ICS97.200.50 CCSY57 中华人民共和国国家标准 GB/T43275—2023 玩具塑料中锑、砷、钡、镉、铬、铅、 汞、硒元素的筛选测定 能量色散X射线荧光光谱法 Screeningdeterminationofcertainelementsofantimony,arsenic,barium, cadmium,chromium,lead,mercuryandseleniuminplasticfortoys— EnergydispersiveX-rayfluorescencespectrometry 2023-11-27发布 2023-11-27实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国轻工业联合会提出。 本文件由全国玩具标准化技术委员会(SAC/TC253)归口。 本文件起草单位:广州海关技术中心、江苏天瑞仪器股份有限公司、明门(中国)幼童用品有限公司、 亿科检测认证有限公司、广东省汕头市质量计量监督检测所、中家院(北京)检测认证有限公司、江苏小 小恐龙儿童用品集团有限公司、嘉兴小虎子车业有限公司、深圳市计量质量检测研究院、河北招程检测 服务有限公司、北京中轻联认证中心有限公司。 本文件主要起草人:刘崇华、欧阳雨、吴敏、霍巨垣、罗小芳、陈勤学、胡晓桐、杨建英、张彩宏、周德杰、 毕梦飞、翟思访、陈冠潜、任向英。 ⅠGB/T43275—2023 玩具塑料中锑、砷、钡、镉、铬、铅、 汞、硒元素的筛选测定 能量色散X射线荧光光谱法 警告1———X射线对人体是有害的。XRF使用者应经过XRF光谱仪的操作培训,并且具有操作技 术和取样的相关知识。应遵照制造厂商提供的安全使用说明以及国家和职业安全规定,谨慎操作。 警告2———使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全 问题。XRF使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本文件描述了能量色散X射线荧光光谱法筛选分析玩具塑料中锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒8种元 素的筛选方法及程序。 本文件适用于玩具塑料中锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒可迁移元素的筛选,以及玩具塑料中总量元素 的筛选。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。 GB6675.1 玩具安全 第1部分:基本规范 GB6675.4 玩具安全 第4部分:特定元素的迁移 3 术语和定义 GB6675.1、GB6675.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 筛选 screening 将测试结果与设定的限值进行比较,以确定被测元素的含有情况以及是否需要进一步分析的测试 程序。 [来源:GB/T33352—2016,3.1] 3.2 X射线荧光光谱法 X-rayfluorescencespectrometry;XRF 用一束X射线或高能辐射照射待测样品,使之发射特征X射线而对样品中元素进行定性和定量分 析的方法,可分为波长色散X射线荧光光谱法和能量色散X射线荧光光谱法。 [来源:GB/T33352—2016,3.3] 3.3 能量色散X射线荧光光谱法 energydispersiveX-rayfluorescencespectrometry;EDXRF 样品中待测元素的原子受到X射线或高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定 1GB/T43275—2023 特征能量的荧光X射线,根据测得谱线的能量和强度来对待测元素进行定性和定量分析。 [来源:GB/T33352—2016,3.5] 3.4 分析线 analytelines 需要对其强度进行测量并据此判定被分析元素含量的特征谱线。X射线荧光光谱分析中一般应选 择强度大、干扰少、背景低的特征谱线作为分析线。 [来源:GB/T33352—2016,3.6] 4 原理 玩具塑料经X射线激发,发射出特征X射线荧光,特征X射线荧光的能量对应各特定元素,特征 X射线荧光的强度与对应特定元素的原子数量成正相关。测量X射线荧光的谱线能量进行定性分 析,测量X射线荧光的谱线强度进行定量分析。将测试结果与GB6675.1的限值进行比较,以确定被 测元素的含有情况以及是否需要进一步测试。 5 试剂和设备 5.1 能量色散X射线荧光光谱仪 锰元素在5.89keV能量位置的峰,分辨率应小于170eV。 纯度不低于99.8%的铜片测试10次Cu的Kα的峰面积,相对标准偏差(RSD)应小于1%。 EDXRF光谱仪的软件配置应至少包含以下功能: a) 储存测试部位图像; b) 人工或自动基体匹配; c) 定量方法有经验系数法(EC法)或基本参数法(FP法); d) 形状校正功能; 注:形状校正功能指的是样品厚度、样品表面平整度、样品大小等校正。 e) 干扰校正功能; f) 向用户开放的校准曲线环境; g) 谱图的横坐标为能量单位。 5.2 材料和工具 制备检测用样品的材料不应受到污染,特别是不能受到本检测方法所要分析元素的污染,这意味着 所有的研磨材料、溶剂、助溶剂等都不应含有可检出量的锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞和硒元素。样品的处理 应选择受所测元素和其他元素污染最小的工具,任何清洗工具的操作程序都不应引入污染物。 6 试样制备 制样要点如下: a) 当样品不能被X射线照射光斑的面积全部覆盖时,如有相同样品,可采用拼接、堆积等方式给 予满足;如无相同样品,可将该样品放置在光斑的中心位置,但其测试结果需经评价后采用; b) 测试样品应具有最小厚度,最小厚度的确定与样品材质、状态、结构以及所测元素有关; c) 宜考虑整个区域的表面平整度; d) 应记录将大的物体拆分成小的试样的步骤; 2GB/T43275—2023 e) 应选取单一同材质的样品; f) 材料质量小于10mg的试样不必测试。 注:样品的大小、厚度、表面平整度的具体要求,参考仪器的说明书并通过试验优化确定。 7 测试程序 7.1 测试条件 7.1.1 实验室的环境条件应满足相应仪器的要求。 7.1.2 仪器达到稳定状态方可进行测量。 7.1.3 表1给出了推荐的X荧光分析线。选择其他线系的X荧光谱线也可能得到合适的分析性能,然 而当决定选择替代的分析线时,宜注意来自样品中其他元素可能的光谱干扰(例如As的Kα对Pb的 Lα的干扰)。附录A给出了仪器的参考测试条件。 表1 推荐的各分析元素的X荧光分析线 分析元素 首选谱线 次选谱线首选谱线能量 keV 锑(Sb) Kα Kβ 26.28 砷(As) Kα Kβ 10.54 钡(Ba) Kα Kβ 32.24 镉(Cd) Kα Kβ 23.12 铬(Cr) Kα Kβ 5.42 铅(Pb) Lβ Lα 12.62 汞(Hg) Lα Lβ 9.98 硒(Se) Kα Kβ 11.20 7.2 测试部位 测试部位的选择要点如下: a) 确定仪器X射线照射光斑的区域,测试样品应置于光斑区域内,并确保该光斑区域内不包含 其他材料; b) 宜记录测试部位,以保证测量在可溯源的情况下复现,在可能的情况下,选择表面平整和光洁 的区域作为测试部位; c) 如果样品面积是X射线照射光斑面积的4倍以上,且对样品的均匀性有怀疑时,可考虑多点 检测,即至少在样品的几何中心和边缘处分别进行测试,结果按平均值计算; d) 对带有迈拉膜的样品杯,应确认迈拉膜中不含有被测元素;在测试粉末样品时应先对样品杯做 渗透试验,确保样品不泄漏; e) 小样品宜放置在迈拉膜上并置于X射线照射光斑区域的中心位置。 7.3 定量方法 可用经验系数法或基本参数法进行定量分析。 经验系数法是通过标准物质并结合能对基体和光谱干扰进行校正的算法建立。 3GB/T43275—2023 在标准物质可得的情况下,校准曲线的基体种类应与被测样品基体种类相匹配。对于玩具塑料,聚 氯乙烯(PVC)样品应用PVC标准物质作为校准曲线,其他基体材料可用聚乙烯(PE)标准物质作为标 准曲线。 基本参数法能显著降低标准物质的数量,可用纯元素或化合物,或用少数几个给定基体组分的标准 物质进行校准。采用基本参数法进行定量时,应使用与被测样品基体种类相匹配的标准物质进行验 证,确认方法的准确性。 7.4 结果计算 现代仪器的计算通常由光谱仪的软件自动进行,如果需要人工计算,应根据样品类型所建立的校准 模式,计算出每个试样中每种元素含量。 测试结果的不确定度评估,可根据需要的置信水平进行。 7.5 试验结果的分析 在确认结果有效性时,宜考虑以下可能影响检测结果准确度的因素: ———检测时间; ———样品的形状和厚度; ———样品检测的面积; ———样品的均匀程度; ———样品的表面平整度; ———样品基体和其他元素光谱的干扰; ———其他影响因素。 当对结果有效性存疑时,可按精确定量标准方法进行进一步测试。 8 结果判定 当待测样品的测试结果不超过标准法规中限量要求的70%时,可判定样品合格;否则,应按相应的 精确定量标准方法进行进一步测试。 附录B给出了可迁移元素的筛选检测流程。 9 质量控制 每次测试前应选取一种或多种限用物质的标准物质作为质控样品,质控样品的测定应在每次 EDXRF筛选测试前,仪器能量校正后进行。