 68%,這些裝飾材料會揮發(fā)出 300 多種揮發(fā)性 的有機化合物。其中甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯、揮發(fā)性有機物以及放射性氣體氡 等，人體接觸后，可以引起頭痛、惡心嘔吐、抽搐、呼吸困難等,反復接觸可以引起過 敏反應，如哮喘、過敏性鼻炎和皮炎等,長期接觸則能導致癌癥(肺癌、白血病)或導致 流產、胎兒畸形和生長發(fā)育遲緩等。 1.2 我國涂料的現狀我國涂料的現狀 1.2.1 我國涂料的主要種類我國涂料的主要種類 第一類是低檔水溶性涂料，是聚乙烯醇溶解在水中，再在其中加入顏料等其他助 劑而成。為改進其性能和降低成本采取了多種途徑，牌號很多，主要產品有 106、107803 內墻涂料。這種涂料的缺點是不耐水、不耐堿，涂層受潮后容易剝落，屬 低檔內墻涂料，適用于一般內墻裝修。該類涂料具有價格便宜、無毒、無臭、施工方 便等優(yōu)點。干擦不掉粉，由于其成膜物是水溶性的，所以用濕布擦洗后總要留下些痕 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 跡，耐久性也不好，易泛黃變色，但其價格便宜，施工也十分方便，目前消耗量仍最 大，約占市場 50%，多為中低檔居室或臨時居室室內墻裝飾選用。 第二類是乳膠漆，它是一種以水為介質，以丙烯酸酯類、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、 醋酸乙烯酯類聚合物的水溶液為成膜物質，加入多種輔助成分制成，其成膜物是不溶 于水的，涂膜的耐水性和耐侯性比第一類大大提高，濕擦洗后不留痕跡，并有平光、 高光等不同裝飾類型。由于目前其色彩較少，裝飾效果與 106 類相似。其實這兩類涂 料完全不是一個檔次，屬中高檔涂料，雖然價格較貴，但因其優(yōu)良的性能和裝飾效果， 所占據的市場份額越來越大。好的乳膠涂料層具有良好的耐水、耐堿、耐洗刷性，涂 層受潮后決不會剝落。一般而言（在相同的顏料、體積、濃度條件下），苯丙乳膠漆 比乙丙乳膠漆耐水、耐堿、耐擦洗性好，乙丙乳膠漆比聚醋酸乙烯乳膠漆（通稱乳膠 漆）好。 第三類是目前十分風行的多彩涂料，該涂料的成膜物質是硝基纖維素，以水包油 形式分散在水相中，一次噴涂可以形成多種顏色花紋。 近年來又出現一種仿瓷涂料屬第四類，其裝飾效果細膩、光潔、淡雅，價格不高， 只是施工工藝繁雜，耐濕擦性差。 1.2.2 我國涂料工業(yè)的發(fā)展趨勢我國涂料工業(yè)的發(fā)展趨勢 1)調整產品結構 一是逐漸淘汰落后工藝、落后設備和品質低劣的產品如低檔建筑涂料聚乙烯醇水 玻璃內墻涂料（106）、聚乙烯醇縮甲醛涂料（107）、淀粉涂料、纖維素改性淀粉涂 料等產品。 二是大力發(fā)展高檔合成樹脂涂料，使高檔合成樹脂涂料的比例由目前的 70，提 高到 2005 年的 80。 三是大力發(fā)展節(jié)能低污染的水性涂料、高固體分涂料、粉末涂料、無溶劑涂料和 輻射固化涂料。在建筑涂料中，提高乳膠涂料比例，到 2005 年達到 5060。在工 業(yè)制品涂料中，擴大水性涂料、高固體分涂料和粉末涂料的應用，到 2005 年，使水性 涂料的比例達到 15，粉末涂料所占比例達到 10。實現這一目標，將使節(jié)能低污染 涂料占涂料總產量的比例從目前的近 30，提高到 2005 年的 40。 四是改變我國國有企業(yè)追求大而全、小而全的生產模式，建議國家制定鼓勵提高 專用涂料技術水平、淘汰性能低劣涂料產品的政策，使汽車、航空、集裝箱、重防腐、 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 3 高檔家具等各類專用涂料和功能性涂料都形成一定的生產規(guī)模，加強專業(yè)化生產，以 此推動涂料工業(yè)產品結構的優(yōu)化。 五是重視解決高檔涂料用原料的供應問題。通過自主開發(fā)和消化吸收引進技術， 實現通用樹脂專業(yè)化、規(guī)?；a；基礎無機顏料、關鍵助劑實現國產化；提高原材 料自給率，為改善涂料行業(yè)的產品結構創(chuàng)造條件。 2) 提高技術裝備水平 逐步改造現有生產裝置，提高自動化水平和勞動生產率，降低勞動強度，改善操 作環(huán)境。大宗產品生產實現設備大型化，高溫樹脂全面采用熱媒加熱系統(tǒng)。 3) 加強科研開發(fā) 重點突破對國民經濟有較大影響的專用涂料的研究開發(fā)。 重點開發(fā)超耐候性（10 年以上）建筑涂料，如有機硅、有機氟及其改性的丙烯酸 酯類乳膠涂料；加快汽車涂料水性化、系列化研究，以轎車漆為重點，主攻高裝飾、 低污染轎車漆，發(fā)展水性化、高固體分、無溶劑以及金屬閃光漆和高鮮映度等品種； 開發(fā)防腐時效在 15 年以上的橋梁和船舶用防腐蝕涂料；開發(fā)具有特殊功能的防火涂料、 隔音涂料、耐高溫涂料、隔熱涂料等；開發(fā)低能耗高性能的各類脂肪族和芳香族聚氨 酯涂料及環(huán)氧樹脂涂料。使汽車涂料、船舶涂料、集裝箱涂料、建筑涂料、防腐涂料 等方面的生產技術水平達到發(fā)達國家 90 年代初期的水平，基本上能夠滿足相關行業(yè)的 發(fā)展要求。 4) 環(huán)境保護并加大執(zhí)法力度 目前，我國涂料在施工時，有數十萬噸的溶劑揮發(fā)到大氣中。溶劑揮發(fā)是繼汽車 尾氣排放及煙霧漂塵之后的第三大空氣污染源。建議國家盡快制定“涂料生產及施工環(huán) 境保護法規(guī)”，限制揮發(fā)性有機物在涂料中的使用量，并禁止生產和使用 voc 含量較 高的涂料品種。 5) 優(yōu)化企業(yè)結構，加強專業(yè)化生產 為提高全行業(yè)的經濟效益和穩(wěn)定產品質量，要積極鼓勵、引導企業(yè)向專業(yè)化方向 發(fā)展：樹脂生產專業(yè)化、涂料生產專業(yè)化、色漿生產專業(yè)化，并在此基礎上形成規(guī)模 化生產。 6) 繼續(xù)擴大對外經濟技術合作 隨著我國涉外經濟法律體系的不斷完善，投資環(huán)境會越來越好。吸收外商直接投 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 資，作為我國對外開放的一個重要組成部分，今后還將繼續(xù)貫徹下去。國家為逐漸扭 轉外商在華直接投資東、中、西部依次遞減的態(tài)勢，將制定出外商在華投資地區(qū)導向 性政策，鼓勵外商到中西部投資。這也將成為我國政府加快中西部發(fā)展的重要措施之 一。涂料行業(yè)要與國家的對外經濟政策保持一致，創(chuàng)造條件，積極引進先進技術，吸 收投資，并向中西部傾斜，推動我國涂料工業(yè)的平衡發(fā)展。 1.3 涂料中有害物質介紹涂料中有害物質介紹 1.3.1 重金屬重金屬 涂料中所含的重金屬來源于涂料生產時加入的各種助劑，如催干劑、防污劑、消 光劑、顏料和各種填料中所含的雜質，如：錫化合物、汞化合物、銅化合物、化合物、 鋅化合物、鉛化合物等。重金屬侵入人體會逐漸在體內蓄積，并轉化成毒性更強的金 屬有化合物，使人出現不同程度的中毒癥狀。其毒性大的金屬類型、理化特性、濃度、 存在的價態(tài)及形態(tài)有一般來講，可溶性金屬要比顆粒金屬毒性大，又金屬化合物比相 應無機物毒性大，由于金屬以不同存在時，毒性大小不同，所以在涂料中可以分別 “可溶性”金屬和金屬總量。 1.3.2 甲醛甲醛 甲醛污染物存在于大部分裝飾材料和家具中。如：劣質人造板，膠粘劑和未達標 的涂料等9。甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體。經呼吸道吸入，造成肝肺功能、免疫 力下降，甲醛還被國際癌癥研究機構（ iarc 1995 ）確定為可疑致癌物10。甲醛的釋 放過程是一個連續(xù)的動力學過程，其釋放量與產品的化學結構本身有關，也與產品的 使用期、室內溫度、濕度以及通風程度有關。有資料表明，在室內溫度在 2030和 相對濕度 30%70%范圍內，樹脂中釋放的甲醛濃度與溫度、相對濕度成正比關系。 1.3.3 苯系物苯系物 苯系物存在于各種建筑材料的有機溶劑和各種油漆稀釋劑中，一些未達標的防水材料 中也大量存在。苯系物（包括苯、甲苯、二甲苯等）為無色具有特殊芳香氣味的氣體。 苯及苯系物被人體吸入后，可出現中樞神經系統(tǒng)麻醉作用；可抑制人體造血功能，使 紅血球、白血球、血小板減少，再生障礙性貧血患率增高；還可導致女性月經異常， 胎兒的先天性缺陷等。皮膚接觸和吸收引起中毒，會造成嗜睡、頭痛、嘔吐等。苯系 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 物被國際癌癥研究機構確認為有毒致癌物質。 1.3.4 總揮發(fā)有機物（總揮發(fā)有機物（tvoc） 含有總揮發(fā)有機化合物（ tvoc ）污染成分的材料有油漆、乳膠漆等。tvoc 揮 發(fā)性有機化合物（voc）在室內空氣中作為異類污染物，由于它們單獨的濃度低，但 種類多，一般不予逐個分別表示，以 tvoc 表示其總量11。tvoc 包括甲醛、苯、對 （間） （鄰）二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、三氯乙烯、三氯甲烷、十一烷等。研 究表明，即使室內空氣中單個 voc 含量都低于其限含量，但多種 voc 的混合存在及 其相互作用，就使危害強度增大。 tvoc 表現出毒性、刺激性，能引起機體免疫水平 失調，影響中樞神經系統(tǒng)功能，出現頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等癥狀，還可能 影響消化系統(tǒng)，出現食欲不振、惡心等，嚴重時可損傷肝臟和造血系統(tǒng)，甚至引起死 亡。 1.3.5 游離甲苯二異氰酸酯游離甲苯二異氰酸酯 (tdi ) 甲苯二異氰酸酯（ tdi ）污染物大多數存在于聚氨酯漆產品中。在人體中具有積 聚性和潛伏性， 甲苯二異氰酸酯（ tdi ）是具有強烈刺激性氣味的有機化合物，對皮 膚、眼睛和呼吸道有強烈刺激作用，長期接觸或吸入高濃度的 tdi 氣體可引起支氣管 炎、過敏行哮喘、肺炎、肺水腫等。 1.3.6 氡氡 氡是一種無色、無味、無法察覺的惰性氣體。水泥、磚沙、大理石、瓷磚等建筑 材料是氡的主要來源，地質斷裂帶處也會有大量的氡析出。氡及其子體隨空氣進入人 體，或附著于氣管粘膜及肺部表面，或溶入體液進入細胞組織，形成體內輻射，誘發(fā) 肺癌、白血病和呼吸道病變。世界衛(wèi)生組織研究表明，氡是僅次于吸煙引起肺癌的第 二大致癌物質。 1.3.7 氨氨 氨是一種無色而有強烈刺激氣味的氣體。主要來源于混凝土防凍劑等外加劑、防 火板中的阻燃劑等。對眼、喉、上呼吸道有強烈的刺激作用，可通過皮膚及呼吸道引 起中毒，輕者引發(fā)充血、分泌物增多、肺水腫、支氣管炎、皮炎，重者可發(fā)生喉頭水 腫、喉痙攣，也可引起呼吸困難、昏迷、休克等，高含量氨甚至可引起反射性呼吸停 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 止。 1.4 國內涂料有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢國內涂料有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢 1.4.1 重金屬的檢測技術重金屬的檢測技術 對于重金屬的檢測主要采用分光光度計法、原子光譜法、電化學測定痕量金屬元 素。涂料中金屬元素含量較低，一般采用前 2 種測定方法，容量法適用于金屬元素濃 度高的樣品測定。分光光度計法測定有一定的缺點，由于測定在一定測量條件及濃度 范圍內，吸光度與待測元素濃度成線形關系，但由于許多金屬元素性質接近，且有些 顯色劑選擇性差，使得這種方法不得不更多地考慮如何控制顯色條件，采用加入掩蔽 劑等多種方法來消除干擾。這就使得該法應用受到一些限制。 與分光光度計法相比，目前原子光譜分析已成為涂料產品中痕量重金屬分析的首 選技術。這里所說的原子光譜包括原子發(fā)射光譜分析法（主要用于定性半定量分析） 、 原子吸收光譜分析法（主要用作定量分析）和等離子體原子發(fā)射光譜。原子吸收光譜 法可對六十多種金屬元素及某些非金屬元素進行定量測定，其檢出限低，準確度好， 因此到 20 世紀 60 年代后期，原子吸收光譜法得到了空前的發(fā)展，基于上述原因，現 代實驗室?guī)缀醵疾捎迷游展庾V法作為金屬元素的常規(guī)分析手段。 1.4.2 對涂料中甲醛的檢測技術對涂料中甲醛的檢測技術 在對涂料中甲醛的測定中，我國的檢測專家研究了用極譜法測定空氣中的甲醛1； 可采用 girards 試劑涂在玻璃纖維上來吸附空氣中的甲醛形成甲醛腙，用水使之解吸， 再用吸收伏安法進行甲醛的測定；在溫室及酸性條件下，根據甲醛對溴酸鉀氧化乙基 的反應與有顯著的促進作用，且反應具有一定的誘導期的原理，通過測量誘導期建立 了測定甲醛的動力學分析新方法2，測定甲醛的線性范圍為 0.10-1.50mg/l,檢出限為 0.05mg/l；用衍生氣相色譜法3測定居室空氣中的甲醛，方法的檢出限為 0.02mg/l(水 溶液）；包麗4將樣品經分離柱分離后，用 sp2308-1 型轉化爐轉化成乙醇，用配有氫 火焰離子化檢測器氣相色譜儀測定車間空氣中的甲醛。張素玢5用頂空氣相色譜法測定 化工廠排放污水中低沸點易揮發(fā)的甲醛，乙醛，丙醛含量。采用品紅-亞硫酸鈉法6測 定涂料廢水中的甲醛含量；陳乃平7探討了在高含量氨的干擾下，用乙酰丙酮分光光度 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 法測定水樣中微量甲醛的可行性。陳炎8建立了乙酰丙酮熒光光度法測定環(huán)境空氣中的 微量甲醛的方法。 1.4.3 苯系物的檢測技術苯系物的檢測技術 空氣中苯的檢驗方法毛細管氣相色譜法，適用居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯濃 度的測定，也適用于室內空氣中苯、甲苯和二甲苯濃度的測定。空氣中苯用活性炭管 采集，然后用二硫化碳提取出來。用氫火焰離子化檢測器的氣相 色譜儀分析，以保留 時間定性，峰高定量。 固相微萃取技術(spme) 是90 年代發(fā)展起來的一種新型、高效的樣品預處理技術。 它是一種通過石英纖維表面的固相涂層對樣品中的分析物進行萃取分離和富集的方法， 具有無溶劑，可直接進樣，操作簡便、快速、靈敏，是一種有利于環(huán)保的很有應用前 景的預處理方法。目前這種固相微萃取被廣泛用于多種環(huán)境樣品(水、空氣、土壤) 、 生化樣品。尤其是含有痕量有機物樣品的分析。苯系物尤其是苯、甲苯、二甲苯是重 要溶劑和基本化工原料。由于苯、甲苯、二甲苯具有溶解力強、揮發(fā)速度適中等特點， 是目前涂料業(yè)常用的溶劑，在施工過程中揮發(fā)出苯、甲苯和二甲苯，影響人體中樞神 經系統(tǒng)，對呼吸道和皮膚產生刺激作用。因此，建立一種快速、靈敏而簡便的方法測 定涂料中苯系物的含量具有重要的意義。國內外環(huán)境監(jiān)測推薦的標準方法是二硫化碳 萃取氣相色譜法。 1.4.4 tvoc 的檢測技術的檢測技術 室內空氣總揮發(fā)性有機化合物（tvoc）的色譜檢測儀器一般有兩種。一種是質譜 聯用，質譜聯用是氣相色譜和質譜儀通過接口連接起來，氣相色譜儀將復雜的混合物 分離成單組分進入質譜儀進行檢測分析，價格比較昂貴。另一種是人工手動進樣到配 備單個氫火焰離子化檢測器檢測的氣相色譜儀，后者比較經濟，故多被實驗室采用。 1.4.5 甲苯二異氰酸酯（甲苯二異氰酸酯（ tdi ）的檢測技術）的檢測技術 游離 tdi 的監(jiān)測方法有化學分析法，氣相色譜法，高效液相色譜法。最新報道的 有用 tenax/吸附濃縮/熱脫附/氣相色譜分析游離 tdi 的方法。 1.4.6 氡的檢測技術氡的檢測技術 測量環(huán)境空氣中氡及其子體有四種測定方法，即徑跡蝕刻法、活性炭盒法、雙濾 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 膜法和氣球法。徑跡蝕刻法，此法是被動式采樣，能測量采樣期間內氡的累積濃度， 暴露 20d，其探測下限可達 2.1103bqhm3。探測器是聚碳酸脂片或 cr-39，置于一 定形狀的采樣盒內.組成采樣器。活性炭盒法，活性炭盒法也是被動式采樣，能測量出 采樣期間內平均氡濃度，暴露 3d，探測下限可達到 6bqm3。 1.4.7 氨檢測技術氨檢測技術 納氏試劑分光光度法，中氨吸收在稀硫酸中，與納氏試劑作用生成黃色化合物， 根據著色深淺，比色定量。 1.5 國外涂料中有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢國外涂料中有毒有害物質的檢測現狀和發(fā)展趨勢 1.5.1 重金屬的檢測技術重金屬的檢測技術 meng-dawn cheng14研究用激光耦合等離子發(fā)射光譜儀測定各種作業(yè)環(huán)境中的氣 溶膠狀態(tài)的鉛。r.allabashi15比較了 fi-hg-ass,et=ass,hg-et-aas 3 種測定元素硒 的方法的差異。torsten mary 16通過 lucifer yellow ch 作為選擇性金屬試劑，利用熒 光法測定水溶液中的銅（） 。irina g17用 et-aas 測定聚丙烯中的微量 ti（ug/g） 1.5.2 voc 的檢測技術的檢測技術 據估計，全世界涂料年產量約 2500 萬噸，并以 3%的速度增長，按平均含溶劑 40%計， 全世界每年排放到大氣中的溶劑約 1000 萬噸，因此涂料釋放的揮發(fā)性有機化合物 （voc）是空氣污染的重要來源。國外用于分析空氣中的揮發(fā)性有機化合物(voc)的 校正氣體發(fā)生器有了很大的進展；b.schick 設計了一種用于收集揮發(fā)性和半揮發(fā)性氣體 的裝置，并成功用于癸烷、小堅果等樣品的測定實驗；研究了用 ftir 直接測定硝基漆 中的丙酮、異丙醇的含量；利用 gc 和固相萃取技術直接測定水性涂料的 voc；用一 種自動化的 gc 系統(tǒng)對大氣中揮發(fā)性有機化合物進行連續(xù)測定。 1.5.3 甲醛的檢測技術甲醛的檢測技術 yvander18報道了用 hplc 測定洗發(fā)劑中的甲醛。zhang zheng-qi19研究了用 極譜法測定空氣中的甲醛。tadashi mori20用二硝基苯腙（dnph）測定汽車尾氣中的 甲醛含量時，探討了 no2 對甲醛測定的影響。viviane van den bergh21研究了用 gc 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 和 hplc-ms 測定醛類產品的可能性。f.reche22利用 hantzsh 反應將樣品中的甲醛萃 取出來，然后在進行測定。k.feige23在二羥基丙酮體系中，建立了用毛細管電泳測定 微量甲醛的方法。n.gayathri24用亞硫酸氫鈉法測定化學鍍池流出物中的甲醛。 m.toliva-teles25用測定樹脂中的游離甲醛。 1.5.4 tdi 的檢測技術的檢測技術 國外對游離 tdi 的檢測方法與國內的檢測技術差別不大，特別提出的是利用苯二 甲基藍染料與 tdi 能夠進行可逆反應，對 lb 和蒸汽膜構成的裝置進行了比較，試驗 結果表明：測定 tdi 的速度，蒸汽膜要比 lb 快。 1.6 選題的目的和意義選題的目的和意義 為了減少裝修后室內空氣污染物，保護人民身體健康，保證涂料的衛(wèi)生安全，規(guī) 范涂料市場，促進我國涂料工業(yè)向著環(huán)保型和健康型發(fā)展并與國際先進標準接軌，我 國在比較短的時間內制定了 gb 18582-2001 內墻涂料中有害物質限量標準。該標準是 室內裝飾裝修材料有害物質限量 10 項強制性國家標準中的 1 項，于 2002 年 1 月 1 日實施。內墻涂料標準規(guī)定了室內裝修裝飾用墻面涂料對人體有害物質容許限值的技 術要求、試驗方法、檢測規(guī)則、包裝標志、安全涂裝及保護等內容。該標準的發(fā)布與 實施，對涂料的生產，使用，質檢，科研設計以及市場管理等都是至關重要的12 。此 次畢業(yè)設計所選用的是火焰原子吸收法檢測出涂料中“可溶性”鉛的含量，其選擇性 較好，操作簡便，準確度高，能快速準確的檢測出涂料中“可溶性”鉛的含量。 根據內墻涂料的類型，組成及性質，能夠造成室內空氣質量下降并有可能影響人 體健康的有害物質主要為揮發(fā)性有機化合物、游離甲醛、可溶性鉛、可溶性鎘、可溶 性鉻和可溶性汞等重金屬。揮發(fā)性有機化合物對人體總是有毒的。嚴重時使人頭痛， 咽喉痛。游離甲醛對皮膚、眼睛以及呼吸道具有很強的刺激性，國際癌癥中心已將游 離甲醛列為人類可疑致癌物質，可溶性鉛、可溶性鎘、可溶性鉻和可溶性汞等重金屬 是常見的有毒的物質，它們分別能損害神經，造血和生殖系統(tǒng)，損害腎或肺功能，引 起接觸性皮炎或濕疹以及影響中樞神經系統(tǒng)。所以gb18582-2001內墻涂料標準的技術 要求13包括以下幾項，如下表所示： 表 1-1 gb18582-2001 技術要求 table 1-1 the technical require of gb18582-2001 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 項 目限 量 值 揮發(fā)性有機化合物(voc)/(g/l) 200 游離甲醛 0.1 可溶性鉛 90 可溶性鎘 75 可溶性鉻 60 重金屬/(mg/kg) 可溶性汞 60 我國室外大氣衛(wèi)生標準為0.05mg/m3(最大值)，室內裝飾5個月后，甲醛濃度一般可 低于0.1 mg/m3，裝飾7個月后，可降至0.08 mg/m3以下，一般住宅在新裝修后的峰值約 在0.20.1 mg/m3左右，個別達0.87 mg/m3。 1.7 火焰原子光譜法的介紹火焰原子光譜法的介紹 原子吸收光譜分析又稱為原子吸收分光光度分析。早在 18 世紀初，人們就開始對 原子吸收光譜太陽連續(xù)光譜的暗線進行了觀察和研究。但是，原子吸收光譜法作 為一種分析方法是從 1955 年才開始的。這一年，澳大利亞的物理學家 walsh 發(fā)表了著 名的論文“原子吸收光譜在化學分析中的應用” ，奠定了原子吸收光譜分析法的理論基 礎。從時間上看，原子吸收光譜在分析化學上的應用比原子發(fā)射光譜法晚了約 80 年， 但由于原子吸收光譜所具有下過的一些優(yōu)點，使它一出現即引起了重視，并在 20 世紀 60 年代取得了發(fā)展，其發(fā)展和普及速度之快，是其它儀器分析方法所不能相比的26。 原子吸收光譜分析是基于物質產生的原子蒸氣對特定譜線(通常是待測元素的特征 譜線)的吸收作用來進行定量分析的一種方法。如圖 1-1 所示：如果要測定試液中鎂離 子的含量，先將試液噴射成霧狀進入燃燒火焰中，含鎂鹽的霧滴在火焰溫度下，揮發(fā) 并離解成鎂原子蒸氣。再用鎂空心陰極燈作光源，它輻射出具有波長為 285.2nm 的鎂 的特征譜線的光，當通過一定厚度的鎂原子蒸氣時部分光被蒸氣中基態(tài)鎂原子吸收而 減弱。通過單色器和檢測器得到鎂特征譜線光被減弱的程度，即可求得試樣中鎂的含 量。由此可見，原子吸收光譜分析利用的是原子吸收 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 圖 1-1 原子吸收分析示意圖 fig1-1 sketch map of atomic absorption analysis 現象。在原子吸收法的實驗條件下，原子蒸氣中基態(tài)原子比激發(fā)態(tài)原子數要多得多， 所以測定的大部分是原子，這就使原子吸收法往往具有較高的靈敏度。又由于激發(fā)態(tài) 原子數的溫度系數顯著大于基態(tài)原子，因此具有高的信噪比。原子吸收光譜法是特效 性、準確度和靈敏度都很好的一種定量分析方法。 如前所述，原子吸收分析的主要特點是測定靈敏度高，特效性好，抗干擾能力強， 穩(wěn)定性好，適用范圍廣，可測定七十多種元素。加上儀器較簡單，操作方便，因而原 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 子吸收分析法的應用范圍日益廣泛。例如在測定礦物、金屬及其合金、玻璃、陶瓷、 水泥、化工產品、土壤、食品、血液、生物試樣、環(huán)境污染物等等試樣中的金屬元素 的含量時，原子吸收法往往是一種首選的定量方法，因而它在分析化學中已占有重要 地位。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 第二章第二章 實驗研究實驗研究內容內容 2.1 實驗儀器實驗儀器 火焰原子吸收光譜儀和適合的乙炔，空氣 火焰原子吸收儀的型號：上海精密科學儀器有限公司生產的 aa370mc 乙炔鋼瓶：提供乙炔氣體，壓力是 0.07mpa,流量是 1.5l/min; 空氣壓縮機：提供空氣,壓力是 0.07mpa，流量是 6.0l/min. 鼓風烘箱，能維持 1052 適用于實驗用的離心機。 機械攪拌器 ph 計和電極 微孔濾紙：孔徑 4.5um 馬弗爐和電熱板 水浴鍋 能恒溫在 232 玻璃儀器： 容量瓶：100ml 、1000ml、250ml、500ml 滴定管：1ml、5ml、10ml、20ml 試劑瓶：5000ml、500ml 離心管：15ml 滴管 燒杯：100ml 漏斗 鐵架臺 2.2 實驗所用的實驗所用的藥品及配置藥品及配置 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 在分析過程中，只能使用分析純的試劑，并只能使用符合 gb 6682 中規(guī)格的，純 度為 2 級的水。 鹽酸（hcl） c(hcl)=0.07mol/l 每升含 1g 鉛的標準儲備溶液： 稱取 1.598g(準確至 1mg)硝酸鉛（先在 105干燥 2 小時）于 1000ml 容量瓶中， 用鹽酸溶液（2.4.1）溶解，并稀釋至刻度，充分搖勻。 1ml 此標準儲備溶液含 1mg 鉛。 每升含 100mg 鉛的標準溶液： 用移液管將 100ml 標準儲備溶液（2.4.4）移入 1000ml 容量瓶中，用鹽酸溶液 （2.4.1）稀釋至刻度，并充分搖勻。1ml 此標準溶液含 100ug 鉛。此溶液應在使用的 當天配制。 丙酮 1.1.1-三氯乙烷 四氫呋喃 鹽酸濃溶液 鹽酸濃溶液 1：1（v/v） ，用一份水稀釋一份密度（）約為 1.18g/ml 的鹽酸溶液。 乙醇 乙醇含量至少 95%（v/v） 。 硝酸 用 1 份體積的水稀釋 1 份體積的硝酸（=1.40g/ml） 2.3 實驗原理實驗原理 用合適的溶劑稀釋液體試樣,隨后用離心機分離出樣品中的顏料。根據被檢測的產 品有三種分離方法。用 0.07mol/l 鹽酸萃取由母體中分離出來的顏料；將離心得到的液 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 體部分蒸發(fā)至干，殘渣經干燥，灰化，用硝酸萃取。 采用火焰原子吸收儀，將試驗溶液吸入乙炔/空氣火焰中，測量由鉛空心陰極燈發(fā) 射的選擇譜線波長在 283.3nm，電流為 6ma 處來吸收，來測定溶液中的“可溶性”鉛 的含量。 2.4 引用標準引用標準 gb 6682 實驗室用水規(guī)格。 gb 9760 涂料和清漆液體或粉末狀涂料中酸萃取物的制備。 2.5 實驗步驟實驗步驟 2.5.1 鉛標準參比溶液的配制鉛標準參比溶液的配制 鉛的標準溶液應在使用的當天配制。 取 100ml 標準溶液稀釋至 1000ml；用滴定管按表 21 所示的體積數將鉛標準溶 液分別加到 6 個 100ml 容量瓶中，再分別用鹽酸稀釋至刻度，并充分搖勻。 表 21 鉛標準溶液的配制 tab21 the prepare for pb standard aqua 標準參比溶液 no.標準鉛溶液（2.4.4）的體積 ml標準參比溶液中鉛的相應濃度 ug/ml 00.000.0000 12.000.2000 25.000.5000 310.001.0000 415.001.5000 520.002.0000 2.5.2 標準工作曲線的繪制標準工作曲線的繪制 以標準參比溶液鉛的濃度（以 ug/ml 計）為橫坐標，以相應的吸光度值減去空白試 驗溶液的吸光度值為縱坐標，繪制曲線。 2.5.3 試樣的處理試樣的處理 a.分離液體涂料樣品中的顏料分離液體涂料樣品中的顏料 操作步驟： 稱量一批離心管，準確到 10mg。于每只管子中加入 1020g 制備好的試樣，操作 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 時應注意避免玷污離心管壁和管口。立即稱量管子和試樣，準確到 10mg。加入所選擇 的溶劑至管子約 1/2 處，并用玻璃棒充分攪拌。用溶劑洗凈各玻璃棒，將全部洗滌液加 到相應的管子中。繼續(xù)添加溶劑，使相對應的離心管平衡到 0.1g 之內，應注意保證足 夠的工作液面而不溢出。離心分離，直至完全分離成一層清澈的液體和一個顏料餅為 止。將一組離心管的上層清夜完全傾入容器內。 再往各試管中加溶劑，重復上面操作，進行三次。在此過程中要特別注意使顏料 餅充分分散。為助其迅速干燥，最后用丙酮代替所選擇的溶劑。加丙酮混合時，要特 別注意使整個顏料餅分散。離心分離并轉移溶液到上述容器里。保存此合并萃取液， 用作以下實驗中。 殘余的丙酮蒸發(fā)后，將離心管放入烘箱內，于 1052下恒溫至少 3h。取出放入 干燥器中，冷卻至室溫并稱量，準確到 10mg。然后重新放入已恒溫的烘箱中，恒溫至 少 1h，取出，在干燥器中冷卻至室溫后稱量。重復上述步驟操作，直至恒重，即兩次 連續(xù)稱量結果之差不大于 10mg。 計算涂料中顏料的含量，以涂料試樣的質量百分數表示。 在分離操作步驟結束時，檢查干燥的顏料餅，如能容易地粉碎，就表明漆基已令 人滿意的被萃取了。 如果顏料仍有粘聚現象，應選用更合適的溶劑或混合溶劑，對原涂料試樣重復上 述整個操作步驟。 （注：最后至少要得到 10g 的顏料） 將上面得到的一組干燥的顏料全部取出，放在兩張光滑的紙之間，小心敲碎，用 輕輕壓滾而無研磨的動作分散顏料，使其恰能通過 500m 篩網，待全部顏料通過篩網 后進行收集。 將過篩的顏料全部裝入稱量瓶內，置于烘箱內，在 1052下恒溫烘 2h。取出此 稱量瓶并貯存在干燥器中，供萃取用。 b.用酸萃取用酸萃取“可溶性可溶性”金屬金屬 此法用于總鉛含量小于 1%（m/m）的涂料。顏料和酸的質量比為 1：15。 步驟： 將制備好的顏料或粉末狀涂料以兩份試樣平行進行萃取。萃取和分析前試樣應避 免陽光直接照射。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 稱取 5.00.01g 制備好的顏料試樣到一只潔凈干燥的 150ml 燒杯中，用 2ml 或比 潤濕試樣最低量稍多一點的乙醇潤濕試樣，粉末狀涂料可用其它合適的潤濕計。裝上 機械攪拌器并加入 75ml 預先在水浴調節(jié)到 232的稀鹽酸。將燒杯放在 232的 水浴上并立即開始攪拌混合物。將 ph 計的電極插入混合物，如有需要，可滴加濃鹽酸 （2.3.5） ，使混合物的 ph 值調節(jié)為稀鹽酸（2.3.1）的 ph 值。繼續(xù)攪拌 151min 后， 使其于 232下靜止 151min。隨后將混合物傾入過濾裝置上的薄膜過濾器中進行 過濾，收集起始 10 min 里所得的清澈的濾液于合適的玻璃容器內，立即蓋上容器蓋子。 保留過濾的萃取液，用于后面部分作“可溶性”鉛的測定。濾液應恰當的分成幾 份，供每次測定用。應盡可能地在 4 小時內進行“可溶性”金屬的測定。 c.萃取得到的液體部分的處理萃取得到的液體部分的處理 步驟： 對一份萃取的液體部分和空白試驗溶液按下述同樣步驟進行操作。 將貯存在有蓋玻璃容器里的按分離步驟得到的溶液置于一個合適的容量瓶中，用 溶劑或混合溶劑稀釋到規(guī)定的體積。轉移一份試樣到合適容積的瓷或二氧化硅的器皿 里，放在水浴鍋上蒸發(fā)，以出去大部分溶劑。 將器皿放在電熱板上，緩慢升溫以除去全部殘留溶劑，逐漸升高電熱板溫度，直 至物質開始炭化。隨后，將器皿放在馬弗爐里，維持溫度 47525下灰化。當灰化完 全后，從馬弗爐中取出器皿并使之冷卻至室溫，用玻璃棒將灰化物敲碎成極細的顆粒， 并將該棒留在器皿內，供下面過濾步驟使用。 為防止灰化物反應劇烈，應緩慢加入 10ml 硝酸，以避免物質損失。在電熱板上 小心加熱，直至溶液剩余 2-3ml，再加入 10ml 硝酸，繼續(xù)在電熱板上加熱直至殘余 溶液少于 5ml 為止。加 20-25ml 水，用中速濾紙過濾，濾液用 100ml 容量瓶收集。 若濾液不清澈，則應以慢速濾紙重濾。 用水洗滌器皿和濾紙數次，將全部洗滌液轉移到容量瓶里，用鹽酸稀釋到刻度并 搖勻。 保留濾液，做各種“可溶性”金屬含量的測定。濾液應分幾份，供每次測定用。 2.5.4 測定測定 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 18 調整光譜儀，首先測量鹽酸溶液的吸光度，然后對每個實驗溶液的吸光度測量三 次，隨后再測量鹽酸。最后，為了證實儀器靈敏度沒有變化，需再測定標準參比溶液 no.3 的吸光度。若試驗溶液的吸光度值高于濃度最高的鉛標準參比溶液的吸光度值， 則應用已知體積的鹽酸適當地稀釋該試驗溶液（稀釋因子 f） 2.5.5 計算計算公式公式 a. 液體涂料的顏料部分液體涂料的顏料部分 鹽酸萃取液中可溶性鉛的質量按式（1）計算： mo= .(1) 11 6 01 10 fv aa 式中：a0按照規(guī)定的方法制備的空白試驗溶液鉛的濃度，ug/ml； a1從標準曲線上查得的試驗溶液鉛的濃度，ug/ml； f1稀釋因子； mo鹽酸萃取液中可溶性鉛的質量，g； v1 用于萃取的鹽酸與乙醇的體積之和（77ml）,ml； 液體涂料的顏料部分可溶性鉛的含量按式（2）計算： cpb1= (2) 1 0 2 1 2 0 10 10 m pmp m m 式中：cpb1涂料的顏料部分中可溶性鉛的含量，%（m/m） ； m1制備溶液所用式樣的質量，g； p所得到的液體涂料中顏料的含量，%（m/m） ； b. 涂料的萃取液體部分涂料的萃取液體部分 萃取液中鉛的質量按式（3）計算： 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 m2=(3) 22 6 01 10 fv bb 式中：b0制備的空白試驗溶液鉛的濃度，ug/ml； b1從標準曲線上查得的試驗溶液鉛的濃度，ug/ml； f2稀釋因子； m2涂料的液體部分中鉛的質量，g； v2溶液的體積（100ml）,ml； 涂料的液體部分中鉛的含量按（4）計算： cpb2=.(4) 2 3 2 10 m m 式中：cpb2涂料的液體部分中鉛的含量，%（m/m） ； m3“一組”涂料的總質量，g。 c. 液體涂料液體涂料 液體涂料中“可溶性”鉛的總含量，以第 2.6.5.1 和第 2.6.5.2 條所得結果之和計算： cpb3=cpb1+cpb2 式中：cpb3液體涂料中“可溶性”鉛的總含量。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 第三章第三章 實驗結果與討論實驗結果與討論 3.1 涂料中鉛含量的測定涂料中鉛含量的測定 根據第二章所描述的方法測定了四種涂料。 a. 標準曲線的繪制標準曲線的繪制 表 3-1 鉛標準溶液吸光度 tab3-1 the absorbency of pb standard aqua 鉛標準液濃度 （ug/ml） 0.00000.20000.50001.00001.50002.0000 鉛標準溶液 吸光度 a 0.0000.0030.0050.0080.0160.022 y = 0.0107 x + 0.0000 r2 = 0.9952 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 00.511.522.5 濃度(mg/l) 吸光度(a) 圖 3-1 鉛標準工作曲線 fig3-1 the work curve of pb standard aqu 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 b. 號苯丙號涂料號苯丙號涂料 1 1 表 3-2 測定數據處理 tab3-2 the measurement data handles 樣品號數 測定鉛的濃度 (ug/ml) 鉛的含量(ug/ml)平均含量(ug/ml)總的含量(mg/kg) 顏料餅樣品 10.46303.1741 顏料餅樣品 20.36992.5344 2.8542 液體部分0.09052.4412 5.2954 c. 號苯丙涂料中號苯丙涂料中 2 2 表 3-3 測定數據處理 tab3-3 the measurement data handles 樣品號數 測定鉛的濃度 (ug/ml) 鉛的含量(mg/kg)平均含量(mg/kg)總的含量(mg/kg) 顏料餅樣品 10.27681.4954 顏料餅樣品