化妆品中汞(1)的标准检验方法及注解

化妆品中汞(1)的检验方法及注解 中华人民共和国国家标准 化妆品中汞(1)的标准检验方法及注解 UDC 668:576 .85.543 .062 (GB7917.1,87) Standard methods of hygienic test for cosmetics Mercury 本标准适用于化妆品中总汞的测定。本法最低检也量0.01μg汞,若取1g样品测定,最低检测浓度为0.01ppm。 本标准采用冷原子吸收分光光度法。 1 方法提要(2) 汞蒸气对波长253.7nm的紫外光具特征吸收。在一定的浓度范围内，吸收值与汞蒸气浓度成正比。样品经消解、还原处理将化合态的汞转化为元素汞，再以载气带入测汞仪，测定吸收值，与标准系列比较定量。 2.样品采集 2.1 受检的化妆品应按随机抽样原则抽取并应满足检验所需的样品量(不得少于六个最小包装单位)，以确保采集的样品具有代性。 2.2 供检样品应严格保持原有的包装状态。溶器不得破损。 2.3 所取样品应由供、取单位双方共同加封。 2.4 接到样品后应进行登记，并检查封口的完整性。最少对其中三个最小包装单位开封检验(但不大于所取包装的半数)。未开封样品应保存待查至提出报告后的二个月。 3 试剂(3) 3.1 去离子水或同等纯度的水:将一次蒸馏水经离子交换净水器净水，贮存于全玻璃瓶或聚乙烯瓶中。 注:试剂的配制和步骤中均使用此水。 3.2 硝酸(密度1.42g/ml):优级纯。 3.3 硫酸(密度1.84g/ml):优级纯。 3.4 盐酸(密度1.19g/ml):优级纯。 1 3.5 过氧化氢(30%)分析纯。 3.6 五氧化二钒:分析纯。 3.7 硫酸(10%)。 3.8 氢化亚锡溶液(20%):称取20g氯化亚锡(分析纯)置于250ml烧杯中,加入20ml浓盐酸(3.4),加水稀释至100ml(4)。 3.9 重铬酸钾溶液(10%):称取10g重铬酸钾(分析纯)，溶至100ml水中。 3.10 重铬酸钾硝酸溶液:取5ml重铬酸钾溶液(3.9)加入硝酸(3.2)50ml，用水稀释至1000ml。 3.11 汞标准溶液(5) 3.11.1 称取0.1354g氯化汞(HgCl2分析纯)置于100 ml烧杯中,加入重铬酸钾硝酸溶液(3.10)溶解。移入1000ml容量瓶中，再用重铬酸钾硝酸溶液稀释至刻度。此溶液每毫升含汞100μg。 3.11.2 移取10.0 ml汞标准溶液(3.11.1)置于100 ml容量瓶中,用重铬酸钾硝酸溶液(3.10)稀释至刻度。此溶液每毫升含汞10.0μg。此溶液可保存一个月。 3.11.3 移取10.0ml汞标准溶液(3.11.2)置于1.00ml容量瓶中,用重名酸钾硝酸溶液(3.10)稀释至刻度。此溶液每毫升含汞1.00μg。此溶液临用前配制。 3.11.4 移取汞标准溶液(3.11.3)10.0ml至100ml容量瓶中,用重铬酸钾硝酸溶液(3.10)稀释至刻度。此溶液每毫升含汞0.10μg。 4 仪器(6) 4.1 50ml比色管。 4.2 100ml锥形瓶。 4.3 圆底烧瓶(250ml)及40cm长全玻璃磨口球形冷凝管。 4.4 水浴锅。 4.5 冷原子吸收测汞仪(7)。 4.6 汞蒸气发生器。 5 分析步骤 5.1 样品预处理(以下方法可任选一种) 2 5.1.1 湿式回流消解法(8) 5.1.1.1 称取约1.00g试样,置于250ml圆底烧瓶中。随同试样做试剂空白。 5.1.1.2 样品如含有乙醇等有机溶剂，先在水浴或电热板上低温挥发(不得干涸)。 5.1.1.3 加入30ml硝酸?(? 样品中含有碳酸钙等碳酸盐类的粉剂，在加酸时应缓慢加入，以防二氧化碳气体产生过于猛列。)(3.2)、5ml水、5ml硫酸(3.3)及数粒玻璃珠。置于电炉上，接上球形冷凝管，使冷凝水循环。 5.1.1.4 加热回流消解2h。消解液一般呈微黄或黄色。 5.1.1.5 从冷凝管上口注入10ml水，继续加热回流10min，放置冷却。 5.1.1.6 用预先用水湿润的滤纸过滤消解液，除去固形物。对于含油脂蜡质多的试样，可预先将消解液冷冻使油质蜡质凝固。 5.1.1.7 用蒸馏水洗滤器数次。合并洗涤液于滤液中，定容至50ml备用。 5.1.2 湿式催化消解法(9) 5.1.2.1 称取约1.00g试样,置于100ml锥形瓶中。随同试样做试剂空白。 5.1.2.2 样品如含有乙醇等有机溶剂，先在水浴或电热板上低温挥发(不得干涸)。 5.1.2.3 加入50mg五氧化二钒(3.6)、7ml浓硝酸(3.2)。置沙浴或电热板上用微火加热至微沸。取下放冷，加8ml硫酸(3.3)，于锥形瓶口放一小玻璃漏斗，在135,140?温度下继续消解并于必要时补加少量硝酸，消解至溶液呈现透明蓝绿色或桔红色。冷却后，加少量水继续加热煮沸约2min以驱赶二氧化氮。定容至50ml备用。 5.1.3 浸提法,本方法不适用于含蜡质样品(10)。 5.1.3.1 称取约1.00g试样,置于50ml比色管中,随同试样做试剂空白。 5.1.3.2 样品如含有乙醇等有机溶剂,先在水浴挥发(不得干涸)。 5.1.3.3 加入5ml硝酸(3.2)和1ml过氧化氢(3.5)，放置30min后，沸水浴加热约2h。冷至室温，用10%硫酸(3.7)定容至50ml备用。 5.2 测定 称取0、0.10、0.30、0.50、0.70、1.00、2.00ml汞标准液溶(3.11.4)适量样品溶液(5.1.1.7、5.1.2.3或5.1.3.3)和空白溶液,置于100ml锥形瓶中,用10%硫酸(3.7)定容至一定体积。按仪器说明 3 调整好测汞仪。将标准系列、空白和样品逐个倒入汞蒸气发生瓶中，加入2ml氯化亚锡溶液(3.8)，迅速塞紧瓶塞。开启仪器气阀，待指针至最高读数时，记录其读数。 5.3 绘制工作曲线,从曲线上查出测试液中汞含量(11)。 6 分析结果的计算 按下式计算汞浓度: Hg(ppm)=(m1-m0)/(m×V1/V) 式中: m0――从工作曲线上查得试剂空白的汞量, μg; m1――从工作曲线上查得样品测试液中的汞量，μg; m ――称样量，g; V1――分取样品溶液体积，ml; V ――样品溶液总体积，ml。 附加说明: 本标准由中国预防医学科学院环境卫生监测所归口。 本标准由“化妆品卫生化学标准检验方法”起草小组负责起草。 本标准主要起草人郑星泉、沈文、王鹏、杜秀玲、刘玉清。 本标准由中国预防医学科学院环境卫生监测所负责解释 注解: (1)汞是人体非必须元素，FAO/WHO将汞排在优先研究的有害金属的第四位。汞的原子量为200.59，相对密度13.55(20?),熔点,38.7?,沸点357.2?,是常温下唯一的液态金属。自然界中，汞以单质、无机和有机化合物的形式出现，主要存在形式是硫化汞。汞在室温下即能挥发，汞蒸气比空气重6倍，具有强吸着力。汞不溶于水、冷的稀硫酸和盐酸，但溶于硝酸，特别易溶于王水。汞及其化合物都具有不同程度的毒性。人类和汞打交道可上溯到炼丹术时期。硫化汞早就作为红色颜料，氯化汞被炼丹师称为轻粉、粉霜，并用化妆，大概是取其洁白、细腻之特点。《本草纲目》对轻粉之制法也有记载:汞30g，白矾60g。食盐30g，加热炼制;如用现代化学反应式表示，则: 6Hg+2Kal(SO4)2+6NaCl+3O2?K2SO4+3Na2SO4+Al2O3+6Hg2Cl2 汞离子能干扰人皮肤内酷氨酸变成黑色素的过程，所以氯化汞甚至被近代化妆品制造者使用。随着科学技术的发展，人们对汞化合物的毒性逐渐有所认识。 4 汞、无机汞和有机汞化合物都可穿过皮肤的屏障，已经证实，在人体皮肤敷贴二价汞时，汞能涌透皮肤进入体内，敷贴5小时皮肤吸收率为8%，临床资料证明，敷贴甲基汞和苯基汞类化合物时，皮肤亦有一定的吸收。虽然其机理尚不清楚，但已知这种作用与汞化合物的种类、浓度等有关。一此国家早就规定了化妆品中各种汞化合物的用量。我国的化妆品卫生标准中规定，除眼部化妆品(如眼影)可使用规定量的硫柳汞0.007%(以汞计)之外,其他含汞化合物禁止使用。化妆品原料和其他原因引入化妆品的微量汞不得超过1ppm。从近几年化妆品卫生化学检验结果来看，化妆品中汞含量超标问题比较多，有些属于原料污染引起。有些化妆品中汞含量高达0.2%左右，这绝非原料污染所引起，而是其原料中有含汞化合物。 汞的分析方法有三种:比色，无火焰原子吸收和中子活化法。我国化妆品卫生化学标准检验方法中规定的是火焰原子吸收法。由于汞是挥发性的，加之化妆品种类繁多，成分复杂，必须进行适当的预处理，对汞的分析带来一些困难。 (2)汞在真空条件下或在充有惰性气体的密封管中受高压电流冲击起辉，能发射出2537Å的共振线。由于原子对辐射能的吸收和发射是每一种原子所表现的互为逆过程的物理现象，故汞原子吸收辐射能的波长即汞原子发射线波长，因此汞蒸气对2537Å具有最大吸收。测定汞蒸气浓度的光源为能发射2573Å的气体放电灯和汞空心阴极灯。 在汞的检出、定量中，完全是有效地运用氧化还原反应。如果忠实地按方法进行操作，定量结果就会达到一定精度。用氯化亚锡的酸性溶液还原水溶液中的汞离子，使汞呈原子状游离后，将其导入无焰冷原子吸收光度计或汞分析计进行定量。反应如下所示: 参加反应的物质财富 Sn2+(-2e) Hg2+(+2e) (Hg22+罕有) 反应后的物质 Sn4+ Hg0 与上面反应有关的水溶液体系的标准电极电位是: ε?/V，25? Sn4++2e=Sn2+ 0.15 2Hg2++2e=Hg22+ 0.905 Hg22++2e=2Hg 0.788 上述情况中,汞和锡的标准电位差大,反应快,反应几乎是在瞬时发生的。 (3)在用原子吸收光谱法测定汞时，有时空白值意想不到的高。这种空白值一般来自所用的试剂，也有来自实验室的空气。比如浓硫酸中就检出微量汞。分析用的市售试剂的汞含量不可忽视。开填充过的试剂很可能因室内空气的污染，导致空白值变高，故开封后经过长时间放置的试剂不能再用。另外，对于分析结果的空白值要正确地予以校正，对使用量加以考虑也是非常重要的。优级纯HNO3和H2SO4一般空白都很低，而事先经过空白实验的同一 5 批号的分析纯硝酸、硝酸有时也能使用。 (4)还原汞用的氯化亚锡溶液在酸浓度降低时会出现加水分解，随着沉定的产生而附着在器壁上，在配制氯化亚锡时，应先加浓盐酸使固体溶解，然后再以水稀释。若出现白色氢氧化锡时，可在溶液中加数颗锡粒，然后加热煮沸呈透明。 (5)测汞用的标准汞溶液通常配制成0.1μg/ml左右使用,这样稀的溶液随着时间的变化其浓度将降低。浓度降低的原因有容器壁的吸附及汞蒸汽的挥发。经验认为后者的作用比较大,因此，通常是配制成高浓度溶液(100μg/ml以上)保存，使用时再稀释到合适的目的浓度并立即使用。而且，在配制的时候应避免急剧搅拌，需要安静平稳地进行。与汞是标准溶液相比，对于进行过前处理的试样溶液，情况就多少有所不同。这样认为是溶液中的盐类产生的影响，前处理后的测定最好在尽量短的时间内做完。 (6)要使用清洁的器具、容器。容器受污容易出现低的测定值。这可以认为是，因为容器受污染而微量的汞被吸附，被还原所致。当容器经过畏心细致洗净的时候，重复测定的离差就小，人们都有这样的经验。如用适当的酸和洗液将经过某种程度使用过的容器洗净后再用，也会得到比准备新的器具更良好的结果。 (7)在测定汞时，必须注意测汞装置中汞的通路的材料。特别是在用还原气体法将汞送进测定池的过程中，从还原用的烧瓶开始，送气泵，干燥用的吸收管，流量计及测定池，这些部件都是和玻璃管、聚乙烯管等连接。然而，由于这些材料有可能吸附汞，或因性能老化而产生汇漏，从而使用测定结果逐渐出现误差。 在连接管路内，当然不能使用金属制品，如果隔膜泵内的固定螺丝等有露出来的地方，那就应该在其表面涂上火棉胶液和环氧系的粘接剂。因氯乙烯树脂中含有金属稳定剂，在聚四氟乙烯管内有汞浸入树脂微细结构的危险，故对各部分的联接在使用聚乙烯管和硅橡胶管等新产品来更换时，应该充分检查确认是没有吸附的。 有的干燥剂对汞也有很强的吸附，而且水分吸收到一定程度往往就会失效。因此，要充分了解装置的构成及其特征，对于测定要每天进行重复试验和检量并非系的确认，定期进行分解清洗和各部件的检查等都是十分重要的。 (8)湿式回流消解法一般用30ml硝酸、5ml硫酸即可。硝酸、硫酸是氧化作用很强的酸，可分解复杂的有机物，并能溶出与之相结合的重金属。浓硫酸有脱水作用，在有机物分解还不充分的阶段，如果在硫酸过剩条件下加热，就会引起试样的碳化，给以后的完全分解带来障碍，还会导致汞的损失。 碳酸盐(常见于粉剂)与酸反应产生大量的二氧化碳气体，所以缓缓加入硝酸，以防飞溅。加入30mlHNO3、5ml水后再加5ml硫酸。此处加入5ml水，目的是降低体系无水状态下的硝酸-硫酸的硝基化能力。因为多元醇如甘油在硫酸脱水下的硝基化是极危险的，加入水可以减少硝基化产物的生成，也可防止样品的碳化。 回流消解2个小时，足以使各种形态的汞化合物全部转化为汞离子，所以不一定要溶液无色，但消解液不应呈黑褐色(有碳粒存在)，同时大量固形物存在也应避免，溶液应基本澄清透 6 明。样品含有大量乙醇时，直接加入硝酸、硫酸消解，既得不到正确的结果，而且相当危险，一定要事先将有机溶剂蒸馏(或挥发)干净;但要避免温度过高造成汞损失。所以不得在剧烈沸腾状态挥发，也不得挥发干涸。为此，可预先加入1ml 10%的硝酸溶液。 在回流冷凝情况下，以HNO3-H2SO4消解样品时，有部分汞散逸而附于冷凝管上。因此在消解结束时从冷凝管上口注入10ml水冲洗。加入水后再行煮沸，可赶除氮氧化物，如消化液中含有氮氧化物，因其对紫外光有吸收，可使结果偏高，干扰测定。样品中的蜡质、油脂可在冷却后过滤除去。 总之回流消解回收实验效果好，分解有机物完全，但装置复杂，不适于大量样品同时消解。 (9)在湿式催化消解时，若样品中含有较多的脂肪类物质，在硝酸用尽时溶液呈蓝绿色，但很快应会有碳化现象出现，这时应补加硝酸，直至消解后的溶液不再碳化，加水赶除氮氧化物。 以135?,140?消解时间较长，可提高温度，并于锥形瓶口加上一个充满冷水的小玻璃球，这样既可提高硝酸的利用率，也能缩短消解时间。湿式消解法所使用的V2O5，理论上不起反应，但由于化妆品中成分复杂，其中有些物质在消化过程中可以把V5+还原为V4+和V3+，所以消解后颜色不一致。 (10)浸提法不适用于含有蜡质的样品。如:口红、发蜡、眉笔、睫毛油、眼影等。由于浸提法用酸量较小，不能定量浸出被蜡质包葳的汞。近几年来，国内外对汞的消解方法和浸提法进行了比较，证实如应用恰当，可获得满意结果。见表2-2-1,表2-2-3。 表2-2-1 不同测定方法测定同一种化妆品中汞的加档回收率 方法 测定次数 回收率% 平均值 湿式催化消解法 浸提法 10 10 95,105 95,104 98.9?1.95 99.7?2.50 7 表 2-2-2 不同消解方法测定同一种化妆品中汞含量(ppm) 方法 湿式催化消解法 浸提法 0.24 0.27 X 0.24 0.25 S 0.006 0.007 CV% 2.5 2.8 表 2-2-3 样品回收率及方法精密度% 方法 类型 回收率% CV% 相对误差% 湿式催化 消解法 膏类 霜类 粉类 乳类 8 94 95 101 98 4.2 2.9 2.6 2.7 0.8 0.75 0.5 0.5 浸提法 膏类 霜类 粉类 乳类 99 98 98 98 2.9 9 3.0 2.7 2.9 0.7 0.5 0.5 0.5 (11)汞含量低时检量线几乎为直线;当汞含量增多时,检量线就有弯曲的倾向;在待测试验的汞含量偏离标准曲线的直线部分时,最好是减少试样量,使之保持在直线范围进行再分析或进行再测定。如果这样做有困难时，就要对试样测定值附近的橙量关系进行仔细测定，而后根据标准线图进行小心严密的读取。 10