Analysis of Plastic

Význam tématu

Analýza stopových kovů v plastových materiálech je klíčová pro zajištění bezpečnosti spotřebitelů a souladu s ekologickými a zdravotními předpisy. Přítomnost olova, kadmia, chromu, rtuti či arzenu v plastech může představovat riziko jak pro lidské zdraví, tak pro životní prostředí. ICP emisní spektrometrie nabízí citlivou a víceprvkovou metodu vhodnou pro kontrolu kvality v průmyslových i výzkumných laboratořích.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo ověřit možnosti stanovení škodlivých kovů v polyethylenových standardech BCR680 a BCR681 pomocí spektrometru ICPE-9000 za různých postupů přípravy vzorku. Studie porovnává tři dekompoziční techniky: suché spařování (dry-ashing), mokrou mineralizaci v Kjeldahlově baňce a mikrovlnnou digesci. Důraz byl kladen na přesnost, opakovatelnost a detekční limity jednotlivých přístupů.

Použitá metodika

Pro každou metodu se vzorku o hmotnosti 0,2 g:

• Suché spařování: vzorek se spařuje na 450 °C, následná rozpouštěcí fáze v HCl a HNO₃.
• Mokrá mineralizace (Kjeldahl): dekarbonizace směsí H₂SO₄, HNO₃ a H₂O₂ při 300–350 °C.
• Mikrovlnná digesce: uzavřená mineralizace v PTFE nádobě pomocí HNO₃ a H₂O₂ podle EPA 3052.

Použitá instrumentace

Spektrometr ICPE-9000 (Shimadzu) s následujícími parametry:

• Radiofrekvence: 1,2 kW
• Tok plazmového plynu: 10 L/min
• Tok pomocného plynu: 0,6 L/min
• Tok dopravního plynu: 0,8 L/min
• Vstřikování vzorku: kapalný nebulizátor, 1,0 mL/min, cyklonová mlžící komora
• Detekce v osovém režimu; přídavná minihořáková vložka

Hlavní výsledky a diskuse

Quantitativní výsledky ukázaly dobrou shodu s certifikovanými hodnotami u většiny prvků:

• Suché spařování: spolehlivé stanovení Cd a Pb.
• Kjeldahlova metoda: adekvátní výsledky pro Cd, Cr a Hg.
• Mikrovlnná digesce: úspěšné určení všech analyzovaných kovů.

Detekční limity se pohybovaly v rozmezí 0,02–0,5 mg/kg. Kalibrační křivky vykázaly koeficient determinace blízký jedné, což potvrzuje linearitu a reprodukovatelnost měření.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a přesnou víceprvkovou analýzu kontaminantů v plastech s nízkými detekčními limity. Je vhodná pro interní kontrolu kvality v potravinářském, chemickém nebo automobilovém průmyslu. Mikrovlnná digesce optimalizuje čas přípravy vzorku a minimalizuje spotřebu kyselin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření kombinace ICP emisní spektrometrie s dalším separačním krokem (např. kapalinová chromatografie), vylepšení detektorů pro nižší limity stanovení a implementace zelených mineralizačních přístupů. Umělá inteligence a pokročilé algoritmy zpracování spekter mohou dále zrychlit vyhodnocení a identifikaci neznámých matric.

Závěr

Studie prokázala spolehlivost spektrometru ICPE-9000 pro analýzu stopových kovů v polyethylenových vzorcích za využití tří přístupů přípravy vzorku. Mikrovlnná digesce představuje nejuniverzálnější a nejefektivnější metodiku, ale volba postupu závisí na dostupném vybavení a složení vzorku.

Reference

• US EPA SW-846 Method 3052
• Food Hygiene Test Guidelines, 2005 Physics and Chemistry Vol., Ministry of Health, Labor and Welfare
• BS EN 1122 Method A:2001