HJ 766-2015 固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 7662015 固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法 Solid wasteDetermination of metals Inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）2015-11-20 发布 2015-12-15 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7662015 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2015 年 第 73 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 固体废物 有机物的提取 微波萃取法等七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、固体废物 有机物的提取 微波萃取法（HJ 7652015）；二、固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法（HJ 7662015）；三、固体废物 钡的测定 石墨炉原子吸收分光光度法（HJ 7672015）；四、固体废物 有机磷农药的测定 气相色谱法（HJ 7682015）；五、煤中全硫的测定 艾士卡-离子色谱法（HJ 7692015）；六、环境空气 铅的测定 石墨炉原子吸收分光光度法（HJ 5392015）；七、水质 苯氧羧酸类除草剂的测定 液相色谱/串联质谱法（HJ 7702015）。以上标准自 2015 年 12 月 15 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（）查询。特此公告。环境保护部 2015 年 11 月 20 日 HJ 7662015 ii HJ 7662015 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 方法原理.1 4 干扰和消除.1 5 试剂和材料.2 6 仪器和设备.2 7 样品.3 8 分析步骤.3 9 结果计算与表示.4 10 精密度和准确度.6 11 质量保证和质量控制.6 12 废物处理.6 13 注意事项.7 附录 A（规范性附录）方法检出限和测定下限.8 附录 B（资料性附录）常见多原子离子干扰及干扰校正常用数学方程式.9 附录 C（资料性附录）方法的精密度和准确度.10 HJ 7662015 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国固体废物污染环境防治法，保护环境，保障人体健康，规范固体废物中金属元素的监测方法，制定本标准。本标准规定了测定固体废物和固体废物浸出液中金属元素的电感耦合等离子体质谱法。本标准为首次发布。本标准附录 A 为规范性附录，附录 B、附录 C 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：青岛市环境监测中心站。本标准验证单位：黑龙江省环境监测中心站、济南市环境监测中心站、哈尔滨市环境监测中心站、烟台市环境监测中心站、枣庄市环境监测站、青岛经济技术开发区供排水监测站。本标准环境保护部 2015 年 11 月 20 日批准。本标准自 2015 年 12 月 15 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 7662015 1 固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法 警告：配制铊、铍等剧毒物质的标准溶液时，应避免与皮肤直接接触。实验中使用的硝酸、盐酸、氢氟酸具有挥发性和腐蚀性，操作时应按规定要求佩戴防护用品，整个实验过程必须在通风橱中进行操作。1 适用范围 本标准规定了测定固体废物和固体废物浸出液中金属元素的电感耦合等离子体质谱法。本标准适用于固体废物和固体废物浸出液中银（Ag）、砷（As）、钡（Ba）、铍（Be）、镉（Cd）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、锰（Mn）、钼（Mo）、镍（Ni）、铅（Pb）、锑（Sb）、硒（Se）、铊（Tl）、钒（V）、锌（Zn）17 种金属元素的测定。若通过验证，本标准也可适用于其他金属元素的测定。当固体废物浸出液取样体积为 25 ml 时，17 种金属元素的检出限为 0.76.4 g/L，测定下限为 2.825.6 g/L。各元素的方法检出限详见附录 A。当固体废物样品量在 0.1 g 时，17 种金属元素的方法检出限为 0.43.2 mg/kg，测定下限为 1.612.8 mg/kg。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 20 工业固体废物采样制样技术规范 HJ/T 298 危险废物鉴别技术规范 HJ/T 299 固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法 HJ/T 300 固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法 HJ 557 固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法 3 方法原理 固体废物或固体废物浸出液经微波消解预处理后，采用电感耦合等离子体质谱仪进行检测，根据元素的质谱图或特征离子进行定性，内标法定量。4 干扰和消除 4.1 质谱型干扰 质谱型干扰主要包括同量异位素干扰、多原子离子干扰、氧化物和双电荷干扰等。同量异位素干扰可以使用干扰校正方程进行校正，或在分析前对样品进行化学分离等方法进行消除。常用的干扰校正方程见附录 B 表 B.1。HJ 7662015 2 多原子离子干扰是 ICP-MS 最主要的干扰来源，可以利用干扰校正方程、仪器优化以及碰撞反应池技术进行消除。常见的多原子离子干扰见附录 B 表 B.2。氧化物干扰和双电荷干扰可通过调节仪器参数降低干扰程度。4.2 非质谱型干扰 非质谱型干扰主要包括基体抑制干扰、空间电荷效应干扰、物理效应干扰等。非质谱型干扰程度与样品基体性质有关，可通过内标法、仪器条件优化或标准加入法等措施消除。5 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的优级纯化学试剂，实验用水为新制备的去离子水。5.1 盐酸：（HCl）1.19 g/ml，优级纯或高纯。5.2 硝酸：（HNO3）1.42 g/ml，优级纯或高纯。5.3 氢氟酸：（HF）1.49 g/ml。5.4 双氧水：w（H2O2）=30%。5.5 硝酸溶液：2+98。5.6 硝酸溶液：5+95。5.7 单元素标准贮备溶液：=1.00 mg/ml。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 1.00 mg/ml 含硝酸溶液（5.5）的标准贮备溶液，或可直接购买有证标准溶液。5.8 多元素标准贮备溶液：=100 mg/L。用硝酸溶液（5.5）稀释单元素标准贮备溶液（5.7），或可直接购买多元素混合有证标准溶液。5.9 多元素标准使用溶液：=1.00 mg/L。用硝酸溶液（5.5）稀释标准贮备溶液（5.7 或 5.8）。5.10 内标标准贮备溶液：=10.0 mg/L。宜选用6Li、45Sc、74Ge、89Y、103Rh、115In、185Re、209Bi 为内标元素。可直接购买有证标准溶液进行配制，介质为硝酸溶液（5.5）。5.11 质谱仪调谐溶液：=10.0 g/L。宜选用含有 Li、Y、Be、Mg、Co、In、Tl、Pb 和 Bi 元素的溶液为质谱仪的调谐溶液。可直接购买有证标准溶液配制。注 1：所有元素的标准溶液配制后均应为密封的聚乙烯或聚丙烯瓶中保存。5.12 氩气：纯度不低于 99.99%。6 仪器和设备 6.1 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）：能够扫描的质量范围为 6240 u，在 10%峰高处的缝宽应介于 0.60.8 u。6.2 微波消解装置：具备程式化功率设定功能，微波消解仪功率在 1 200 W 以上，配有聚四氟乙烯或同等材质的微波消解罐。6.3 天平：感量 0.1 mg。6.4 尼龙筛：0.15 mm（100 目）。6.5 滤膜：水系微孔滤膜，孔径 0.45 m。6.6 赶酸仪：温度150。HJ 7662015 3 6.7 一般实验室常用仪器和设备。7 样品 7.1 采集与保存 按照 HJ/T 20 和 HJ/T 298 的相关规定对固体废物进行样品的采集和保存。7.2 样品制备 7.2.1 固体废物浸出液 按照 HJ/T 299、HJ/T 300 和 HJ 557 的相关规定进行浸出液的制备。7.2.2 固体废物 按照HJ/T 20的相关规定进行固体废物样品的制备。对于固态废物或可干化的半固态固体废物样品，准确称取 10 g 样品（m1，精确至 0.01 g），自然风干或冷冻干燥后，再次称重（m2，精确至 0.01 g），研磨，全部过 0.15 mm（100 目）尼龙筛（6.4）备用。7.3 试样的制备 7.3.1 固体废物浸出液试样 移取固体废物浸出液 25.0 ml，置于消解罐中，加入 4 ml 硝酸（5.2）和 1 ml 盐酸（5.1），将消解罐放入微波消解装置（6.2）进行消解，推荐的试样消解程序见附录 B 表 B3。消解后冷却至室温，小心打开消解罐的盖子，然后将消解罐放在赶酸仪（6.6）中，于 150敞口赶酸至内溶物近干，冷却至室温后，用去离子水溶解内溶物，然后将溶液转移至 50 ml 容量瓶中，用去离子水定容至 50 ml。测定前使用滤膜（6.5）过滤或取上清液进行测定。7.3.2 固体废物试样 对于固态样品或可干化的半固体样品，称取 0.10.2 g（m3）过筛后的样品（7.2.2）；对于液态或不可干化的固态样品，直接称取样品 0.2 g（m3），精确至 0.000 1 g。将样品置于消解罐中，加入 1 ml盐酸（5.1）、4 ml 硝酸（5.2）、1 ml 氢氟酸（5.3）和 1 ml 双氧水（5.4），将消解罐放入微波消解装置（6.2）进行消解，推荐的试样消解程序见附录 B 表 B3。消解后冷却至室温，小心打开消解罐的盖子，然后将消解罐放在赶酸仪（6.6）中，于 150敞口赶酸，至内溶物近干，冷却至室温后，用去离子水溶解内溶物，然后将溶液转移至 50 ml 容量瓶中，用去离子水定容至 50 ml。测定前使用滤膜（6.5）过滤或取上清液进行测定。注 2：对于特殊基体样品，若使用上述消解液消解不完全，可适当增加酸用量。注 3：若通过验证能满足本标准的质量控制和质量保证要求，也可以使用电热板等其他消解方法。7.4 空白试样 用去离子水代替试样，采用与试样制备相同的步骤和试剂，制备空白试样。8 分析步骤 8.1 仪器操作参考条件 不同型号仪器的最佳工作条件不同，标准模式和反应池模式应按照仪器使用说明书进行操作。HJ 7662015 4 8.2 仪器调谐 点燃等离子体后，仪器预热稳定 30 min。用质谱仪调谐溶液（5.11）对仪器的灵敏度、氧化物和双电荷进行调谐，在仪器的灵敏度、氧化物、双电荷满足要求的条件下，质谱仪给出的调谐溶液中所含元素信号强度的相对标准偏差5%。在涵盖待测元素的质量数范围内进行质量校正和分辨率校验，如果质量校正结果与真实值差别超过0.1 u或调谐元素信号的分辨率在10%峰高处所对应的峰宽超过0.60.8 u 的范围，应按照仪器使用说明书的要求将质量校正到正确值。8.3 校准曲线的建立 分别取一定体积的多元素标准使用液（5.9）和内标标准贮备溶液（5.10）于容量瓶中，用硝酸溶液（5.5）进行稀释，配制成金属元素质量浓度分别为 0 g/L、10.0 g/L、20.0 g/L、50.0 g/L、100 g/L、500 g/L 的校准系列。内标标准贮备溶液（5.10）可以直接加入到校准系列中，也可在样品雾化之前通过蠕动泵在线加入。所选内标的质量浓度应远高于样品自身所含内标元素的质量浓度，常用的内标质量浓度范围为 50.01 000 g/L。用 ICP-MS 进行测定，以各元素的质量浓度为横坐标，以响应值和内标响应值的比值为纵坐标，建立校准曲线。校准曲线的质量浓度范围可根据测量需要进行调整。8.4 试样测定 每个试样测定前，用硝酸溶液（5.6）冲洗系统直到信号降至最低，待分析信号稳定后才可开始测定。将制备好的试样加入与校准曲线相同量的内标标准，在相同的仪器分析条件下进行测定。若样品中待测元素浓度超出校准曲线范围，需经稀释后重新测定，稀释液使用硝酸溶液（5.5）。8.5 空白试样测定 按照与试样相同的测定条件测定空白试样。9 结果计算