HJ 804-2016 土壤 8种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 8042016 土壤 8 种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等 离子体发射光谱法 SoilDetermination of bioavailable form of eight elementsExtraction with buffered DTPA solution/Inductively coupled plasma optical emission spectrometry 2016-06-24 发布 2016-08-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 8042016 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2016 年 第 47 号 为贯彻 中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范环境监测工作，现批准 土壤 电导率的测定 电极法等六项标准为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下：一、土壤 电导率的测定 电极法（HJ 8022016）；二、土壤和沉积物 12 种金属元素的测定 王水提取-电感耦合等离子体质谱法（HJ 8032016）；三、土壤 8 种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法（HJ 8042016）；四、土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法（HJ 8052016）；五、水质 丙烯腈和丙烯醛的测定 吹扫捕集/气相色谱法（HJ 8062016）；六、水质 钼和钛的测定 石墨炉原子吸收分光光度法（HJ 8072016）。以上标准自 2016 年 8 月 1 日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（ 2016 年 6 月 24 日 HJ 8042016 ii HJ 8042016 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1 5 干扰和消除.2 6 试剂和材料.2 7 仪器和设备.3 8 样品.3 9 分析步骤.4 10 结果计算与表示.5 11 精密度和准确度.6 12 质量保证和质量控制.6 13 废物处理.6 14 注意事项.6 附录 A（资料性附录）方法的精密度和准确度汇总数据.7 HJ 8042016 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范土壤中有效态元素的测定方法，制定本标准。本标准规定了用二乙烯三胺五乙酸浸提测定土壤中铜、铁、锰、锌、镉、钴、镍、铅共 8 种有效态元素的电感耦合等离子体发射光谱法。本标准为首次发布。本标准附录 A 为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：云南省环境监测中心站。本标准验证单位：中国科学院西双版纳热带植物园生物地球化学实验室、上海市环境监测中心、四川省环境监测总站、江苏省环境监测中心、玉溪市环境监测站和泰州市环境监测中心站。本标准环境保护部 2016 年 6 月 24 日发布。本标准自 2016 年 8 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 8042016 1 土壤 8 种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法 1 适用范围 本标准规定了用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）浸提测定土壤中有效态元素的电感耦合等离子体发射光谱法。本标准适用于土壤中铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、镉（Cd）、钴（Co）、镍（Ni）、铅（Pb）共 8 种有效态元素的测定。当取样量为 10.0 g，浸提液体积为 20 ml 时，本方法的检出限和测定下限见表 1。表 1 方法检出限和测定下限 单位：mg/kg 元素 铜 铁 锰 锌 镉 钴 镍 铅 方法检出限 0.005 0.04 0.02 0.04 0.007 0.02 0.03 0.05 测定下限 0.02 0.16 0.08 0.16 0.028 0.08 0.12 0.2 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。土壤有效态元素 土壤中在植物生长期内能够被植物根系吸收的元素，即在本标准规定的条件下能够被 DTPA 缓冲溶液浸提出来的土壤中的元素。4 方法原理 用二乙烯三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺（DTPA-CaCl2-TEA）缓冲溶液浸提出土壤中的各有效态元素，用电感耦合等离子体发射光谱仪测定其含量。试样由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体，目标元素在等离子体火炬中被气化、电离、激发并辐射出特征谱线。在一定浓度范围内，其特征谱线强度与元素的浓度成正比。HJ 8042016 2 5 干扰和消除 5.1 光谱干扰 光谱干扰包括谱线重叠干扰和连续背景干扰等。选择合适的分析线可避免光谱线的重叠干扰，表 2为待测元素在建议分析波长下的主要光谱干扰。使用仪器自带的校正软件或干扰系数法来校正光谱干扰，当存在单元素干扰时，可按式（1）求得干扰系数。()ttQQKQ=（1）式中：tK 干扰系数；Q 在分析元素波长位置测得的含量，g/L；Q 分析元素的含量，g/L；tQ 干扰元素的含量，g/L。通过配制一系列已知干扰元素含量的溶液，在分析元素波长的位置测定其Q，根据式（1）求出tK，然后进行人工扣除或计算机自动扣除。连续背景干扰一般用仪器自带的扣除背景的方法消除。注意不同仪器测定的干扰系数会有区别。表 2 待测元素的主要光谱干扰 待测元素 波长/nm 干扰元素 待测元素 波长/nm 干扰元素 Cu 324.754 327.396 Fe、Al、Ti、Mo 214.438 Fe 239.924 Cr、W 226.502 Fe、Ni、Ti、Ce、K、Co 240.488 Mo、Co、Ni Cd 228.806 As、Co、Sc 259.940 Mo、W 228.616 Ti、Ba、Cd、Ni、Cr、Mo、Ce Fe 261.762 Mg、Ca、Be、Mn 230.768 Fe、Ni 257.610 Fe、Mg、Al、Ce Co 238.892 Al、Fe、V、Pb Mn 293.306 Al、Fe 231.604 Fe、Co 202.548 Co、Mg Ni 221.647 W 206.200 Ni、La、Bi Pb 220.353 283.306 Fe、Al、Ti、Co、Ce、Sn、Bi Zn 213.856 Ni、Cu、Fe、Ti 5.2 非光谱干扰 非光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰及去溶剂干扰等。在实际分析过程中，各类干扰很难截然分开。是否予以补偿和校正，与样品中干扰元素的浓度有关。此外，物理干扰一般由样品的黏滞程度及表面张力变化而致，尤其是样品中含有大量可溶性盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除或降低此类干扰的有效方法是稀释法或基体匹配法（即除目标物外，使用的标准溶液的组分与试样溶液一致）。6 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。实验用水为新制备的去离子水或同等纯HJ 8042016 3 度的水。6.1 三乙醇胺（C6H15NO3）：TEA。6.2 二乙烯三胺五乙酸（C14H23N3O10）：DTPA。6.3 二水合氯化钙（CaCl22H2O）。6.4 盐酸：（HCl）=1.19 g/ml，优级纯。6.5 硝酸：（HNO3）=1.42 g/ml，优级纯。6.6 盐酸溶液：1+1，用盐酸（6.4）配制。6.7 硝酸溶液：2+98，用硝酸（6.5）配制。6.8 硝酸溶液：1+1，用硝酸（6.5）配制。6.9 浸提液：c（TEA）=0.1 mol/L，c（CaCl2）=0.01 mol/L，c（DTPA）=0.005 mol/L；pH 值为 7.3。在烧杯中依次加入 14.92 g（精确至 0.000 1 g）三乙醇胺（6.1），1.967 g（精确至 0.000 1 g）二乙烯三胺五乙酸（6.2），1.470 g（精确至 0.000 1 g）二水合氯化钙（6.3），加入水并搅拌使其完全溶解，继续加水稀释至约 800 ml，用盐酸溶液（6.6）调整 pH 值为 7.30.2（用 pH 计测定），转移至 1 000 ml容量瓶中定容至刻度，摇匀。6.10 标准溶液 6.10.1 单元素标准储备液：可用高纯度的金属（纯度大于 99.99%）或金属盐类（基准或高纯试剂）配制成 1 000 mg/L 或 500 mg/L 含盐酸溶液（6.6）的标准储备溶液，溶液的盐酸含量在 1%（V/V）以上。亦可购买市售有证标准物质。6.10.2 单元素标准使用液：分别移取单元素标准储备液（6.10.1）稀释配制。稀释时补加一定量的盐酸溶液（6.6），使标准使用液的盐酸含量在 1%（V/V）以上。6.10.3 多元素标准溶液：=200 mg/L，可稀释单元素标准储备溶液（6.10.1）配制，稀释时补加一定量的盐酸溶液（6.6），使标准使用液的盐酸含量在 1%（V/V）以上。亦可购买市售有证标准物质。注 1：所有元素的标准溶液配制后，均应在聚乙烯或聚丙烯瓶中密封保存。6.11 载气：氩气（纯度99.99%）。7 仪器和设备 7.1 电感耦合等离子体发射光谱仪：具背景校正发射光谱计算机控制系统。7.2 振荡器：频率可控制在 160200 r/min。7.3 pH 计：分度为 0.1 pH。7.4 分析天平：精度为 0.000 1 g 和 0.01 g。7.5 离心机：3 0005 000 r/min。7.6 离心管：50 ml。7.7 具塞三角瓶：100 ml。7.8 中速定量滤纸。7.9 尼龙筛：孔径 2.0 mm（10 目）。7.10 一般实验室常用仪器和设备。8 样品 8.1 样品采集与保存 按照 HJ/T 166 的相关规定采集和保存土壤样品。样品采集、运输和保存过程应避免沾污和待测元HJ 8042016 4 素损失。8.2 干物质含量的测定 土壤样品干物质含量的测定按照 HJ 613 执行。8.3 样品制备 除去样品中的枝棒、叶片、石子等异物，按照 HJ/T 166 的要求，将采集的样品在实验室进行风干、粗磨、细磨至过孔径 2.0 mm（10 目）尼龙筛（7.9）。样品的制备过程应避免沾污和待测元素损失。8.4 试样的制备 称取 10.0 g（准确至 0.01 g）样品，置于 100 ml 三角瓶（7.7）。加入 20.0 ml 浸提液（6.9），将瓶塞盖紧。在 202条件下，以 160200 r/min 的振荡频率振荡 2 h。将浸提液缓慢倾入离心管（7.6）中，于离心机（7.5）离心 10 min，上清液经中速定量滤纸（7.8）重力过滤后于 48 h 内进行测定。若测定所需的浸提液体积较大，可适当增加取样量，但应保证样品和浸提液比为 12（m/V），同时应使用与之体积匹配的浸提容器，确保样品的充分振荡。8.5 实验室空白试样的制备 不加样品，按照与试样的制备（8.4）相同步骤制备实验室空白试样。9 分析步骤 9.1 仪器参考测定条件 不同型号的仪器最佳测试条件不同，应按照仪器使用说明书优化 RF 功率、雾化器压力、载气流速、冷却气流速等工作参数。仪器参考测定条件见表 3。表 3 仪器测定参考条件 元素 检测波长/nm 次检测波长/nm RF 功率/W 雾化器压力/psi 载气流速/（L/min）冷却气流速/（L/min）测定次数/次 铜 324.754 327.396 铁 259.940 239.924 锰 257.610 293.306 锌 213.856 202.548 镉 214.438 226.502 钴 228.616 238.892 镍 231.604 221.647 铅 220.353 217.000 1 100 55 1.4 19 3 *1psi=6.894 757103Pa。9.2 标准曲线的绘制 点燃等离子体后，按照厂家提供的工作参数进行设定，待仪器预热至各项指标稳定后开