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原標題：HJ 803 - 2016土壤和沉積物12種金屬元素的測定 王水提取-電感耦合等離子體質譜法

1 適用范圍

本標準規定了測定土壤和沉積物王水提取液中12 種金屬元素的電感耦合等離子體質譜 法。 本標準適用于土壤和沉積物中鎘（Cd）、鈷（Co）、銅（Cu）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鎳 （Ni ）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、釩（V）、砷（As）、鉬（Mo）、銻（Sb）共 12 種金屬元素的測 定。若通過驗證，本標準也可適用于其它金屬元素的測定。 當取樣量為0.10 g ，消解后定容體積為 50 ml 時，12種金屬元素的方法檢出限和測定下 限見表1 。

2 規范性引用文件

本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本適 用于本標準。

HJ/T 166 土壤環境監測技術規范

HJ 613 土壤 干物質和水分的測定 重量法

GB 17378.3 海洋監測規范 第3 部分：樣品采集、貯存與運輸

GB 17378.5 海洋監測規范 第5 部分：沉積物分析

3 方法原理

土壤和沉積物樣品用鹽酸/ 硝酸（王水）混合溶液經電熱板或微波消解儀消解后，用電 感耦合等離子體質譜儀進行檢測。根據元素的質譜圖或特征離子進行定性，內標法定量。 試樣由載氣帶入霧化系統進行霧化后，目標元素以氣溶膠形式進入等離子體的軸向通 道，在高溫和惰性氣體中被充分蒸發、解離、原子化和電離，轉化成帶電荷的正離子經離子 采集系統進入質譜儀，質譜儀根據離子的質荷比進行分離并定性、定量分析。在一定濃度范 圍內，離子的質荷比所對應的響應值與其濃度成正比。

4 干擾和消除

4.1 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、氧化物和雙電荷離子干擾等。

多原子離子干擾是ICP-MS 最主要的干擾來源，可利用干擾校正方程、儀器優化以及碰 撞反應池技術加以解決，常見的多原子離子干擾見附錄 A 中的表A.1。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，主要的干擾校 正方程見附錄A 中的表A.2。氧化物干擾和雙電荷干擾可通過調節儀器參數降低影響。

4.2 非質譜干擾

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、內標法、優化儀器條件等措施消除和降低干擾。

5 試劑和材料

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的優級純試劑。實驗用水為新制備的去離子 水或同等純度的水。

5.1 鹽酸：ρ（HCl）＝1.19 g/ml 。

5.2 硝酸：ρ（HNO3 ）＝1.42 g/ml 。 5.3 鹽酸-硝酸溶液（王水）：3+1 ，用（5.1）和（5.2）配制。

5.4 硝酸溶液：c （HNO3 ）＝0.5 mol/L ，用（5.2）配制。

5.5 硝酸溶液：2+98，用（5.2）配制。

5.6 硝酸溶液：1+4 ，用（5.2）配制。

5.7 標準溶液

5.7.1 單元素標準儲備液

用高純度的金屬（純度大于99.99 %）或金屬鹽類（基準或高純試劑）配制成100 mg/L ～ 1000 mg/L 含硝酸溶液（5.4）的標準儲備溶液，溶液酸度保持在 1.0 %（v/v）以上。亦可購 買市售有證標準物質。 5.7.2 多元素混合標準儲備液：ρ＝10.0 mg/L。 用硝酸溶液（5.4）稀釋單元素標準儲備液（5.7.1）配制。亦可購買市售有證標準物質。

5.7.3 多元素標準使用液：ρ＝200 μ g/L。 用硝酸溶液（5.4）稀釋標準儲備液（5.7.1或5.7.2）配制成多元素混合標準使用液。亦 可購買市售有證標準物質。

5.7.4 內標標準儲備液：ρ＝10.0 mg/L。 宜選用 6 Li 、 45 Sc 、 74 Ge、 89 Y、 103 Rh、 115 In 、 185 Re、 209 Bi 為內標元素。可用高純度的金 屬（純度大于99.99%）或金屬鹽類（基準或高純試劑）配制。亦可購買市售有證標準物質 進行配制，介質為硝酸溶液（5.4）。

5.7.5 內標標準使用液：ρ＝100 μ g /L 。 用硝酸溶液（5.4）稀釋內標儲備液（5.7.4）配制成內標標準使用液。由于不同儀器使 用的蠕動泵管管徑不同，在線加入內標時，加入的濃度也不同，因此在配制內標標準使用液 時應使內標元素在試樣中的濃度為10 μ g/L～50 μg/L。

5.7.6 調諧液：ρ＝10 μg/L。

宜選用含有Li 、Be、Mg、Y、Co、In 、Tl 、Pb和Bi 元素的溶液為質譜儀的調諧溶液。 可用高純度的金屬（純度大于99.99%）或相應的金屬鹽類（基準或高純試劑）進行配制， 亦可直接購買市售有證標準物質。 注1：所有元素的標準溶液配制后均應在密封的聚乙烯或聚丙烯瓶中保存。

5.8 慢速定量濾紙。 5.9 載氣：氬氣，純度≥99.999 % 。

6 儀器和設備

6.1 電感耦合等離子體質譜儀：能夠掃描的質量范圍為 5 amu～250 amu，分辨率在10 %峰 高處的峰寬應介于0.6 amu～0.8 amu。 6.2 溫控電熱板：控制精度±0.2 ℃，最高溫度可設定至 250℃。

6.3 微波消解儀：輸出功率 1000 W～1600 W。具有可編程控制功能，可對溫度、壓力和時 間（升溫時間和保持時間）進行全程監控；具有安全防護功能。

6.4 分析天平：精度為 0.0001 g。 6.5 聚四氟乙烯密閉消解罐：可抗壓、耐酸、耐腐蝕，具有泄壓功能。 6.6 錐形瓶：100 ml 。

6.7 玻璃漏斗。

6.8 容量瓶：50 ml。 6.9 尼龍篩：0.15 mm （100 目）。

6.10 一般實驗室常用儀器和設備。

7 樣品

7.1 樣品采集與保存

按照HJ/T 166 的相關規定采集和保存土壤樣品，按照 GB 17378.3 的相關規定采集和保 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。

7.2 水分的測定 土壤樣品干物質測定按照HJ 613 執行，沉積物樣品含水率按照 GB 17378.5 執行。

7.3 樣品的制備 除去樣品中的枝棒、葉片、石子等異物，按照 HJ/T 166 和GB 17378.5 的要求，將采集 的樣品進行風干、粗磨、細磨至過孔徑0.15 mm （100 目）篩（6.9）。樣品的制備過程應避 免沾污和待測元素損失。

7.4 試樣的制備

7.4.1 電熱板加熱消解

移取15 ml 王水（5.3）于 100 ml 錐形瓶中，加入3 粒或4 粒小玻璃珠，放上玻璃漏斗 （6.7），于電熱板上加熱至微沸，使王水蒸氣浸潤整個錐形瓶內壁約 30 min ，冷卻后棄去， 用實驗用水洗凈錐形瓶內壁，晾干待用。 稱取待測樣品0.1 g（精確至 0.0001 g），置于上述已準備好的 100 ml 錐形瓶中，加入 6ml王水溶液（5.3），放上玻璃漏斗（6.7），于電熱板上加熱，保持王水處于微沸狀態2 h（保 持王水蒸汽在瓶壁和玻璃漏斗上回流，但反應不能過于劇烈而導致樣品溢出）。消解結束后 靜置冷卻至室溫，用慢速定量濾紙（5.8）將提取液過濾收集于 50 ml 容量瓶（6.8）。待提取 液濾盡后，用少量硝酸溶液（5.4）清洗玻璃漏斗、錐形瓶和濾渣至少 3 次，洗液一并過濾 收集于容量瓶中，用實驗用水定容至刻度。

7.4.2 微波消解

稱取待測樣品0.1 g（精確至 0.0001 g），置于聚四氟乙烯密閉消解罐（6.5）中，加入6 ml 王水（5.3）。將消解罐安置于消解罐支架，放入微波消解儀中，按照表 2 提供的微波消解參 考程序進行消解，消解結束后冷卻至室溫。打開密閉消解罐，用慢速定量濾紙（5.8）將提 取液過濾收集于50 ml 容量瓶（6.8）中。待提取液濾盡后，用少量硝酸溶液（5.4）清洗聚 四氟乙烯消解罐的蓋子內壁、罐體內壁和濾渣至少 3 次，洗液一并過濾收集于容量瓶中，用 實驗用水定容至刻度。也可參照微波消解儀說明書，優化其功率、升溫時間、溫度、保持時 間等參數。

7.5 實驗室空白試樣的制備 不加樣品，按照與試樣的制備（7.4）相同步驟制備實驗室空白試樣。

8 分析步驟

8.1 儀器調諧

點燃等離子體后，儀器預熱穩定30 分鐘。用質譜儀調諧液（5.7.6）對儀器的靈敏度、 氧化物和雙電荷進行調諧，在儀器的靈敏度、氧化物和雙電荷滿足要求的條件下，質譜儀給出的調諧液中所含元素信號強度的相對標準偏差應≤5%。在涵蓋待測元素的質量范圍內進 行質量校正和分辨率校驗，如質量校正結果與真實值差值超過±0.1 amu或調諧元素信號的分辨率在10% 峰高處所對應的峰寬超過0.6 amu～0.8 amu的范圍，應按照儀器使用說明書對 質譜儀進行校正。

8.2 儀器參考條件

儀器參考條件見表3 ，推薦使用和同時檢測的同位素以及對應內標物見表 4 。

8.3 標準曲線的繪制

分別移取一定體積的多元素標準使用液（5.7.3）于同一組100 ml 容量瓶中，用硝酸溶 液（5.4）稀釋定容至刻度，混勻。以硝酸溶液（5.4）為標準系列的最低濃度點，另制備至 少5 個濃度點的標準系列。標準系列濃度見表 5。內標標準使用液（5.7.5）可直接加入到標 準系列中，也可通過蠕動泵在線加入。內標應選擇試樣中不含有的元素，或濃度遠大于試樣 本身含量的元素。按優化的儀器參考條件（8.2），將標準系列從低濃度到高濃度依次導入霧 化器進行分析，以各元素的質量濃度為橫坐標，對應的響應值和內標響應值的比值為縱坐標， 建立標準曲線。標準曲線的濃度范圍可根據測定實際需要進行調整。

8.4 試樣的測定

每個試樣測定前，用硝酸溶液（5.5）沖洗系統直至信號降至最低，待分析信號穩定后 開始測定。按照與建立標準曲線（8.3）相同的儀器參考條件和操作步驟進行試樣的測定。 若試樣中待測目標元素濃度超出標準曲線范圍，須經稀釋后重新測定，稀釋液使用硝酸溶液 （5.4），稀釋倍數為 f。

8.5 實驗室空白試樣的測定

按照與試樣的測定（8.4）相同的儀器參考條件和操作步驟測定實驗室空白試樣。

9.2 結果表示 測定結果小數位數的保留與方法檢出限一致，最多保留三位有效數字。

10 精密度和準確度

10.1 精密度

6 家實驗室分別用電熱板消解法和微波消解法對5 種不同含量水平的統一標準土壤樣品 和沉積物樣品進行測定，電熱板消解法的精密度匯總數據見附錄 B 中的表 B.1，微波消解法 的精密度匯總數據見附錄B 中的表B.2。

10.2 準確度

6 家實驗室分別用電熱板消解法和微波消解法對2 種不同含量水平的統一標準土壤樣品 和沉積物樣品進行測定，電熱板消解法的準確度匯總數據見附錄 B 中的表 B.3，微波消解法的準確度匯總數據見附錄B 中的表B.4。

11 質量保證和質量控制

11.1 每批樣品至少做2個實驗室空白試樣，其測定結果均應低于測定下限。

11.2 每次分析應建立標準曲線，其相關系數應大于 0.999。每 20 個樣品或每批次（少于 20 個樣品/ 批）樣品，應分析一個標準曲線中間濃度點，其測定結果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標準曲線。每 20 個樣品或每批次（少于 20 個樣品/ 批）樣品分析完畢后，應進行一次標準曲線零點分析，其測定結果與實際濃度值的相對偏差 應≤30% 。

11.3 每批次樣品至少按 10% 的比例進行平行雙樣測定，樣品數量少于 10 個時，應至少測 定一個平行雙樣。平行雙樣測定結果中，電熱板消解測定鈷（Co）、銅（Cu）、鉻（Cr）、錳 （Mn）、鎳（Ni ）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、釩（V）、砷（As）的相對偏差應小于 30% ，鎘（Cd）、 鉬（Mo）、銻（Sb）的相對偏差應小于40% ；微波消解測定 12 種金屬元素的相對偏差應小 于30% 。

11.4 每批次樣品至少分析 10% 的加標回收樣，樣品數量小于 10 個時，應至少做一個加標 回收樣。加標回收樣測定結果中，電熱板消解測定鎘（Cd）、鈷（Co）、銅（Cu）、鉻（Cr）、 錳（Mn）、鎳（Ni ）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、釩（V）、砷（As）的加標回收率應控制在 70% ～ 125%之間，鉬（Mo）、銻（Sb）的加標回收率應控制在 50% ～125%之間；微波消解測定 12 種金屬元素的加標回收率應控制在70% ～125%之間。

11.5 ICP-MS 對試劑純度要求較高，應使用純度高的試劑，且每批次試劑須通過空白實驗 檢驗，試劑空白值不得大于方法檢出限。同一批次樣品應使用同一批次實驗用水，實驗用水 應進行空白實驗，空白值不得大于方法檢出限。

11.6 每次分析應測定內標的響應強度，試樣中內標的響應值應介于標準曲線響應值的 70% ～130%，否則說明儀器發生漂移或有干擾產生，應查找原因后重新分析。若發現基體 干擾，須稀釋試樣后測定；若發現試樣中含有內標元素，須更換內標或提高內標元素濃度。

12 廢物處理

實驗過程中產生的廢液和廢物，應置于密閉容器中分類保管，委托有資質的單位處理。

13 注意事項

13.1 實驗所用的玻璃器皿須使用硝酸溶液（5.6）浸泡 24 h ，依次用自來水和實驗用水洗凈 后方可使用。

13.2 為保證儀器的穩定性和實驗的準確性，應參照儀器說明書，定期或測定一定數量樣品 后對儀器的霧化器、炬管、采樣錐和截取錐進行清洗。

13.3 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0.01 g ）， 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。

附錄A

(資料性附錄)

多原子離子干擾和干擾校正方程

表A.1 給出了 ICP-MS 測定中常見的多原子離子干擾，表A.2 給出了常用的干擾校正方程。

附錄B

(資料性附錄)

方法的精密度和準確度匯總數據

表B.1 和表B.2 給出了本標準測定 12種金屬元素的方法精密度，表B.3 和表B.4 給出 了本標準測定12 種金屬元素的方法準確度。