HJ 781-2016 固体废物 22种金属元素的测定 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 7812016 固体废物 22 种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法 Solid wasteDetermination of 22 metal elements Inductively coupled plasma optical emission spectrometry 2016-02-01 发布 2016-03-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7812016 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2016 年 第 10 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 22 种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法等四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 22 种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法（HJ 7812016）；二、固体废物 有机物的提取 加压流体萃取法（HJ 7822016）；三、土壤和沉积物 有机物的提取 加压流体萃取法（HJ 7832016）；四、土壤和沉积物 多环芳烃的测定 高效液相色谱法（HJ 7842016）。以上标准自 2016 年 3 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（）查询。特此公告。环境保护部 2016 年 2 月 1 日 HJ 7812016 ii HJ 7812016 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.3 8 分析步骤.5 9 结果计算与表示.6 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）各元素方法检出限和测定下限.9 附录 B（资料性附录）方法的精密度.10 附录 C（资料性附录）方法的准确度.16 附录 D（资料性附录）元素测定波长及元素间干扰.19 附录 E（资料性附录）标准加入法.21 HJ 7812016 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 22 种金属元素的测定方法，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 22 种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱法。本标准为首次发布。本标准的附录 A 为规范性附录，附录 B、附录 C、附录 D 和附录 E 均为资料性附录。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：江苏省环境监测中心。本标准验证单位：南京市环境监测中心站、浙江省环境监测中心、上海市环境监测中心站、常州市环境监测中心站、马鞍山市环境监测中心站、连云港市环境监测中心站。本标准环境保护部 2016 年 2 月 1 日批准。本标准自 2016 年 3 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 7812016 1 固体废物 22 种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法 警告：实验中使用的高氯酸、硝酸、过氧化氢具有强氧化性和腐蚀性，盐酸、氢氟酸具有强挥发性和腐蚀性，操作时应按规定要求佩戴防护用品，溶液配制及样品预处理过程应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及固体废物浸出液中 22 种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱法。本标准适用于固体废物及固体废物浸出液中银（Ag）、铝（Al）、钡（Ba）、铍（Be）、钙（Ca）、镉（Cd）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、铁（Fe）、钾（K）、镁（Mg）、锰（Mn）、钠（Na）、镍（Ni）、铅（Pb）、锶（Sr）、钛（Ti）、钒（V）、锌（Zn）、铊（Tl）、锑（Sb）等 22 种金属元素的测定。若通过验证，本标准也可适用于其他痕量金属元素的测定。固体废物样品量为 0.25 g，消解后定容体积为 25.0 ml 时，22 种金属元素的方法检出限为 0.048.9 mg/kg，测定下限为 0.1635.6 mg/kg。固体废物浸出液中 22 种金属元素的方法检出限为 0.0040.35 mg/L，测定下限为 0.0161.40 mg/L。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 5086.1 固体废物 浸出毒性浸出方法 翻转法 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酸消解后，进入等离子体发射光谱仪的雾化器中被雾化，由氩载气带入等离子体火炬中，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。特征光谱的强度与试样中待测元素的含量在一定范围内成正比。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HJ 7812016 2 试验确定扣除背景的位置及方式）及干扰系数法。也可以在混合标准溶液中采用基体匹配的方法消除其影响。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；Q分析元素的含量；tQ 干扰元素的含量。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。一般情况下，固体废物及固体废物浸出液样品中各元素含量较低，光谱和基体元素间干扰可以忽略。当各元素含量较高时，目标元素测定波长光谱干扰及相关干扰系数见附录 D。注意不同仪器测定的干扰系数会有区别。4.2 非光谱干扰 非光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰以及去溶剂干扰等，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质量浓度有关。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，尤其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除此类干扰的最常见的方法是稀释法以及标准加入法。标准加入法见附录 E。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分析纯试剂，实验用水为新制备的去离子水。5.1 浓硫酸：（H2SO4）1.84 g/ml，优级纯。5.2 浓硝酸：（HNO3）1.42 g/ml，优级纯。5.3 浓盐酸：（HCl）1.19 g/ml，优级纯。5.4 氢氟酸：（HF）1.49 g/ml，优级纯。5.5 高氯酸：（HClO4）1.76 g/ml，优级纯。5.6 过氧化氢：（H2O2）=30%，优级纯。5.7 硝酸溶液：1+1（V/V），用浓硝酸（5.2）配制。5.8 硝酸溶液：1+99（V/V），用浓硝酸（5.2）配制。5.9 盐酸溶液：1+1（V/V），用浓盐酸（5.3）配制。5.10 单元素标准贮备液：1000 mg/L。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 含 1%硝酸（5.8）的标准贮备液。也可购买市售有证标准溶液。5.11 单元素标准使用液。分别移取单元素标准贮备液（5.10）稀释配制。稀释时补加一定量的硝酸（5.7），使标准使用液的硝酸含量为 1%。5.12 多元素混合标准溶液。根据元素间相互干扰的情况和标准溶液的性质分组制备，其质量浓度应根据分析样品及待测元素而定，标液的酸度尽量与待测试样的酸度保持一致，均为 1%的硝酸。多元素混合标准溶液分组情况见表1。5.13 氩气：纯度不低于 99.99%。HJ 7812016 3 表 1 多元素混合标准溶液分组情况表 分组 元素 1 Ag、Be 2 V、Ti 3 Al、Ba、Fe、Mn、Ca、Mg、K、Na 4 Sr、Sb 5 Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 6 Cd、Tl 6 仪器和设备 6.1 电感耦合等离子体发射光谱仪。6.2 微波消解仪：具有程序温控功能，最大功率范围 6001 500 W。6.3 温控电热板：控制精度2.5。6.4 分析天平：精度0.000 1 g。6.5 聚四氟乙烯坩埚：50 ml。6.6 聚四氟乙烯坩埚：100 ml。6.7 筛：非金属筛，100 目。6.8 一般实验室常用仪器和设备。7 样品 7.1 样品采集与保存 按照 HJ/T 20 和 HJ/T 298 的相关规定进行固体废物样品的采集与保存。7.2 样品制备 7.2.1 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。对于固态或可干化的半固态样品，准确称取10 g（m1，精确至 0.01 g）样品，自然风干或冷冻干燥，再次称重（m2，精确至 0.01 g），研磨，全部过 100目筛（6.7）备用。7.2.2 固体废物浸出液 按照 HJ 557、HJ/T 299、HJ/T 300 或 GB 5086.1 的相关规定进行固体废物浸出液的制备。浸出液如不能及时进行分析，应加浓硝酸（5.2）酸化1 L 浸出液加入 10 ml 硝酸（5.2），并尽快消解，不要超过 24 h。7.3 试样制备 7.3.1 固体废物试样 7.3.1.1 微波消解法 对于固态或可干化的半固态样品，称取 0.10.5 g（m3，精确至 0.000 1 g）过筛样品（7.2.1）；对于液态或无须干化的半固态样品，直接称取 0.5 g（m3，精确至 0.000 1 g）样品（含油固体废物应适当少取）。置于微波消解罐中，用少量水润湿后加入 9 ml 浓硝酸（5.2）、2 ml 浓盐酸（5.3）、3 ml 氢氟酸HJ 7812016 4（5.4）及 1 ml 过氧化氢（5.6），按照表 2 的升温程序进行消解。微波消解后的样品需冷却至少 15 min后取出，用少量实验用水将微波消解罐中全部内容物转移至 50 ml 聚四氟乙烯坩埚（6.5）中，加入 2 ml高氯酸（5.5），置于电热板上加热至 160180，驱赶至白烟冒尽，且内容物呈黏稠状。取下坩埚稍冷，加入 2 ml 硝酸溶液（5.8），温热溶解残渣。冷却后转移至 25 ml 容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至 25 ml 容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）定容至标线，混匀，待测。表 2 固体废物微波消解参考升温程序 升温时间/min 消解温度/保持时间/min 5 室温120 3 3 120160 3 3 160180 10 注 1：最终消解后仍有颗粒物沉淀，则需离心或以 0.45 m 膜过滤后定容。注 2：有机质含量较高的样品，需提前加入 5 ml 浓硝酸（5.2）浸泡过夜。7.3.1.2 电热板消解法 对于固态或可干化的半固态样品，称取 0.10.5 g（m3，精确至 0.000 1 g）过筛样品（7.2.1）；对于液态或无须干化的半固态样品，直接称取 0.5 g（m3，精确至 0.000 1 g）样品（含油固体废物应适当少取）。置于聚四氟乙烯坩锅（6.5）中，在通风橱内，向坩锅中加入 1 ml 实验用水湿润样品，加入 5 ml浓盐酸（5.3）置于电热板上以 180200加热至近干，取下稍冷。加入 5 ml 浓硝酸（5.2）、5 ml 氢氟酸（5.4）、3 ml 高氯酸（5.5），加盖后于电热板上 180加热至余液为 2 ml，继续加热，并摇动坩埚。当加热至冒浓白烟时，加盖使黑色有机碳化物分解。待坩埚壁上的黑色有机物消失后，开盖，驱赶白烟并蒸至内容物呈黏稠状。视消解情况，可补加 3 ml 浓硝酸（5.2）、3 ml 氢氟酸（5.4）、1 ml 高氯酸（5.5），重复上述消解过程。取下坩埚稍冷，加入 2 ml 硝酸溶液（5.8），温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至25 ml 容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）定