HJ 974-2018 土壤和沉积物 11种元素的测定 碱熔-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 9742018 土壤和沉积物 11 种元素的测定 碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法 Soil and sediment Determination of 11 elements Alkaline fusion and inductively coupled plasma optical emission spectrometry 2018-11-13 发布 2019-03-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 9742018 i 中华人民共和国生态环境部 公 告 2018 年 第 55 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护生态环境，保障人体健康，规范生态环境监测工作，现批准土壤和沉积物 11 种元素的测定 碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法等三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、土壤和沉积物 11 种元素的测定 碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法（HJ 9742018）；二、固体废物 苯系物的测定 顶空-气相色谱法（HJ 9752018）；三、固体废物 苯系物的测定 顶空/气相色谱-质谱法（HJ 9762018）。以上标准自 2019 年 3 月 1 日起实施，由中国环境出版集团出版，标准内容可在生态环境部网站（ 2018 年 11 月 13 日 HJ 9742018 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.3 7 样品.4 8 分析步骤.4 9 结果计算与表示.5 10 精密度和准确度.7 11 质量保证和质量控制.7 12 废物处理.8 13 注意事项.8 附录 A（规范性附录）方法检出限和测定下限.9 附录 B（资料性附录）分析线与共存元素干扰.10 附录 C（资料性附录）方法的精密度和准确度.11 HJ 9742018 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护生态环境，保障人体健康，规范土壤和沉积物中无机元素的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定土壤和沉积物中锰、钡、钒、锶、钛、钙、镁、铁、铝、钾和硅等 11 种元素的碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法。本标准的附录 A 为规范性附录，附录 B、附录 C 为资料性附录。本标准为首次发布。本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。本标准起草单位：吉林省环境监测中心站。本标准验证单位：国土资源部长春矿业资源监督检验中心、吉林大学化学学院、吉林出入境检验检疫局检验检疫技术中心、哈尔滨市环境监测中心站、天津市生态环境监测中心和广东省环境监测中心。本标准生态环境部 2018 年 11 月 13 日批准。本标准自 2019 年 3 月 1 日起实施。本标准由生态环境部解释。HJ 9742018 1 土壤和沉积物 11 种元素的测定 碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法 警告：实验中所用的硝酸和盐酸具有强氧化性、强刺激性和腐蚀性，溶液配制及样品前处理应在通风橱中进行，操作时应注意佩戴防护器具，避免吸入呼吸道或直接接触皮肤和衣物。1 适用范围 本标准规定了测定土壤和沉积物中 11 种元素的碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法。本标准适用于土壤和沉积物中锰（Mn）、钡（Ba）、钒（V）、锶（Sr）、钛（Ti）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、铝（Al）、钾（K）和硅（Si）等 11 种元素的测定。当取样量为 0.2 g，定容体积为 500 ml 时，锰（Mn）、钡（Ba）、钒（V）、锶（Sr）和钛（Ti）5 种金属元素的方法检出限为 0.010.02 g/kg，测定下限为 0.040.08 g/kg；钙（以 CaO 计）、镁（以 MgO计）、铁（以 Fe2O3计）、铝（以 Al2O3计）、钾（以 K2O 计）和硅（以 SiO2计）6 种元素氧化物的方法检出限为 0.01%0.07%，测定下限为 0.04%0.28%。详见附录 A。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。GB 17378.3 海洋监测规范 第 3 部分：样品采集、贮存与运输 GB 17378.5 海洋监测规范 第 5 部分：沉积物分析 HJ 494 水质 采样技术指导 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 3 方法原理 样品与碱性熔剂熔融，熔融物经酸溶解后注入电感耦合等离子体发射光谱仪，目标元素在等离子炬中被气化、电离、激发并辐射出特征谱线。在一定质量浓度范围内，其特征谱线的强度与元素的质量浓度成正比。4 干扰和消除 4.1 光谱干扰 光谱干扰主要包括连续背景干扰和谱线重叠干扰。校正光谱干扰常用的方法是背景扣除法（根据单元素试验确定扣除背景的位置及方式）及干扰系数扣除法。当存在单元素干扰时，可通过配制一系列已知干扰元素含量的溶液，在分析元素测定波长下测定其，根据式（1）求出干扰系数 Kt。HJ 9742018 2()ttK=（1）式中：Kt 干扰系数；干扰元素加分析元素在分析元素测定波长下测定的质量浓度，mg/L；分析元素的质量浓度，mg/L；t干扰元素的质量浓度，mg/L。不同仪器测定的干扰系数会有区别，分析元素测定波长下共存元素的干扰见附录 B。4.2 非光谱干扰 非光谱干扰主要包括化学干扰、物理干扰以及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰可能共同存在，是否予以补偿和校正，与样品中干扰元素的浓度有关。当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高时，会对测定产生干扰。可采用稀释样品（但应保证待测元素的含量高于测定下限）、内标法、优化仪器条件和基体匹配法（配制与待测样品基体成分相似的标准溶液）等措施消除和降低上述干扰。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试剂，实验用水为新制备的去离子水。5.1 盐酸：（HCl）=1.19 g/ml。5.2 硝酸：（HNO3）=1.42 g/ml。5.3 碳酸钠（Na2CO3）。5.4 四硼酸锂（Li2B4O7）。5.5 偏硼酸锂（LiBO2）。5.6 硝酸溶液：11。5.7 硝酸溶液：14。5.8 硝酸溶液：199。5.9 盐酸溶液：11。5.10 硝酸-盐酸混合溶液：14。5.11 基体匹配液。称取 2.0 g 碳酸钠（5.3）、0.2 g 四硼酸锂（5.4）和 0.8 g 偏硼酸锂（5.5）至烧杯中，用水润湿后加入 64 ml 盐酸（5.1）和 16 ml 硝酸（5.2）溶解，待溶液冷却后用水定容至 1 L。5.12 单元素标准贮备液。5.12.1 锰标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.00 g（精确到 0.1 mg）金属锰（光谱纯），用 30 ml 盐酸溶液（5.9）加热溶解，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.2 钡标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.52 g（精确到 0.1 mg）无水氯化钡（BaCl2，250干燥 2 h），用 20 ml 硝酸溶液（5.6）溶解，用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.3 钒标准贮备液：1 000 mg/L。称取 2.30 g（精确到 0.1 mg）钒酸铵（NH4VO3），用 10 ml 硝酸（5.2）加热至完全溶解，用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.4 锶标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.68 g（精确到 0.1 mg）碳酸锶（SrCO3，105干燥 1 h），用 60 ml 盐酸溶液（5.9）溶解并煮沸，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。HJ 9742018 3 5.12.5 钛标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.00 g（精确到 0.1 mg）金属钛（光谱纯），用 100 ml 盐酸溶液（5.9）加热溶解，冷却后用盐酸溶液（5.9）定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.6 钙标准贮备液：1 000 mg/L。称取 2.50 g（精确到 0.1 mg）碳酸钙（CaCO3，110干燥 1 h），溶解于 20 ml 水中，加入 10 ml 盐酸（5.1）至完全溶解，煮沸除去 CO2，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.7 镁标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.00 g（精确到 0.1 mg）金属镁（光谱纯），加入 30 ml 水，缓慢加入 30 ml 盐酸（5.1）至完全溶解，煮沸，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.8 铁标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.00 g（精确到 0.1 mg）金属铁（光谱纯），用 150 ml 盐酸溶液（5.9）溶解，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.9 铝标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.00 g（精确到 0.1 mg）金属铝（光谱纯），用 150 ml 盐酸溶液（5.9）加热溶解，煮沸，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.10 钾标准贮备液：1 000 mg/L。称取 1.91 g（精确到 0.1 mg）氯化钾（KCl，在 400450灼烧至无爆裂声），用水溶解并定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.12.11 硅标准贮备液：1 000 mg/L。称取 6.34 g（精确到 0.1 mg）六氟硅酸铵(NH4)2SiF6，用 200 ml 盐酸溶液（5.9）低温加热至完全溶解，冷却后用水定容至 1 L。也可直接购买市售有证标准溶液。5.13 单元素标准使用液。分别移取单元素标准贮备液（5.12）用硝酸溶液（5.8）稀释配制。其中 Mn、Ba、V、Sr 元素质量浓度为 10 mg/L；Ti、Ca、Mg、K 元素质量浓度为 100 mg/L；Al、Fe 元素质量浓度为 200 mg/L。5.14 多元素混合标准使用液。根据标准溶液的性质和元素间干扰情况，用单元素标准贮备液（5.12）分组制备或直接购买市售有证标准溶液。多元素混合标准使用液分组及质量浓度见表 1。表 1 多元素混合标准使用液分组及参考质量浓度表 分组 元素 1 Mn（10 mg/L）、Ba（10 mg/L）、V（10 mg/L）、Sr（10 mg/L）2 Ti（100 mg/L）、Ca（100 mg/L）、Mg（100 mg/L）、Fe（200 mg/L）、Al（200 mg/L）、K（100 mg/L）3 Si（1 000 mg/L）5.15 内标贮备液：=1 000 mg/L。选用铑（Rh）为内标元素，经验证也可选用其他内标元素。购买市售有证标准溶液。5.16 氩气：纯度99.999%。6 仪器和设备 6.1 电感耦合等离子体发射光谱仪：耐高盐的雾化器，具有双向观测功能。6.2 烘箱：温度可控。6.3 分析天平：感量为 0.000 1 g。6.4 马弗炉：最高温度可达到 1 200。HJ 9742018 4 6.5 铂金坩埚：30 ml。6.6 尼龙筛：0.15 mm（100 目），0.096 mm（160 目）。6.7 一般实验室常用仪器和设备。7 样品 7.1 样品采集和保存 按照 HJ/T 166 的相关规定进行土壤样品的采集和保存；按照 GB 17378.3 的相关规定进行海洋沉积物样品的采集和保存；按照 HJ 494 的相关规定进行水体沉积物样品的采集。7.2 样品的制备 除去样品中的异物（枝棒、叶片、石子等），按照 HJ/T 166 和 GB 17378.5 的要求，将采集的样品进行风干、粗磨、细磨，过尼龙筛（6.6），备用。7.3 水分的测定 在制备试样的同时，进行水分的测定。土壤样品干物质含量的测定按照 HJ 613 执行，沉积物样品含水率的测定按照 GB 17378.5 执行。7.4 试样的制备 先在铂金坩埚（6.5）底部加入少量的碳酸钠（5.3）垫底，称取 1.0 g 碳酸钠（5.