DB36T 1842-2023 土壤和沉積物斕、飾等16種稀土元素的測定微波消解-電感耦合等離子體質譜法　　

ICS13.020DB36Soilandsediment-Determinationof16rareearthelementsiCeriumetc.bymicrowaveassistedaciddigestion-inductivelycoupled2023-09-18發(fā)布江西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布IDB36/T1842—2023前言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14方法原理 15干擾 16試劑和材料 27儀器和設備 28樣品 29分析步驟 310結果計算與表示 411準確度 512質量保證和質量控制 513廢物處理 614注意事項 6附錄A（規(guī)范性）方法的檢出限和測定下限 7附錄B（資料性）目標元素的推薦質量數(shù)和內(nèi)標物 8附錄C（資料性）六家實驗室的精密度匯總 9附錄D（資料性）六家實驗室的正確度匯總 11參考文獻 DB36/T1842—2023本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本文件由江西省生態(tài)環(huán)境廳提出并歸口。本文件主要起草單位：江西省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、江西省贛州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、國家鎢與稀土產(chǎn)品質檢中心（江西省鎢與稀土研究院）。本文件主要起草人：高明、張振欣、郭金梅、鄒小健、徐娜、劉燕紅、藍榮華、楊佳偉、黃紹祥、劉華東、陳美芬、趙佳文、彭惠琛、楊攀。1DB36/T1842—2023土壤和沉積物鑭、鈰等16種稀土元素的測定微波消解-電感耦合等離子體質譜法本文件規(guī)定了用微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定土壤和沉積物中鑭、鈰等16種稀土元素的方法原理、試劑材料、儀器設備、樣品采集和制備、分析測試和質量控制等技術內(nèi)容。本文件適用于土壤和沉積物中鑭、鈰等16種稀土元素含量的測定。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB17378.5海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析HJ25.2建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范HJ494水質采樣技術指導HJ613土壤干物質和水分的測定重量法3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4方法原理土壤和沉積物樣品經(jīng)加酸微波消解后，采用電感耦合等離子體質譜儀進行檢測。根據(jù)元素的質譜圖或特征離子進行定性，內(nèi)標法定量。5干擾5.1質譜干擾質譜干擾主要包括多原子離子干擾、同量異位素干擾、氧化物和雙電荷干擾等。多原子離子干擾是電感耦合等離子體質譜儀最主要的干擾來源，可以利用干擾校正方程、儀器優(yōu)化及碰撞反應池技術加以解決。同量異位素干擾可使用干擾校正方程進行校正，或在分析前對樣品進行化學分離等方法進行消除。氧化物干擾和雙電荷干擾可通過調(diào)節(jié)儀器參數(shù)降低影響。5.2非質譜干擾2DB36/T1842—2023非質譜干擾主要包括基體抑制干擾、空間電荷效應干擾、物理效應干擾等。其干擾程度與樣品基體性質有關，可采用稀釋樣品、內(nèi)標法、優(yōu)化儀器條件等措施消除和降低干擾。6試劑和材料6.1實驗用水：電阻率≥18MΩ·cm，其余指標應符合GB/T6682中表1的一級標準。6.2硝酸：ρ（HNO3）=1.42g/mL，優(yōu)級純。6.3氫氟酸：ρ（HF）=1.16g/mL，優(yōu)級純。6.4高氯酸：ρ（HClO4）=1.67g/mL，優(yōu)級純。6.5硝酸溶液（2+98）：取20mL硝酸（6.2）緩慢加入980mL水中。6.6硝酸溶液（1+1）：取100mL硝酸（6.2）緩慢加入100mL水中。6.7元素標準儲備溶液：ρ=1000mg/L或ρ=100mg/L。單元素或多元素儲備液，采用有證標準溶液。6.8標準使用溶液：ρ=1.00mg/L。用硝酸溶液（6.5）稀釋元素標準儲備液（6.7）配制而成。6.9內(nèi)標標準儲備溶液：ρ=10.0mg/L。選用103Rh、185Re為內(nèi)標元素?？芍苯邮褂糜凶C標準溶液進行配制，介質為硝酸溶液（6.5）。6.10內(nèi)標標準使用液：用硝酸溶液（6.5）稀釋內(nèi)標儲備液（6.9），配制內(nèi)標標準使用液。所選內(nèi)標常用的濃度為ρ=100μg/L～1000μg/L。6.11質譜儀調(diào)諧液：ρ=10.0μg/L。宜選用含有Li、Co、In、Tl、Bi元素的溶液為質譜儀的調(diào)諧溶液。可使用有證標準溶液配制，介質為硝酸溶液（6.5）。6.12氬氣：純度≥99.999%。6.13氦氣：純度≥99.999%。7儀器和設備7.1電感耦合等離子體質譜儀及其相應的設備：儀器工作環(huán)境和對電源的要求需根據(jù)儀器說明書規(guī)定執(zhí)行。儀器掃描范圍：5amu～250amu，分辨率：10%峰高處所對應的峰寬應介于0.6amu～0.8amu。7.2微波消解裝置：具有可編程控制功能，微波消解儀功率在1200W以上，配有聚四氟乙烯或同等材質的微波消解罐。7.3趕酸儀或相似功能的設備：溫度控制精度為±5℃。7.4分析天平：精度為0.0001g。7.5尼龍篩：孔徑不大于0.15mm（100目）。7.6容量瓶：50mL、100mL。8樣品8.1樣品的采集和保存參照HJ/T166和HJ25.2的相關規(guī)定采集和保存土壤樣品，參照HJ494的相關規(guī)定采集和保存沉積物樣品。樣品采集、運輸和保存過程應避免沾污和待測元素損失。8.2樣品的制備樣品制備應按HJ/T166和GB17378.5執(zhí)行，最終細磨至粒徑不大于0.15mm（100目）。8.3干物質和水分的測定3DB36/T1842—2023土壤樣品干物質測定應照HJ613執(zhí)行，沉積物樣品含水率參照GB17378.5執(zhí)行。8.4試樣的制備8.4.1稱量。準確稱取0.05g～0.1g（精確到0.0001g）待測樣品于消解罐內(nèi)（聚四氟乙烯材質），用少量實驗用水潤濕。8.4.2消解。在通風櫥中，依次加入5.0mL硝酸（6.2）、1.0mL氫氟酸（6.3），密封后于微波消解儀（7.2）上進行消解，按照表1提供的微波消解參考程序進行消解。8.4.3趕酸。消解完成后，待消解罐溫度降至室溫后，打開消解罐，將消解罐放入趕酸儀（7.3），加入1.0mL高氯酸（6.4），在180℃條件下加熱至近干。冷卻至室溫，加入2.0mL硝酸（6.2），繼續(xù)加熱5min～10min溶解可溶性殘渣，切不可蒸干。8.4.4定容。放置至室溫，然后將消解罐內(nèi)溶液轉移至50mL容量瓶中，用少量硝酸溶液（6.6）清洗罐子內(nèi)壁，洗液一并收集于容量瓶中，用實驗用水（6.1）定容至刻度，搖勻待測。表1微波消解參考程序1552553554注：也可參照微波消解儀說明書，優(yōu)化其功率、升溫時間、8.5實驗室空白試樣的制備不加樣品，按照與試樣的制備（8.4）相同步驟制備實驗室空白試樣。9分析步驟9.1儀器調(diào)諧點燃等離子體后，儀器預熱穩(wěn)定30min。根據(jù)ICP-MS的操作規(guī)程，用質譜儀調(diào)諧液（6.11）對儀器的氧化物、雙電荷、靈敏度、分辨率等各項指標進行調(diào)諧，達到測定要求。9.2儀器條件不同型號的儀器其最佳工作條件不同，標準模式、碰撞/反應池模式等應按照儀器使用說明書進行操作。分析推薦使用的質量數(shù)和內(nèi)標物見附錄B。9.3標準曲線的繪制8.3.1依次配制一系列待測元素標準溶液，可根據(jù)測量需要調(diào)整校準曲線的濃度范圍。在容量瓶中取一定體積的標準使用液（6.8），用硝酸溶液（6.5）依次配制標準曲線系列，標準曲線的參考濃度見表2。4DB36/T1842—2023表2標準曲線的參考濃度鐠、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥8.3.2內(nèi)標元素使用溶液（6.10）可直接加入工作溶液中，也可在樣品霧化之前通過蠕動泵自動加入。內(nèi)標濃度應遠大于試樣本身所含內(nèi)標元素的含量。8.3.3用電感耦合等離子體質譜儀測定標準溶液，以標準溶液濃度為橫坐標，以樣品信號與內(nèi)標信號的比值為縱坐標建立校準曲線。用線性回歸分析方法求得其斜率用于樣品含量計算。9.4樣品測定9.4.1試樣的測定每個試樣測定前，先用硝酸溶液（6.5）沖洗系統(tǒng)，待分析信號穩(wěn)定后才可開始測定。試樣測定時應加入繪制校準曲線時相同量的內(nèi)標元素標準使用溶液（6.10）。若樣品中稀土元素濃度超出校準曲線范圍，需用硝酸溶液（6.5）稀釋后重新測定，稀釋倍數(shù)為f。9.4.2實驗室空白試樣的測定按照與試樣的測定（9.4.1）相同的條件測定實驗室空白試樣。10結果計算與表示10.1結果計算10.1.1土壤樣品中稀土元素含量（mg/kg）,按照公式（1）進行計算。式中：…………----土壤樣品中稀土元素的含量，mg/kg；----由標準曲線計算所得試樣中稀土元素的質量濃度，μg/L；po----實驗室空白試樣中對應稀土元素的質量濃度，μg/L；V----消解后試樣的定容體積，mL；f----試樣的稀釋倍數(shù)；m----稱取過篩后樣品的質量，g；wzn----土壤樣品干物質的含量，%。10.1.2沉積物樣品中稀土元素的含量(z（mg/kg），按照公式（2）進行計算。式中：…………----沉積物樣品中稀土元素的含量，mg/kg；----由標準曲線計算所得試樣中稀土元素的質量濃度，μg/L；po----實驗室空白試樣中對應稀土元素的質量濃度，μg/L；5DB36/T1842—2023V---消解后試樣的定容體積，mL；f----試樣的稀釋倍數(shù)；m---稱取過篩后樣品的質量，g；Ws.o----沉積物樣品含水率，%。10.2結果表示測定結果小數(shù)位數(shù)的保留與方法檢出限保持一致，最多保留三位有效數(shù)字。11準確度11.1精密度對6種不同含量水平的土壤和沉積物樣品進行6次重復測定，精密度匯總數(shù)據(jù)見附錄C。11.2正確度對4種不同含量水平的土壤和沉積物有證標準樣品，2個實際樣品加標，進行6次重復測定，正確度匯總數(shù)據(jù)見附錄D。12質量保證和質量控制12.1標準曲線每次分析樣品均應繪制標準曲線。通常情況下，標準曲線的相關系數(shù)應大于0.999。在每次分析中必須監(jiān)測內(nèi)標的強度，試樣中內(nèi)標的響應值應介于標準曲線響應的70%~130%，否則說明儀器發(fā)生漂移或有干擾產(chǎn)生，應查找原因后重新分析。如果發(fā)現(xiàn)基體干擾，需要進行稀釋后測定；如果發(fā)現(xiàn)樣品中含有內(nèi)標元素，需要更換內(nèi)標或提高內(nèi)標元素濃度。12.3空白每批樣品應至少做2個實驗室空白試樣，其測定結果均應低于測定下限。12.4實驗室控制樣品每批樣品至少分析10%的加標回收樣，樣品數(shù)量小于10個時，應至少做一個加標回收樣，其加標回收率應在70%～130%之間；也可以使用有證標準樣品代替加標，其測定值應在標準要求的范圍內(nèi)。12.5平行樣每批樣品應至少測定10%的平行雙樣，樣品數(shù)量少于10個時，應測定一個平行雙樣；做平行樣時，兩個平行樣品測定結果的相對偏差應小于等于30%。12.6連續(xù)校準每分析20個樣品或每批次（少于20個樣品/批）樣品，應分析一次校準曲線中間濃度點，其測定結果值與實際濃度值的相對偏差應≤10%，否則應查找原因或重新建立校準曲線。每批樣品分析完畢后，應進行一次標準曲線最低點的分析，其測定結果與實際濃度值相對偏差應≤30%。6DB36/T1842—202313廢物處理實驗中產(chǎn)生的廢液和廢物應集中收集，分類保管，并做好相應標記，危險廢物委托有資質的單位處14注意事項14.1實驗室所用器皿，在使用前須用硝酸溶液（5.6）浸泡至少12h后，用去離子水沖洗干凈后方可使用。14.2當向微波消解罐加入酸溶液時，應觀察罐內(nèi)的反應情況，若有劇烈的化學反應，待反應結束后再將消解罐密封。14.3使用微波消解樣品時，注意消解罐使用的溫度和壓力限制，消解前后應檢查消解罐密封性。檢查方法為：當消解罐加入樣品和消解液后，蓋緊消解罐并稱量（精確到0.01g)，樣品消解完，待消解罐冷卻至室溫后，再次稱量，記錄每個罐的重量。如果消解后的重量比消解前的重量減少超過10%，舍棄該樣品，并查找原因。14.4為保證儀器的穩(wěn)定性和實驗的準確性，應參照儀器說明書，定期或測定一定數(shù)量樣品后對儀器的霧化器、矩管、采樣錐和截取錐進行清洗。7DB36/T1842—2023（規(guī)范性）方法的檢出限和測定下限1234567898DB36/T1842—2023（資料性）目標元素的推薦質量數(shù)和內(nèi)標物1234567899DB36/T1842—2023（資料性）六家實驗室的精密度匯總表C.1六家實驗室的精密度匯總YNdDB36/T1842—2023表C.1六家實驗室的精密度匯總（續(xù)）DB36/T1842—2023（資料性）六家實驗室的正確度匯總D.1六家實驗室的正確度匯總表（土壤標準樣品）。表D.1六家實驗室的正確度匯總表（土壤標準品）S（%）±2SS（%）±2SYNdDB36/T1842—2023D.2六家實驗室的正確度匯總表（沉積物標準樣品）。表D.2六家實驗室的正確度匯總表（沉積物標準品）元素GSD-3aGSD-23實驗室間相對誤差均值（%）實驗室間相對誤差的標準偏差S（%）相對誤差最終值（%）±2S實驗室間相對誤差均值（%）實驗室間相對誤差的標準偏差S（%）相對誤差最終值（%）±2S官±11.0±8.2Y±7.8±11.9La±7.2±5.7Ce±6.8±6.8Pr4.0±6.8Nd±8.7±6.75.04.85.0±6.5±7.2Eu5.013.4±10.0±7.3Gd6.49.912.5±19.7Tb±5.4±9.7Dy5.75.7±6.14.4Ho3.89.09.0±12.3Er7.54.07.5±8.17.04.27.0±8.3Tm7.911.2±±10.2Yb4.012.6±8.0±12.7Lu6.311.2±4.5±7.8DB36/T1842—2023D.3六家實驗室的正確度匯總表（實際樣品）。表D.3六家實驗室的正確度匯總表（實際樣品)元素加標回收率均值P（%）加標回收率的標準偏差S（%）加標回收率最終值（%）-P±2S加標回收率均值P（%）加標回收率的標準偏差S（%）加標回收率最終值（%）-P±2S91.991.9±20.098.22.898.2±5.6Y91.82.691.8±5.291.55.391.5±10.6La87.87.787.8±15.585.285.2±27.5Ce87.69.587.6±19.088.36.988.3±13.7Pr93.793.7±3.797.76.297.7±12.4Nd87.03.587.0±6.986.14.990.09.290.0±18.393.66.793.6±13.4Eu95.095.0±20.683.783.7±21.7Gd89.17.689.1±15.294.44.494.4±8.7Tb95.09.895.0±19.589.69.689.6±19.2Dy91.77.991.7