土壤全硼的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

ICSXX.XXX.XXCCSXXX II 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 7 7 7 本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起本文件由河北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳提出。本文件起草單位：中勘地球物理河北環(huán)?？萍加邢薰?、河北省耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)保護(hù)中心、中國(guó)冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院測(cè)試中心。本方法驗(yàn)證單位：河北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心、華北地勘生態(tài)資源監(jiān)測(cè)中心（河北）有限公司、華北有色（三河）燕郊中心實(shí)驗(yàn)室有限公司、中冶一局（河北）檢測(cè)技術(shù)有限公司、中國(guó)冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室、河北百潤(rùn)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)有限公司。本文件主要起草人：蔡淑紅、劉曉麗、樊新穎、盧曉光、趙旭、蘇曉紅、王一大、韓一帆、袁佳旭、方竹、田甜、肖輝、劉林麗、王璇、胡小鵬、郭喆、王曉峰、劉贊、望子藝、李丹琳1土壤全硼的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法本文件規(guī)定了土壤全硼的外業(yè)調(diào)查與采樣、內(nèi)業(yè)檢測(cè)、編制調(diào)查與檢測(cè)報(bào)告等內(nèi)容。本文件適用于地方性大面積耕地和園地土壤樣品的調(diào)查和采集，也可作為其他土壤調(diào)查或檢測(cè)工作的參考。本文件適用于各類土壤中全硼含量的測(cè)定。當(dāng)土壤取樣量為0.2500g，定容體積為100mL時(shí)，全硼的方法檢出限為3.00mg/kg，測(cè)定下限為12.0mg/kg。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。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T17296《中國(guó)土壤分類與代碼》NY/T1121.1《土壤檢測(cè)第1部分：土壤樣品的采集、處理和貯存》NY/T395《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》NY/T52《土壤水分測(cè)定法》《第三次全國(guó)土壤普查外業(yè)調(diào)查與采樣技術(shù)規(guī)范（修訂版）》《第三次全國(guó)土壤普查土壤樣品制備與檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（修訂版）》《第三次全國(guó)土壤普查全程質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（修訂版）》3術(shù)語(yǔ)和定義本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。4外業(yè)調(diào)查與采樣4.1制定方案方案內(nèi)容一般包括目的和要求、工作程序、安全措施、質(zhì)量控制、記錄和報(bào)告等。依據(jù)調(diào)查目的和所需調(diào)查內(nèi)容，結(jié)合所收集的調(diào)查區(qū)域的地形地貌、土壤類型與分布、作物種類和管理水平等資料情況，同時(shí)兼顧空間分布均勻性的布點(diǎn)原則，應(yīng)用評(píng)價(jià)單元圖，按照調(diào)查精度確定調(diào)查采樣點(diǎn)數(shù)量及位置，并將統(tǒng)一編號(hào)的采樣點(diǎn)標(biāo)繪在評(píng)價(jià)單元圖上，形成調(diào)查點(diǎn)位圖。原則上要求每500畝至1000畝布設(shè)一個(gè)表層樣點(diǎn)，根據(jù)主要土種（土屬）的典型區(qū)域布設(shè)剖面樣點(diǎn)，表層土壤樣品選擇“S”2形、梅花形、棋盤(pán)形或蛇形采集表層混合土樣，剖面樣品根據(jù)發(fā)生層分層采樣。調(diào)查點(diǎn)與采樣點(diǎn)的位置必須一一對(duì)應(yīng)。對(duì)于野外調(diào)查和采樣時(shí)實(shí)際確定的采樣點(diǎn)應(yīng)給出可接受的采樣點(diǎn)范圍及偏離要求。4.2調(diào)查與采樣時(shí)間對(duì)于耕地、園地等樣點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、物候條件、土地利用方式、種植制度和耕作方式等因素，避免施肥、灌水、降水、耕作等的影響。耕地土壤應(yīng)在播種和施肥前或在作物收獲后采集，園地土壤應(yīng)在果品采摘后至施肥前采集。4.3調(diào)查內(nèi)容調(diào)查工作主要包括采集成土環(huán)境與土壤利用信息、剖面樣點(diǎn)需觀察土壤剖面情況等。4.3.1成土環(huán)境與土壤利用：重點(diǎn)調(diào)查成土條件、植被類型、植物（作物）產(chǎn)量以及耕地園地種植制度、耕作方式、排灌情況等基礎(chǔ)信息，硼肥等投入使用情況等。4.3.2土壤剖面：剖面樣點(diǎn)需觀察和記錄土壤剖面發(fā)生層情況。4.3.3周邊工礦企業(yè)等調(diào)查：取樣點(diǎn)1km范圍內(nèi)是否有冶金工業(yè)、玻璃與陶瓷工業(yè)、化工與紡織等工業(yè)企業(yè)，如有應(yīng)記錄方位和距離。4.4主要工具數(shù)碼相機(jī)等攝錄裝備。不銹鋼質(zhì)的锨、鎬、剖面刀、剖面尺（要求為黑底、白字、白色刻度、不縮水、不易反光的帆布質(zhì)標(biāo)尺土壤比色卡（優(yōu)先使用《中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》，其次是日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》微型標(biāo)尺、放大鏡(≥10倍）、不銹鋼刀、竹木質(zhì)或塑料質(zhì)刀具和鏟子、尼龍篩（篩孔直徑5mm）、彈簧秤或便攜電子秤等采樣工具類。地質(zhì)羅盤(pán)儀（也可用手機(jī)App或其他手持終端設(shè)備）等現(xiàn)場(chǎng)儀器類。土樣布袋、塑料自封袋、樣品標(biāo)簽、棉質(zhì)和乳膠手套、記錄本、橡皮筋、黑色記號(hào)筆、鉛筆、膠帶等輔助材料類。太陽(yáng)帽、太陽(yáng)鏡、雨傘、雨靴、常規(guī)和急救藥品、衛(wèi)生紙、壓縮食品和飲用水、急救包、熒光背心等生活保障類。4.5樣點(diǎn)定位、核查、確定要對(duì)調(diào)查方案中每個(gè)預(yù)設(shè)調(diào)查樣點(diǎn)，進(jìn)行外業(yè)定位、核查、確定。調(diào)查人員通過(guò)導(dǎo)航逼近預(yù)設(shè)樣點(diǎn)位置范圍，不要求到達(dá)準(zhǔn)確點(diǎn)位坐標(biāo)，到達(dá)預(yù)設(shè)樣點(diǎn)可接受范圍內(nèi)，即可進(jìn)行樣點(diǎn)局地代表性核查，現(xiàn)場(chǎng)確定預(yù)設(shè)樣點(diǎn)是否符合方案目標(biāo)景觀和土壤類型的要求。若該預(yù)設(shè)樣點(diǎn)所在范圍完全或絕大部分被建設(shè)占用，已無(wú)合適位置調(diào)整，或整個(gè)范圍內(nèi)均不可達(dá)，則盡量選擇在距離預(yù)設(shè)樣點(diǎn)較近相同土壤類型，符合要求的范圍內(nèi)布設(shè)替代樣點(diǎn)，沿用原樣點(diǎn)編號(hào)，并報(bào)方案方審核3確定。4.6樣品的采集4.6.1表層樣品的采集4.6.1.1采樣深度在土壤表層進(jìn)行土壤樣品采集，對(duì)于耕地樣點(diǎn)采樣深度為（0-20）cm，對(duì)于園地樣點(diǎn)采樣深度為（0-40）cm。若耕地有效土層厚度不足20cm和園地有效土層厚度不足40cm，則采樣深度為有效土層厚度。4.6.1.2混合樣品的采集“S”形或梅花法：地形起伏小、土壤理化特征均勻的地塊（如農(nóng)場(chǎng)或種植大戶多年種植的地塊以布設(shè)樣點(diǎn)為中心，在不小于100m×100m范圍內(nèi)按對(duì)角線法或梅花法取5—10個(gè)樣后混合。棋盤(pán)法：地勢(shì)平坦、地形開(kāi)闊、土壤理化特征變異大的樣地，以布設(shè)樣點(diǎn)為中心，在不小于100m×100m范圍內(nèi)按棋盤(pán)法取10—15個(gè)樣后混合。蛇形法：地勢(shì)不很平坦、土壤不夠均勻的田塊，以布設(shè)樣點(diǎn)為中心，在不小于100m×100m范圍內(nèi)按蛇形法取20個(gè)樣后混合。所有混樣點(diǎn)均應(yīng)避開(kāi)施肥點(diǎn)，并去除地表秸稈與礫石等?；鞓狱c(diǎn)不能過(guò)于聚集，一般要求耕地混樣點(diǎn)兩兩間隔在15m以上，園地樣點(diǎn)所選擇的代表性的樹(shù)與樹(shù)之間的間隔在15m以上。將所有混樣點(diǎn)采集的土壤樣品堆放于聚乙烯塑料布上面，去除明顯根系后，充分混勻，然后采取“四分法”去除多余樣品，留取以風(fēng)干重計(jì)的樣品重量不少于1kg。4.6.2剖面樣品的采集4.6.2.1剖面挖掘剖面挖掘地點(diǎn)應(yīng)在景觀部位、土壤類型、土地利用等方面具有代表性；剖面的觀察面應(yīng)向著陽(yáng)光照射的方向，避免陰影遮擋；剖面的觀察面上部嚴(yán)禁人員走動(dòng)或堆置物品和土壤，以防止土壤壓實(shí)或土壤物質(zhì)發(fā)生位移干擾觀測(cè)和采樣；挖出的表土和心底土應(yīng)分開(kāi)堆放于剖面坑的左右兩側(cè)，觀察完成后按土層原次序回填，以保持表層土壤的肥力水平。平原與盆地區(qū)，在平原與盆地等平緩地區(qū)，剖面觀察面寬度為1.2m、觀察面深度為（1.2-2）m（如遇巖石，則挖到巖石面）、觀察面長(zhǎng)度為（2-4）m（一般2m）。山地與丘陵區(qū)，受地形和林灌植被等影響，在無(wú)法選取相對(duì)平緩、植被遮擋少的景觀部位挖掘剖面時(shí)，可選擇裸露的斷面或坡面作為剖面挖掘的點(diǎn)位，但是為了保證剖面的完整性和樣品免受污染，修整剖面時(shí)，應(yīng)向自然斷面或坡面內(nèi)部延伸30cm以上，直至裸露出新鮮、原狀土壤。4.6.2.2剖面分層土壤樣品的采集按照剖面發(fā)生層順序自下而上取樣，每個(gè)發(fā)生層內(nèi)部，在水平方向上均勻布設(shè)幾個(gè)采樣條帶，在垂直方向上每個(gè)采樣條帶需全層采樣，使用竹木質(zhì)、塑料質(zhì)、不銹鋼質(zhì)等工具采集土壤樣品，剔除明顯可4見(jiàn)的根系等。每個(gè)發(fā)生層采集以風(fēng)干重計(jì)的土壤樣品重量不少于1kg。針對(duì)含礫石的剖面土壤采樣時(shí)，野外需使用5mm孔徑的尼龍篩分離較大礫石，野外稱量并記錄較大礫石的重量后棄去，將過(guò)篩后的細(xì)土樣品（粒徑小于2mm）和較小礫石（粒徑2mm—5mm）全部裝入樣品袋。當(dāng)土壤發(fā)生層中礫石體積占比超過(guò)75%時(shí)，不采集土壤樣品。4.6.3樣品包裝采集的土壤樣品一般可直接裝入布袋，含鹽量高和漬水樣品需先裝入塑料自封袋再外套布袋，統(tǒng)一印制或現(xiàn)場(chǎng)打印樣品標(biāo)簽一式兩份，附帶樣品編碼、采樣日期等基本信息，樣品包裝內(nèi)外各一份樣品標(biāo)簽，一份標(biāo)簽貼在樣品袋外，另一份標(biāo)簽先置入微型塑料自封袋中，再裝入樣品袋內(nèi)。4.7記錄及拍照4.7.1記錄樣點(diǎn)的基本信息：包括樣點(diǎn)的行政區(qū)劃、地理坐標(biāo)、海拔、采樣日期、天氣狀況、調(diào)查人員等信息；4.7.2成土環(huán)境：記錄地形情況，附加以地形部位、坡度、坡形、坡向4個(gè)輔助特征進(jìn)行準(zhǔn)確記述；記錄母巖母質(zhì)類型；記錄樣點(diǎn)及周邊的植被類型以及植被覆蓋度等信息。4.7.3土壤利用：記錄實(shí)際土地利用類型、利用變更、蔬菜種植、特色農(nóng)產(chǎn)品情況。記錄是否為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、灌溉條件、排水條件、田間道路、梯田建設(shè)等農(nóng)田建設(shè)情況。4.7.4耕地利用：對(duì)于土地利用類型為耕地的，記錄樣點(diǎn)所在田塊近3個(gè)熟制年度的休耕與撂荒、主要輪作作物、輪作制度變更情況等；針對(duì)水田樣點(diǎn)記錄近1個(gè)熟制年度內(nèi)是否存在稻漁共作；樣點(diǎn)所在田塊采樣時(shí)的作物類型（指待收獲或剛收獲的針對(duì)套種和間種等情況，需分別記錄作物類型；產(chǎn)量水平、施肥管理、秸稈還田、少耕與免耕、綠肥作物種植等情況。對(duì)于土地利用類型為園地的，記錄作物類型、園地林齡、產(chǎn)量水平、施肥管理等。4.7.5觀察和記錄土壤剖面發(fā)生層及其厚度、邊界、顏色、質(zhì)地、孔隙、結(jié)持性、新生體、植物根系、土壤剖面形態(tài)等。4.7.6拍照：拍攝采樣區(qū)域的能反應(yīng)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛簿坝^照片1-4張。每個(gè)剖面樣點(diǎn)剖面拍攝帶有標(biāo)尺的斷面照片1張，在典型形態(tài)特征部位還應(yīng)擺放微型標(biāo)尺拍攝特寫(xiě)照。4.8樣品保存按照NY/T1121.1的相關(guān)規(guī)定保存土壤樣品。樣品采集、運(yùn)輸和保存過(guò)程應(yīng)避免沾污和待測(cè)元素?fù)p4.9質(zhì)量控制和質(zhì)量保證4.9.1外業(yè)調(diào)查和采樣需至少有2名經(jīng)過(guò)上崗能力確認(rèn)的人員，剖面樣點(diǎn)采樣不少于3名人員。4.9.2采樣點(diǎn)位一定要在允許的采樣區(qū)域范圍內(nèi)。54.9.3采集不低于5%的平行樣品。5內(nèi)業(yè)檢測(cè)5.1方法原理土壤樣品與碳酸鈉熔融后，熔融物經(jīng)稀硫酸溶解，定容澄清，注入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進(jìn)行測(cè)定。硼元素在等離子炬中被氣化、電離、激發(fā)并輻射出特征譜線。在一定濃度范圍內(nèi)，其特征譜線的強(qiáng)度與元素的濃度成正比。5.2干擾及消除主要干擾為基體元素鐵、鋁等，在實(shí)際分析過(guò)程中各類干擾可能共同存在，是否予以補(bǔ)償和校正與樣品中干擾元素的濃度有關(guān)。可通過(guò)稀釋樣品（但應(yīng)保證待測(cè)元素的含量高于測(cè)定下限）、優(yōu)化儀器條件等措施消除大部分干擾元素對(duì)土壤中硼元素的干擾。5.3試劑和材料除非另有說(shuō)明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級(jí)純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682規(guī)定的二級(jí)水或以上規(guī)格，無(wú)硼。5.3.1無(wú)水碳酸鈉（Na2CO3）。5.3.2硫酸溶液[c（1/2H2SO4）=4mol/L]：量取112mL濃硫酸（密度1.84g/mL）緩緩倒入水中，不斷攪拌，冷卻后稀釋至1L。5.3.3基體匹配液：稱取20.0g無(wú)水碳酸鈉（5.3.1）至燒杯中，用水潤(rùn)濕后加入100mL硫酸溶液（5.3.2）溶解，待溶液冷卻后用水定容至1L。5.3.4硼標(biāo)準(zhǔn)貯備液[ρ（B）=100μg/mL]：稱取干燥的硼酸0.5719g于400mL燒杯中，加200mL無(wú)硼水溶解，轉(zhuǎn)入1L容量瓶中定容，貯于塑料瓶中（或采用同濃度的有證標(biāo)準(zhǔn)溶液）。5.3.5硼標(biāo)準(zhǔn)使用液[ρ（B）=10μg/mL]：吸取5.00mL硼標(biāo)準(zhǔn)貯備液（5.3.4）于50mL容量瓶中，用無(wú)硼水定容，貯于塑料瓶中。5.4主要儀器設(shè)備5.4.1電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：耐高鹽的霧化器。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀參考工作條件參見(jiàn)附錄A。5.4.2電熱恒溫鼓風(fēng)干烘箱：控溫精度105±2℃。5.4.3分析天平：感量為0.0001g。5.4.4馬弗爐：最高溫度可達(dá)到1000℃。5.4.5鉑坩堝：30mL。5.4.6尼龍篩：0.149mm（100目）。5.4.7一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備：避免使用含硼器皿。5.5樣品5.5.1樣品的制備6除去樣品中的異物（枝棒、葉片、根系、石子等），按照NY/T1121.1的要求，將采集的樣品進(jìn)行風(fēng)干、粗磨、細(xì)磨，過(guò)尼龍篩（5.3.6），備用。5.5.2水分的測(cè)定在制備試樣的同時(shí)，進(jìn)行水分的測(cè)定。風(fēng)干樣品水分含量的測(cè)定按照NY/T52執(zhí)行。5.5.3試樣的制備稱取通過(guò)0.149mm孔徑尼龍篩的風(fēng)干試樣0.25g（精確至0.000lg）于鉑坩堝中，與2.0g無(wú)水碳酸鈉（5.4.1）充分混勻，蓋上坩堝蓋放入馬弗爐中升溫至950℃,20min后將坩堝取出，冷卻后將熔塊用熱水轉(zhuǎn)移至250mL塑料燒杯中，用塑料棒搗碎熔塊，待冷卻后分次加入10mL4mol/L硫酸（1/2H2SO45.4.2用塑料棒不斷攪動(dòng)直至熔融物完全溶解，然后轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中用無(wú)硼水定容，搖勻，靜置澄清。澄清后即可直接上機(jī)測(cè)定。5.5.4空白試樣的制備不加樣品，按照與試樣的制備（5.5.3）相同的步驟進(jìn)行空白試樣的制備。5.5.5分析步驟5.5.5.1儀器參考條件不同型號(hào)儀器的最佳測(cè)試條件不同，根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)要求優(yōu)化測(cè)試條件。儀器參考條件見(jiàn)附錄A。5.5.5.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立分別吸取10μg/mL硼標(biāo)準(zhǔn)使用液（5.4.5）0.0，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00mL于7個(gè)50mL容量瓶中，用基體匹配液（5.4.3）定容，即為0.0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0μg/mL硼標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，貯于塑料瓶中。將配制好的硼標(biāo)準(zhǔn)系列溶液由低濃度到高濃度依次進(jìn)樣，按照儀器參考條件（附錄A）測(cè)量發(fā)射強(qiáng)度。以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度與發(fā)射強(qiáng)度為橫縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。5.5.5.3試樣測(cè)定與空白試驗(yàn)按照與標(biāo)準(zhǔn)曲線建立（5.5.5.2）相同的儀器分析條件進(jìn)行試樣（5.5.3）與空白試樣（5.5.4）的檢測(cè)。5.6結(jié)果計(jì)算與表示5.6.1結(jié)果計(jì)算土壤樣品中全硼（B）的含量（mg/kg）按照公式（1）進(jìn)行計(jì)算：式中：ρ——測(cè)定液中硼的質(zhì)量濃度，μg/mL；V——定容體積，mL，此試驗(yàn)為100mL；D——分取倍數(shù)m——風(fēng)干試樣質(zhì)量，g；ω——風(fēng)干土壤樣品中水分含量，%。5.6.2結(jié)果表示測(cè)定結(jié)果保留2位小數(shù)，最多保留三位有效數(shù)字。平行測(cè)定結(jié)果用算術(shù)平均值表示。5.7質(zhì)量保證和質(zhì)量控制5.7.1空白試驗(yàn)每批次（不多于50個(gè)樣品）分析時(shí)須做兩個(gè)空白試驗(yàn)，所測(cè)元素的空白值應(yīng)低于方法檢出限。5.7.2校準(zhǔn)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)＞0.99