1、 ICS 13.080 CCS Z 18 37 山东省地方标准 DB37/T 44352021 土壤和沉积物 14 种金属元素总量的测定 电感耦合等离子体质谱法 Soil and sedimentDetermination of total amount of 14 metal elementsInductively coupled plasma mass spectrometry 2021-11-17 发布 2021-12-17 实施 山东省市场监督管理局 发 布 DB37/T 44352021 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1
2、 5 干扰与消除.1 6 试剂与材料.2 7 仪器与设备.2 8 样品.3 9 分析步骤.4 10 结果计算与表示.4 11 准确度.5 12 质量保证和质量控制.5 13 废物处理.6 14 注意事项.6 附录 A（资料性）方法检出限和测定下限.7 附录 B（资料性）多原子离子干扰和干扰校正方程.8 附录 C（资料性）精密度.9 附录 D（资料性）正确度.14 DB37/T 44352021 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省生态
3、环境厅提出并组织实施。本文件由山东省环保标准化技术委员会归口。本文件起草单位：山东省生态环境监测中心。本文件主要起草人：岳太星、侯晨晓、侯聪、张存良、王文雷、丁波涛、王桂勋、翟振国、刘金芝、夏传真。DB37/T 44352021 1 土壤和沉积物 14 种金属元素总量的测定 电感耦合等离子体质谱法 警示配制铊、铍等剧毒物质的标准溶液时，应避免与皮肤直接接触。实验中使用的硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸具有挥发性和腐蚀性，实验过程应在通风橱中进行，操作时应按规定要求佩戴防护用具。1 范围 本文件规定了测定土壤和沉积物中14种金属元素总量的电感耦合等离子体质谱法。本文件适用于土壤和沉积物中铍（Be）、钒
4、（V）、铬（Cr）、锰(Mn)、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、镉（Cd）、锑（Sb）、铊（Tl）、铅（Pb）、铀（U）共14种金属元素总量的测定。当取样量为0.10 g，定容体积为50 mL时，方法检出限为0.07 mg/kg1 mg/kg，测定下限为0.28 mg/kg4 mg/kg。详见附录A。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB 17378
5、.3 海洋监测规范 第3部分：样品采集、贮存与运输 GB 17378.5 海洋监测规范 第5部分：沉积物分析 HJ 25.2 建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。4 方法原理 土壤和沉积物样品用硝酸-盐酸-氢氟酸-过氧化氢混合溶液经微波消解或用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸混合溶液经全自动消解后，用电感耦合等离子体质谱仪进行检测。根据元素的质谱图或特征离子进行定性，内标法定量。5 干扰与消除 DB37/T 4435
6、2021 2 5.1 质谱型干扰 质谱干扰主要包括多原子离子干扰、同量异位素干扰、氧化物和双电荷离子干扰等。多原子离子干扰是电感耦合等离子体质谱法最主要的干扰来源，可利用干扰校正方程、仪器优化以及碰撞反应池技术降低干扰，常见的多原子离子干扰参见附录B中表B.1。同量异位素干扰可使用干扰校正方程进行校正，或选用次灵敏度的质量数，或在分析前对样品进行化学分离等方法进行消除，主要的干扰校正方程参见附录B中表B.2。氧化物干扰和双电荷干扰可通过调节仪器参数降低影响。5.2 非质谱型干扰 非质谱型干扰主要包括基体抑制干扰、空间电荷效应、物理效应干扰等。非质谱型干扰程度与样品基体性质有关，可通过稀释、内标
7、法、仪器测量条件优化或标准加入法等降低干扰。6 试剂与材料 本标准所用试剂除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的优级纯，实验用水应符合GB/T 6682一级水的相关要求。6.1 硝酸：（HNO3）=1.42 g/mL。6.2 盐酸：（HCl）=1.19 g/mL。6.3 氢氟酸：（HF）=1.16 g/mL。6.4 过氧化氢：（H2O2）=30%。6.5 高氯酸：（HClO4）=1.764 g/mL。6.6 硝酸溶液（1+1）：于 400 mL 水中加入 500 mL 硝酸（6.1），用水稀释至 1 L。6.7 硝酸溶液（1+99）：于 400 mL 水中加入 10 mL 硝酸（6.1），用
8、水稀释至 1 L。6.8 硝酸溶液（5+95）：于 400 mL 水中加入 50 mL 硝酸（6.1），用水稀释至 1 L。6.9 多元素标准贮备液：10.0 mg/L，有证标准溶液。6.10 多元素标准使用液：1 000 g/L。用硝酸溶液（6.7）稀释标准贮备液（6.9）配制成多元素混合标准使用液。6.11 内标标准贮备液：10.0 mg/L。内标元素可根据内标回收率情况选择6Li、45Sc、74Ge、103Rh、115In、159Tb、175Lu、185Re、209Bi等，推荐使用103Rh、185Re，使用有证标准物质进行配制，介质为硝酸溶液（6.7）。6.12 内标标准使用液 根据需
9、要，用硝酸溶液（6.7）稀释内标贮备液（6.10）配制成适宜浓度的内标标准使用液。6.13 调谐液：10.0 g/L。根据仪器使用要求选用含有Li、Y、Be、Mg、Co、In、Tl、Pb和Bi元素的溶液为质谱仪的调谐溶液。6.14 高纯氩气：纯度大于等于 99.999%。7 仪器与设备 7.1 电感耦合等离子体质谱仪：质量范围为 5 amu250 amu，分辨率在 10%峰高处对应的峰宽应优于 1 amu。7.2 微波消解仪：具有程式化温度、功率设定功能，配备全氟烷氧基树脂（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）或同级材质的 50.0 mL100 mL 微波消解罐。DB37/T 44352021 3
10、 7.3 全自动消解仪：具有自动添加试剂、精确程序控温、加热、消解、振荡、赶酸和定容功能，配备PFA、PTFE 或同级材质的消解管。7.4 温控电热板：控制精度0.5，最高温度可设定至 250。7.5 分析天平：感量为 0.000 1 g。7.6 尼龙筛：孔径 0.15 mm（100 目）。7.7 滤膜：混合纤维素酯或等效滤膜，孔径 0.45 m。7.8 一般实验室常用仪器和装备：分析时均使用符合国家标准的 A 级玻璃器皿。8 样品 8.1 样品的采集与保存 按照HJ/T 166和HJ 25.2的相关规定采集和保存土壤样品，按照HJ/T 91和GB 17378.3的相关规定采集和保存沉积物样品
11、。8.2 样品的制备 除去样品中的枝棒、叶片、石子等异物，按照HJ/T 166和 GB 17378.5的要求，将采集的样品进行风干、粗磨、细磨后过孔径0.15 mm（100 目）筛（7.6）。8.3 干物质和水分的测定 按照HJ 613进行土壤样品干物质的测定，按照GB 17378.5进行沉积物样品含水率的测定。8.4 试样的制备 8.4.1 微波消解参考条件 准确称取制备好的土壤/沉积物样品0.1 g0.2 g（精确到0.000 1 g）于微波消解罐中，加少量纯水润湿，加入4 mL硝酸（6.1）、2 mL盐酸（6.2）、2 mL氢氟酸（6.3）、2 mL过氧化氢（6.4），将消解罐放入微波消
12、解仪中，按照微波消解仪设定程序进行消解，推荐的试样消解程序见表1。消解后冷却至室温，小心打开消解罐的盖子，将消解罐放在温控电热板（7.4）中，先在120 赶酸，待水分蒸发后升温至140 赶酸至近干，冷却至室温后，加入2 mL硝酸溶液（6.6），温热溶解残渣，然后将溶液转移至50 mL容量瓶中，用纯水定容至50 mL，测定前经滤膜（7.7）过滤后备测。注：赶酸温度为带孔电热板设定温度，若为平板电热板应酌情提高赶酸温度。表1 微波消解参考条件 步骤 升温时间 min 目标温度 保持时间 min 1 5 120 2 2 5 150 5 3 5 185 15 8.4.2 全自动消解参考条件 准确称取制
13、备好的土壤/沉积物样品0.1 g0.2 g（精确到0.000 1 g）于全自动消解罐中，加入5 mL盐酸（6.2），振荡摇匀，升温至80，保持30 min；加入5 mL硝酸（6.1），升温至120，保持30 min；DB37/T 44352021 4 加入2 mL氢氟酸（6.3），升温至140，保持60 min；再加入1 mL高氯酸（6.5），升温至160，保持60 min；最后升温至180 赶酸至近干（不能干涸，内容物为灰白色或淡黄色、不流动的粘稠状液珠），待冷却后加入2 mL硝酸溶液（6.6），温热溶解残渣，冷却至室温后用纯水定容至50 mL，测定前使用滤膜（7.7）过滤后备测。8.5 空
14、白试样的制备 用纯水代替试样，采用与试样制备相同的步骤和试剂，制备空白试样。9 分析步骤 9.1 仪器调谐 仪器点火后预热30 min 以上，用调谐液（6.12）对电感耦合等离子体质谱仪进行调谐，使质量轴、分辨率、灵敏度、氧化物、双电荷和元素信号稳定性等参数满足仪器技术要求，并根据待测元素性质，选择合适的分析条件。9.2 标准曲线的建立 分别取一定体积的多元素标准使用液（6.10），配制一系列的标准溶液，浓度系列见表2。其中Cd、Tl、Be、Mo、U、Sb 6个元素一组，Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Co、V、Mn 8个元素一组，介质为硝酸溶液（6.7）。加入内标标准使用液（6.12），用电感
15、耦合等离子体质谱仪依次测定标准溶液，以各元素浓度为横坐标，以响应值与内标响应值的比值为纵坐标，建立标准曲线。标准曲线的浓度范围可根据需要进行调整。表2 标准曲线参考浓度 元素 标准曲线参考浓度 g/L 低浓度含量元素 Cd、Tl、Be、Mo、U、Sb 0、0.10、0.20、0.50、1.00、5.00、10.00 高浓度含量元素 Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Co、V、Mn 0、1.00、10.0、50.0、100、200、500 9.3 试样测定 测定前先用硝酸溶液（6.8）冲洗系统直至信号降至最低且保持稳定。按照与标准曲线建立（9.2）相同的分析条件进行试样（8.4）的测定。若试样浓度超
16、过标准曲线上限，以硝酸溶液（6.7）稀释消解液后重新测定。9.4 空白试样测定 按照与试样测定（9.3）相同的分析条件进行空白试样的测定。10 结果计算与表示 10.1 结果计算 10.1.1 土壤样品的结果计算 土壤样品中金属元素的含量w1（mg/kg）按照公式（1）进行计算。1=(0)103 (1)DB37/T 44352021 5 式中：w1 土壤样品中金属元素的含量，mg/kg；由标准曲线计算所得试样中金属元素的质量浓度，g/L；D 试样的稀释倍数；o实验室空白试样中对应金属元素的质量浓度，g/L；V 消解后试样的定容体积，mL；m 称取过筛后样品的质量，g；wdm 土壤样品中干物质含量，%。10.1.2 沉积物样品的结果计算 沉积物样品中金属元素的含量w2（mg/kg）按照公式（2）进行计算。2=(0)12 103 (2)式中：w2 沉积物样品中金属元素的含量，mg/kg；由标准曲线计算所得试样中金属元素的质量浓度，g/L；D 试样的稀释倍数；o 实验室空白试样中对应金属元素的质量浓度，g/L；V 消解后试样的定容体积，mL；m 称取过筛后样品的质量，g；2H Ow沉积物样品
