TGDNB 47-2021 农田土壤中铍、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锑、钡、铊、铅的测定 微敞开石墨消解-电感耦合等离子体质谱法.pdf

T/GDNB 472021 I 前言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由广东省农业标准化协会提出并归口。本文件起草单位：广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所、广东省农科监测科技有限公司、农业农村部食品质量监督检验测试中心(湛江)、安捷伦科技有限公司广州分公司、梅州市农产品质量监督检验测试中心、广东实朴检测服务有限公司。本文件主要起草人：文典、杜瑞英、叶剑芝、曾祥银、王富华、严冬、陈楚国、潘晓威、邓腾灏博、韩瑾、王旭、陈永坚。T/GDNB 472021 1 农田土壤中铍、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锑、钡、铊、铅的测定 微敞开石墨消解-电感耦合等离子体质谱法 1 范围 本标准规定了农田土壤中多元素测定的微敞开石墨消解-电感耦合等离子体质谱法。本标准适用于农田土壤中铍、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌、钼、镉、锑、钡、铊、铅等 14 种元素的测定。若通过方法确认，也可用于其他元素检测。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 NY/T 395 农田土壤环境质量监测技术规范 3 原理 样品经消解后，消解液导入等离子体，在高温离子源内蒸发、解离、原子化、电离，转化为带正电荷的离子，离子经透镜系统进入质谱仪，根据质荷比分离，质谱信号强度与进入质谱检测器的离子数成正比，通过测定质谱信号强度对试样溶液中的元素进行定量分析。采用标准曲线法计算元素含量。4 试剂和材料 除非另有说明，本方法所用试剂均为优级纯，水为GB/T 6682规定的一级水。4.1 试剂 4.1.1 硝酸（HNO3）。4.1.2 高氯酸（HClO4）。4.1.3 氢氟酸（HF）。4.1.4 氩气（Ar）：氩气（99.995%）或液氩。4.1.5 氦气（He）：氦气（99.995%）。4.2 试剂配制 4.2.1 硝酸溶液（2+98）：取20 mL硝酸，加入980 mL水中，混匀。4.2.2 硝酸+高氯酸混合溶液（4+1）：4份硝酸与1份高氯酸按体积比混合。4.3 标准品 4.3.1 元素贮备液（1000 mg/L）(Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Cd、Sb、Ba、Tl、Pb)：采用有证标准物质单元素或多元素标准贮备液。T/GDNB 472021 2 4.3.2 单元素贮备液（1000 mg/L）(Rh、Re)：采用有证标准物质单元素标准贮备液。4.4 标准溶液配制 4.4.1 混合标准溶液：吸取适量单元素标准贮备液或多元素混合标准贮备液，用硝酸溶液（4.2.1）逐级稀释配成混合标准系列工作溶液，各元素质量浓度参见附录A。注：依据样品溶液中元素质量浓度，适当调整标准系列各元素质量浓度范围。4.4.2 内标溶液：取适量单元素贮备液（Rh、Re）混合，用硝酸溶液（4.2.1）配制合适浓度。内标溶液由仪器在线加入，根据仪器采用内标蠕动管与进样管内径比例配制内标使用液，使内标元素在样液中的浓度约为50 g/L。5 仪器和设备 5.1 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）：带碰撞反应池。5.2 天平：精度为0.1 mg。5.3 石墨消解仪：具温控及程序升温功能，控温精度1，最高温度不低于210。5.4 微敞开消解管：聚四氟乙烯管，高约105 mm，直径约30 mm，管盖上带把手，管盖中心侧方有一个孔径0.5 mm 1mm的小孔，管盖可松动地盖在管口。5.5 制样设备：研钵、玛瑙研磨机等。5.6 尼龙筛：孔径0.15 mm。6 分析步骤 6.1 试样制备 样品按照NY/T 395进行风干、粉碎、过筛，置于洁净的容器中，保存备用。6.2 试样消解 称取样品 0.2 g（精确至 0.001 g）于聚四氟乙烯消解管中，加入 8 mL 硝酸+高氯酸混合溶液（4.2.2）、4 mL 氢氟酸（4.1.3），加盖放入石墨消解仪，温度设置 15 min 升温至 120，保持 30 min；15 分钟升温至 180，保持 30 min；15 分钟升温至 210，保持 150 min；开盖沿管内壁加入 5 mL 超纯水，加盖 210 继续焖煮 20 min。取下冷却，用超纯水定容至 25 mL，混匀后用 2%硝酸溶液（4.2.1）稀释 5倍待测。空白实验：除不加样品外，其他步骤同上。注：消解后的样品溶液应澄清透亮无残渣，否则需适当延长消解时间。6.3 仪器参考条件 6.3.1 优化仪器操作条件，使灵敏度、氧化物和双电荷化合物达到测定要求。6.3.2 测定参考条件：编辑测定方法、选择各待测元素同位素及所选用的内标元素，依次将试剂空白、标准系列、样品溶液引入仪器进行测定。待测元素所选的同位素及内标元素可参见附录 B。6.4 标准曲线的制作 T/GDNB 472021 3 将混合标准系列工作溶液分别注入电感耦合等离子质谱仪中，测定待测元素和内标元素的信号响应值，以待测元素的浓度为横坐标，以待测元素与所选内标元素响应比值为纵坐标，绘制标准曲线。注：标准曲线的线性相关系数应0.999。6.5 试样溶液的测定 将空白溶液和试样溶液依次注入电感耦合等离子体质谱仪中，测定待测元素和内标元素的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的浓度。7 分析结果的表述 土壤中待测元素含量按照式（1）计算：X=01000 （1）式中：X 土壤中待测元素含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；通过标准曲线所得试样溶液中被测元素质量浓度，单位为微克每升（g/L）；0 通过标准曲线所得试样空白液中被测元素质量浓度，单位为微克每升（g/L）；V 土壤消化液定容体积，单位为毫升（mL）；f 土壤消化液稀释倍数；m 称取土壤质量，单位为克（g）；Wdm 干物质含量（%）1000 g/kg换算为mg/kg的换算系数。计算结果保留三位有效数字，当土壤中待测元素含量小于1 mg/kg时，保留至小数点后第三位。有证标准物质测定结果保留位数参照标准值结果。8 精密度 样品中各元素含量大于20 mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的20%；小于等于20 mg/kg且大于0.5 mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的25%；小于等于0.5 mg/kg且大于0.1 mg/kg时，在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的30%；小于等于0.1 mg/kg在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的40%。9 准确度 每批样品至少分析一个有证标准物质质控样，测定结果的相对误差应控制在20%或测定结果在证书范围内。10 其他 当称样量为 0.2g，定容体积 25mL，稀释倍数 5 倍时，本标准的方法检出限：Be 为 0.02 mg/kg、V为 0.4 mg/kg、Cr 为 0.5 mg/kg、Mn 为 1 mg/kg、Co 为 0.05 mg/kg、Ni 为 0.5 mg/kg、Cu 为 1 mg/kg、ZnT/GDNB 472021 4 为 3 mg/kg、Mo 为 0.1 mg/kg、Cd 为 0.03 mg/kg、Sb 为 0.3 mg/kg、Ba 为 1 mg/kg、Tl 为 0.02 mg/kg、Pb 为 1 mg/kg。T/GDNB 472021 5 附录A（规范性附录）混合标准系列工作溶液质量浓度表 A.1 给出了 14 种元素的标准系列溶液质量浓度。表A.1 标准系列溶液质量浓度 单位为g/L序号元素系列1 系列 2 系列 3 系列 4 系列 5 系列 6 1 Be 0 0.2 1 5 20 50 2 V0 2 10 50 200 500 3 Cr 0 2 10 50 200 500 4 Mn 0 10 50 200 500 1000 5 Co 0 2 10 50 200 500 6 Ni 0 2 10 50 200 500 7 Cu 0 2 10 50 200 500 8 Zn 0 2 10 50 200 500 9 Mo 0 0.2 1 5 20 50 10 Cd 0 0.2 1 5 20 50 11 Sb 0 0.2 1 5 20 50 12 Ba 0 10 50 200 500 1000 13 Tl 0 0.2 1 5 20 50 14 Pb 0 2 10 50 200 500 T/GDNB 472021 6 附录B（资料性附录）仪器参考条件 表 B.1 给出了电感耦合等离子体质谱仪操作参考条件。表 B.1 电感耦合等离子体质谱仪操作参考条件 参数名称 参数 参数名称 参数 射频功率 1500 W 雾化器 同心雾化器 等离子体气流量 15.00 L/min 采样锥/截取锥 镍/铂锥 载气流量 1.15L/min 采样深度 8 10mm 氦气流量 4.04.5 mL/min 采集模式 跳峰（Spectrum）雾化室温度 2 每峰测定点数 3 样品提升速率 0.3 r/s 重复次数 3 表B.2给出了待测元素推荐选择的同位素和内标元素。表 B.2 待测元素推荐选择的同位素和内标元素 序号 元素 m/z 内标 碰撞反应模式 序号 元素 m/z 内标 碰撞反应模式 1 Be 9 103Rh He 8 Zn 66 103Rh He 2 V 51 103Rh He 9 Mo 95 103Rh He 3 Cr 52 103Rh He 10 Cd 111 103Rh He 4 Mn 55 103Rh He 11 Sb 121 103Rh He 5 Co 59 103Rh He 12 Ba 137 103Rh He 6 Ni 60 103Rh He 13 Tl 205 103Rh He 7 Cu 63 103Rh He 14 Pb 206/208 103Rh/185Re He _