HJ 974-2018 土壤和沉積物 11種元素的測定 堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（正式版）

中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)土壤和沉積物11種元素的測定堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法andinductivelycoupledplasmaopticale2018-11-13發(fā)布 1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 3方法原理 14干擾和消除 15試劑和材料 26儀器和設(shè)備 37樣品 48分析步驟 49結(jié)果計算與表示 510精密度和準(zhǔn)確度 711質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 712廢物處理 813注意事項 8附錄A(規(guī)范性附錄)方法檢出限和測定下限 9附錄B(資料性附錄)分析線與共存元素干擾 附錄C(資料性附錄)方法的精密度和準(zhǔn)確度 為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》,保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范土壤和沉積物中無機(jī)元素的測定方法，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定土壤和沉積物中錳、鋇、釩、鍶、鈦、鈣、鎂、鐵、鋁、鉀和硅等11種元素的堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為規(guī)范性附錄，附錄B、附錄C為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：吉林省環(huán)境監(jiān)測中心站。本標(biāo)準(zhǔn)驗證單位：國土資源部長春礦業(yè)資源監(jiān)督檢驗中心、吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、吉林出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心、哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測中心站、天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心和廣東省環(huán)境監(jiān)測中心。本標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境部2018年11月13日批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)自2019年3月1日起實施。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部解釋。土壤和沉積物11種元素的測定堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法警告：實驗中所用的硝酸和鹽酸具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)刺激性和腐蝕性，溶液配制及樣品前處理應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，操作時應(yīng)注意佩戴防護(hù)器具，避免吸入呼吸道或直接接觸皮膚和衣物。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定土壤和沉積物中11種元素的堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。鐵(Fe)、鋁(Al)、鉀(K)和硅(Si)等11種元素的測定。當(dāng)取樣量為0.2g,定容體積為500ml時，錳(Mn)、鋇(Ba)、釩(V)、鍶(Sr)和鈦(Ti)5種金屬元素的方法檢出限為0.01～0.02g/kg,測定下限為0.04～0.08g/kg;鈣(以CaO計)、鎂(以MgO計)、鐵(以Fe?O?計)、鋁(以Al?O?計)、鉀(以K?O計)和硅(以SiO?計)6種元素氧化物的方法檢出限為0.01%～0.07%,測定下限為0.04%～0.28%。詳見附錄A。2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB17378.3海洋監(jiān)測規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸GB17378.5海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)HJ613土壤干物質(zhì)和水分的測定重量法HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范3方法原理樣品與堿性熔劑熔融，熔融物經(jīng)酸溶解后注入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，目標(biāo)元素在等離子炬中被氣化、電離、激發(fā)并輻射出特征譜線。在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，其特征譜線的強(qiáng)度與元素的質(zhì)量濃4干擾和消除光譜干擾主要包括連續(xù)背景干擾和譜線重疊干擾。校正光譜干擾常用的方法是背景扣除法(根據(jù)單元素試驗確定扣除背景的位置及方式)及干擾系數(shù)扣除法。當(dāng)存在單元素干擾時，可通過配制一系列已知干擾元素含量的溶液，在分析元素測定波長下測定其p',根據(jù)式(1)求出干擾系數(shù)K。2稱取2.0g碳酸鈉(5.3)、0.2g四硼酸鋰(5.4)和0.8g偏硼酸鋰(5.5)至燒杯中，用水潤濕后加入64ml鹽酸(5.1)和16ml硝酸(5.2)溶解，待溶液冷卻后用水定容至1L。稱取1.00g(精確到0.1mg)金屬錳(光譜純),用30ml鹽酸溶液(5.9)加熱溶解，冷卻后用水稱取1.52g(精確到0.1mg)無水氯化鋇(BaCl?,250℃干燥2h稱取1.68g(精確到0.1mg)碳酸鍶(SrCO?,105℃干燥1h),用60ml鹽酸溶液(5.9)溶解并煮35.12.5鈦標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取1.00g(精確到0.1mg)金屬鈦(光譜純),用100ml鹽酸溶液(5.9)加熱溶解，冷卻后用鹽酸溶液(5.9)定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.12.6鈣標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取2.50g(精確到0.1mg)碳酸鈣(CaCO?,110℃干燥1h),溶解于20ml水中，加入10ml鹽酸(5.1)至完全溶解，煮沸除去CO?,冷卻后用水定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.12.7鎂標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取1.00g(精確到0.1mg)金屬鎂(光譜純),加入30ml水，緩慢加入30ml鹽酸(5.1)至完全溶解，煮沸，冷卻后用水定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.12.8鐵標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取1.00g(精確到0.1mg)金屬鐵(光譜純),用150ml鹽酸溶液(5.9)溶解，冷卻后用水定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.12.9鋁標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取1.00g(精確到0.1mg)金屬鋁(光譜純),用150ml鹽酸溶液(5.9)加熱溶解，煮沸，冷卻后用水定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.12.10鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液：p≈1000mg/L。稱取1.91g(精確到0.1mg)氯化鉀(KCl,在400～450℃灼燒至無爆裂聲),用水溶解并定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取6.34g(精確到0.1mg)六氟硅酸銨[(NH?)?SiF?],用200ml鹽酸溶液(5.9)低溫加熱至完全溶解，冷卻后用水定容至1L。也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.13單元素標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別移取單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.12)用硝酸溶液(5.8)稀釋配制。其中Mn、Ba、V、Sr元素質(zhì)量濃度為10mg/L;Ti、Ca、Mg、K元素質(zhì)量濃度為100mg/L;Al、Fe元素質(zhì)量濃度為200mg/L。5.14多元素混合標(biāo)準(zhǔn)使用液。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的性質(zhì)和元素間干擾情況，用單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液(5.12)分組制備或直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。多元素混合標(biāo)準(zhǔn)使用液分組及質(zhì)量濃度見表1。表1多元素混合標(biāo)準(zhǔn)使用液分組及參考質(zhì)量濃度表1Mn(10mg/L)、Ba(10mg/L)、V(10mg/L)、Sr(10mg2Ti(100mg/L)、Ca(100mg/L)、Mg(100mg/L)、Fe(200mg/L)、Al(203選用銠(Rh)為內(nèi)標(biāo)元素，經(jīng)驗證也可選用其他內(nèi)標(biāo)元素。購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.16氬氣：純度≥99.999%。6儀器和設(shè)備6.1電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：耐高鹽的霧化器，具有雙向觀測功能。6.2烘箱：溫度可控。6.3分析天平：感量為0.0001g。6.4馬弗爐：最高溫度可達(dá)到1200℃。46.5鉑金坩堝：30ml。6.6尼龍篩：0.15mm(100目),0.096mm(160目)。6.7一般實驗室常用儀器和設(shè)備。7樣品7.1樣品采集和保存按照HJ/T166的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行土壤樣品的采集和保存；按照GB17378.3的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行海洋沉積物樣品的采集和保存；按照HJ494的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行水體沉積物樣品的采集。7.2樣品的制備除去樣品中的異物(枝棒、葉片、石子等),按照HJ/T166和GB17378.5的要求，將采集的樣品進(jìn)行風(fēng)干、粗磨、細(xì)磨，過尼龍篩(6.6),備用。7.3水分的測定在制備試樣的同時，進(jìn)行水分的測定。土壤樣品干物質(zhì)含量的測定按照HJ613執(zhí)行，沉積物樣品含水率的測定按照GB17378.5執(zhí)行。7.4試樣的制備先在鉑金坩堝(6.5)底部加入少量的碳酸鈉(5.3)墊底，稱取1.0g碳酸鈉(5.3)、0.1g四硼酸鋰(5.4)和0.4g偏硼酸鋰(5.5),適當(dāng)混勻制成熔劑，再依次加入約2/3的熔劑和0.2g(精確至0.1mg)樣品(7.2),最后放入剩余的熔劑，使其鋪在混合物表面。將鉑金坩堝置于馬弗爐(6.4)中，升溫至1000℃,保持30min,停止加熱。約5min后用坩堝鉗夾住鉑金坩堝直立于已盛有100ml水的500ml燒杯中，待熔融物出現(xiàn)裂紋后，取出坩堝并向坩堝內(nèi)加水直至沒過熔融物，當(dāng)熔融物與坩堝脫離后，將脫落的熔融物轉(zhuǎn)移至250ml燒杯中。取40ml硝酸-鹽酸混合溶液(5.10),先用少許硝酸-鹽酸混合溶液多次淋洗坩堝壁上的沉淀，淋洗液移入燒杯中，再用水沖洗坩堝，最后將剩余的硝酸-鹽酸混合溶液加入燒杯，使熔融物全部溶解，將燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，待測。7.5空白試樣的制備不加樣品，按照與試樣的制備(7.4)相同的步驟進(jìn)行空白試樣的制備。8分析步驟8.1儀器參考條件不同型號的儀器最佳測試條件不同，根據(jù)儀器說明書要求優(yōu)化測試條件。儀器參考測試條件見表2。8.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立分別移取一定體積的標(biāo)準(zhǔn)使用液到100ml容量瓶中，用基體匹配液(5.11)稀釋定容至標(biāo)線，配制能夠覆蓋樣品濃度范圍的至少5個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。各目標(biāo)元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的參考濃度范圍見表3。5W冷卻氣輔助氣S內(nèi)標(biāo)銠必用2必用3V必用4必用5必用6選用7選用8選用9選用K選用必用標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度/(mg/L)內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度/進(jìn)行計算；鈣(以CaO計)、鎂(以MgO計)、鐵(以Fe?O?計)、鋁(以Al?O?計)、鉀(以K?O計)和硅(以SiO?計)的含量w?(%),按照式(3)進(jìn)行計算。6沉積物樣品中元素錳(Mn)、鋇(Ba)、釩(V)、鍶(Sr)和鈦(Ti)的含量w?(g/kg),按照式(4)進(jìn)行計算；鈣(以CaO計)、鎂(以MgO計)、鐵(以Fe?O?計)、鋁(以Al?O?計)、鉀(以K?O計)和硅(以SiO?計)的含量w?(%),按照式(5)進(jìn)行計算。7WH?(沉積物樣品的含水率，%;M?待測元素摩爾質(zhì)量。9.2結(jié)果表示測定結(jié)果小數(shù)位數(shù)與方法檢出限保持一致，最多保留3位有效數(shù)字。10精密度和準(zhǔn)確度10.1精密度6家實驗室對含11種元素的兩種土壤和兩種沉積物有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了6次重復(fù)測定，實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍分別為0.18%～22%、0.32%～17%、0.48%～9.5%和0.50%～7.6%;實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍分別為1.5%～14%、1.2%～5.5%、1.9%～5.8%和1.2%～4.9%;錳(Mn)、鋇(Ba)、釩(V)、鍶(Sr)和鈦(Ti)重復(fù)性限分別為0.02～0.69g/kg、0.02～0.32g/kg、0.03～0.63g/kg和0.02g～0.54g/kg;鎂(以MgO計)、鐵(以Fe?O?計)、鋁(以Al?O?計)、鉀(以K?O計)和硅(以SiO?計)重復(fù)性限分別為0.12%～5.6%、0.15%～9.0%、0.22%～7.4%和0.16%～6.7%;再現(xiàn)性限分別為0.13%～6.7%、0.16%～10%、0.34%～8.4%和0.23%～7.8%。方法精密度結(jié)果參見附錄C中的表C.1和表C.2。10.2準(zhǔn)確度6家實驗室對含11種元素的兩種土壤和兩種沉積物有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了6次重復(fù)測定，相對誤差分別為-0.43%～8.3%、-2.4%～2.1%、-0.29%～4.1%和-2.3%～4.2%,相對誤差最終值分別為(-0.43±3.0)%～(8.3±30)%、(-2.4±6.4)%～(2.1±3.6)%、(-0.29±4.0)%～(4.1±4.0)%和6家實驗室分別對含10種元素的土壤和沉積物實際樣品進(jìn)行了加標(biāo)分析測定，土壤實際樣品加標(biāo)回收率范圍為70.0%～119%,加標(biāo)回收率最終值為(79.7±2.0)%～(96.7±17.8)%;沉積物實際樣品加標(biāo)回收率范圍為70.2%～116%,加標(biāo)回收率最終值為(82.1±1.0)%～(95.9±14.5)%。方法準(zhǔn)確度結(jié)果參見附錄C中的表C.3～表C.6。11質(zhì)量保證和質(zhì)量控制每10個樣品或每批次(少于10個樣品/批)需做1個空白試驗，所測元素的空白值應(yīng)低于方法測定下限。每次分析應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)≥0.995。每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)應(yīng)分析1個標(biāo)準(zhǔn)曲線中間濃度點標(biāo)準(zhǔn)溶液，其測定結(jié)果與該點濃度值的相對誤差應(yīng)在±10%以內(nèi)，否則應(yīng)重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。811.3平行樣每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)至少分析1個平行雙樣，平行樣測定結(jié)果的相對偏差11.4準(zhǔn)確度11.4.1使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)至少分析1個土壤或沉積物的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定值的準(zhǔn)確度要求見表4。表4有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)準(zhǔn)確度要求含量范圍檢出限3倍以內(nèi)注：C;為每個GBW標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的單次測量值，Cs為GBW標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值。11.4.2基體加標(biāo)每20個樣品或每批次(少于20個樣品/批)至少分析1個加標(biāo)樣品，樣品的加標(biāo)回收率范圍為65%~12廢物處理實驗中產(chǎn)生的廢物應(yīng)分類收集，統(tǒng)一保管，送具有資質(zhì)的單位處置。13注意事項13.1實驗所用的玻璃器皿使用前應(yīng)用硝酸溶液(5.6)或(5.7)浸泡24h以上，用