DB13-T5797-2023土中硫酸鈣的測(cè)定離子色譜法

ICS13.080

CCSB10

13

河北省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB13/T5797—2023

土中硫酸鈣的測(cè)定離子色譜法

2023-07-28發(fā)布2023-08-28實(shí)施

河北省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB13/T5797—2023

土中硫酸鈣的測(cè)定離子色譜法

1范圍

本文件規(guī)定了離子色譜法測(cè)定土中硫酸鈣含量的方法。

本文件適用于土中硫酸鈣含量的測(cè)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(gòu)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(duì)應(yīng)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/T6379.2測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法重復(fù)性

與再現(xiàn)性的基本方法

GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法

GB50021巖土工程勘察規(guī)范

GB/T50123土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

3術(shù)語(yǔ)和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

4原理

試樣中硫酸鹽分別用水和稀鹽酸提取，經(jīng)凈化柱凈化，陰離子色譜柱交換分離，電導(dǎo)檢測(cè)器檢

測(cè)，以保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。

5試劑或材料

除非另有說明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?，水均為符合GB/T6682規(guī)定的二級(jí)水。

硫酸鉀（K2SO4）：優(yōu)級(jí)純。使用前應(yīng)于105℃±5℃干燥恒重后，置于干燥器中保存。

碳酸鈉（Na2CO3）：使用前應(yīng)于105℃±5℃干燥恒重后，置于干燥器中保存。

碳酸氫鈉（NaHCO3）：使用前應(yīng)置于干燥器中平衡24h。

鹽酸（ρ=1.19g/mL）：優(yōu)級(jí)純。

鹽酸溶液［c(HCl)=0.25mol/L］

量取20.8mL鹽酸（5.4）溶于水中，定容至1000mL。

氯化鋇溶液［ρ(BaCl2)=100g/L］

稱取100g氯化鋇溶于約800mL水中，必要時(shí)加熱助溶，冷卻后定容至1000mL。

氫氧化鈉溶液［ρ(NaOH)=400g/L］

稱取40g氫氧化鈉溶于約80mL水中，定容至100mL。

2-

硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液：ρ（SO4）=1000mg/L

準(zhǔn)確稱取1.8141g硫酸鉀（5.1），溶于適量水中，全量轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶，用水定容至標(biāo)線，

混勻。轉(zhuǎn)移至聚乙烯瓶中，于4℃以下冷藏、避光和密封可保存6個(gè)月。亦可購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

淋洗液：根據(jù)儀器型號(hào)及色譜柱說明書使用條件進(jìn)行配制。以下給出的淋洗液條件僅供參考

1

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碳酸鈉［c(Na2CO3)=4.5mmol/L］-碳酸氫鈉［c(NaHCO3)=1.4mmol/L］混合淋洗液：

稱取0.9540g碳酸鈉（5.2）和0.2352g碳酸氫鈉（5.3），溶于水中，并定容至2000mL。

石英砂：粒度/目20～40。

6儀器設(shè)備

離子色譜儀。

色譜柱：陰離子分離柱。

分析天平：感量值0.01g、0.0001g。

精密酸度計(jì)：測(cè)量范圍0～14；讀數(shù)精度≤0.02。

震蕩器。

離心機(jī)：轉(zhuǎn)速3000r/min～4000r/min，配有50mL或100mL離心管。

一次性水系微孔濾膜針筒過濾器：尼龍膜，孔徑0.22μm。

一次性注射器：1mL～10mL。

預(yù)處理柱：H型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換柱和Ag型交換柱或者同等性能的其他預(yù)處理柱。

7樣品

樣品采集

按照巖土工程勘察規(guī)范GB50021的相關(guān)規(guī)定采集。

樣品的制備

剔除樣品中的動(dòng)植物殘?bào)w、巖屑、錳鐵及鈣質(zhì)結(jié)核等異物，將樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨，過0.25mm

孔篩，備用。

風(fēng)干土含水率的測(cè)定

所用試樣應(yīng)為風(fēng)干試樣，按照GB/T50123中化學(xué)分析試樣風(fēng)干含水率試驗(yàn)規(guī)定測(cè)定。

浸出液的制備

7.4.1水溶性硫酸鹽的提取

稱取試樣（7.2）10.0g（準(zhǔn)確至0.01g）置于250mL廣口瓶中，按土水比1:5加入50mL水（土

水比m/V），置于振蕩器上，振蕩3min，轉(zhuǎn)移至離心管中，離心3min～5min，轉(zhuǎn)速3000r/min～

4000r/min，浸出液待測(cè)。

7.4.2酸溶性硫酸鹽的提取

稱取試樣（7.2）5.0g（準(zhǔn)確至0.01g）置于250mL燒杯中，緩慢加入鹽酸溶液（5.5）50mL，

邊加邊攪拌，攪拌至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止，放置過夜。第二天將試樣和上清液全部轉(zhuǎn)移至離心管中，并

用鹽酸溶液（5.5）沖洗燒杯，確保試樣和上清液完全轉(zhuǎn)移至離心管中。用玻璃棒充分?jǐn)嚢柰翗?，?/p>

其充分溶解，清洗玻璃棒，溶液收入離心管內(nèi)，離心3min～5min，轉(zhuǎn)速3000r/min～4000r/min，

離心后的浸出液收集至250mL的燒杯中。然后向離心管中加入約25mL鹽酸溶液（5.5）充分?jǐn)嚢琛?/p>

離心，如此反復(fù)處理直至最后浸出液中無(wú)硫酸鹽為止（用氯化鋇溶液定性分析，無(wú)沉淀產(chǎn)生即可），

合并浸出液。用堿性溶液（5.7）調(diào)pH至中性或弱酸性，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，用水定容，待測(cè)。

空白浸出液的制備

不加試樣，或以石英砂代替試樣，按照與浸出液的制備（7.4）相同步驟制備空白浸出液。

8上機(jī)測(cè)定

離子色譜參考條件

根據(jù)儀器使用說明書優(yōu)化測(cè)量條件或參數(shù)，可按照實(shí)際樣品的基體及組成優(yōu)化淋洗液濃度。

2

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校準(zhǔn)曲線繪制

分別取硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液（5.8）0.00mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、

10.00mL于一系列100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，配制成硫酸鹽濃度分別為0.00mg/L、2.50

mg/L、5.00mg/L、10.00mg/L、30.00mg/L、50.00mg/L、100.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列?？筛鶕?jù)被測(cè)

樣品的濃度確定合適的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度范圍，按其濃度由低到高的順序依次注入離子色譜儀，記錄峰

面積（或峰高）。以硫酸鹽的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積（或峰高）為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。

浸出液的測(cè)定

吸取5.0mL待測(cè)浸出液于10mL比色管中，加入5滴氯化鋇（5.6）溶液，搖勻。靜置10分鐘，觀

察沉淀生成情況。根據(jù)校準(zhǔn)曲線范圍及沉淀生成情況，將試樣稀釋至合適的倍數(shù)（f），然后將水溶

性硫酸鹽浸出液（7.4.1）過H柱、酸溶性硫酸鹽浸出液（7.4.2）依次過Ag柱、H柱，最后過0.22μm

一次性水系微孔濾膜針筒過濾器，注入離子色譜儀，測(cè)定硫酸鹽含量，以保留時(shí)間定性，儀器響應(yīng)

值定量。

注1：浸出液中的重金屬和過渡金屬會(huì)影響色譜柱的使用壽命，可使用H柱或Na柱處理減少其影響；酸溶性硫酸

鹽浸出液中氯離子含量高，可使用Ag型柱進(jìn)行預(yù)處理。

注2：Ag柱后常聯(lián)有一個(gè)H柱或Na柱，用來捕獲可能穿透的Ag離子，保護(hù)后面的分析柱。同時(shí)，使用Ag柱時(shí)，溶液

pH應(yīng)在7.0以下，防止生成氧化銀沉淀，使Ag柱變黑。

注3：若沉淀生成量較少，則無(wú)須進(jìn)行稀釋；若生成的沉淀量鋪滿比色管管底，可預(yù)先稀釋10～50倍后進(jìn)試樣，

再根據(jù)所得結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)南♂尡稊?shù)重新進(jìn)樣分析，同時(shí)記錄樣品稀釋倍數(shù)（f）。

空白試驗(yàn)

按照與浸出液的測(cè)定（8.3）相同的色譜條件和步驟，將空白浸出液（7.5）注入離子色譜儀測(cè)

定硫酸鹽含量，以保留時(shí)間定性，儀器響應(yīng)值定量。

9結(jié)果計(jì)算

風(fēng)干土含水率，按照公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

?0

?0=(?1)×100·····························································(1)

??

式中：

ω0—––風(fēng)干土含水率，%；

m0—––風(fēng)干試樣質(zhì)量，單位為克（g）；

md—––試樣的干土質(zhì)量，單位為克（g）。

樣品中水溶性或酸溶性硫酸鹽的含量，按照公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

(???)×?×?×10?3

?=0···························································(2)

??

式中：

ω—––水溶性或酸溶性硫酸鹽的含量，單位為克每公斤（g/kg）；

ρ—––從校準(zhǔn)曲線中計(jì)算得到水溶性或酸溶性硫酸鹽的質(zhì)量濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

ρ0—––從校準(zhǔn)曲線中計(jì)算得到空白試樣的質(zhì)量濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

V—––水溶性或酸溶性硫酸鹽的浸出液定容體積，單位為毫升（mL）；

f—––浸出液的稀釋倍數(shù)。

樣品中硫酸鈣的含量，按照公式（3）進(jìn)行計(jì)算：

2?2?

ω(CaSO4?2H2O)=[ω酸(SO4)?ω水(SO4)]×1.7922····································(3)

式中：

ω（CaSO4·2H2O）—––土中硫酸鈣的含量，單位為克每公斤（g/kg）；

2-

ω酸（SO4）—––酸溶性硫酸鹽的含量，單位為克每公斤（g/kg）；

2-

ω水（SO4）—––水溶性硫酸鹽的含量，單位為克每公斤（g/kg）；

1.7922—––由硫酸鹽換算為硫酸鈣的系數(shù)。

3

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結(jié)果表示

當(dāng)樣品含量小于1g/kg時(shí)，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后三位；當(dāng)樣品含量大于或等于1g/kg時(shí)，測(cè)定結(jié)

果保留三位有效數(shù)字。

10精密度和正確度

對(duì)硫酸鈣含量為0.582g/kg、5.08g/kg、17.8g/kg的實(shí)際樣品進(jìn)行了8次平行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：3.30%、2.92%、2.67%。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)加標(biāo)樣品進(jìn)行了8次平行測(cè)定，加標(biāo)量為

1.00g/kg、13.0g/kg、23.0g/kg時(shí)，加標(biāo)回收率分別為：87.3%～109.1%、95.8%～103.3%、99.6%～

101.5%。

對(duì)土中硫酸鈣含量范圍2.98g/kg～26.7g/kg的5組實(shí)際樣品進(jìn)行了測(cè)定，按照GB/T6379.2規(guī)

定的方法，得到的方法精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1和附錄A。

表1方法精密度單位為g/kg

成分水平范圍m重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差Sr再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差SR

土中硫酸鈣2.98～26.70.082m0.3830.107m0.534

11質(zhì)量保證和控制

空白試驗(yàn)

每批樣品至少做2個(gè)實(shí)驗(yàn)室空白浸出液，其測(cè)定結(jié)果均應(yīng)低于測(cè)定下限。

校準(zhǔn)曲線

校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.999。每20個(gè)樣品或每批次（≤20個(gè)）樣品，應(yīng)分析一個(gè)校準(zhǔn)曲線中

間點(diǎn)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其測(cè)定結(jié)果與校準(zhǔn)曲線該點(diǎn)濃度之間的相對(duì)誤差應(yīng)小于10%，否則應(yīng)重新繪制

校準(zhǔn)曲線。

精密度控制

每批樣品至少按10%的比例進(jìn)行平行雙樣測(cè)定，平行雙樣測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差應(yīng)小于10%。

準(zhǔn)確度控制

每批樣品至少分析1個(gè)有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)定結(jié)果應(yīng)在其給出的不確定度范圍內(nèi)。若無(wú)有證標(biāo)準(zhǔn)物

質(zhì)，每批樣品應(yīng)進(jìn)行10%～20%的加標(biāo)回收率測(cè)定，樣品數(shù)不足10個(gè)時(shí)，適當(dāng)增加加標(biāo)比例。實(shí)際樣

品加標(biāo)回收率應(yīng)在80%～120%以內(nèi)。

12廢棄物處理

實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液應(yīng)集中收集，妥善保管，委托有資質(zhì)的單位處理。

4

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A

A

附錄A

（資料性）

精密度

7間實(shí)驗(yàn)室參加了土中硫酸鈣測(cè)定的方法驗(yàn)證試驗(yàn)，分別測(cè)定了5份樣品，精密度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)匯總

表見表A.1。

表A.1土中硫酸鈣的測(cè)定精密度匯總表

含量水平

樣品的標(biāo)識(shí)

ABCDE

參加試驗(yàn)室數(shù)目77777

可接受試驗(yàn)室數(shù)目77777

平均值m（g/kg）4.0115.926.72.9815.3

重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差Sr0.0990.2600.2700.1650.257

-1

sr*m/%2.461.641.01