金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法作业指导书

1、金属元素的测量电感耦合等离子体发射光谱法作业指导书本方法依据下列标准方法编制HJ 776-2015 水质 32 种元素的测定电感耦合等离子发射光谱法HJ 777-2015 空气和废气颗粒物中金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法HJ 781-2016 固体废物22 种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法 TOC o 1-5 h z GB/T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验方法金属指标1.4GB 5085.3-2007 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别附录AHJ 350-2007 展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）附录A二、适用范围本方法规定了水、土、气及固废中金属元素总量及浸

2、提液的测量。本方法不适用于测定交换性金属离子含量。三、方法原理当氩气通过等离子体火炬时，经射频发生器所产生的交变电磁场使其电离、加速并与其他氩原子碰撞，这种连锁反应使更多的氩原子电离，形成原子、离子、电子的离子混合体，即等离子体。经过滤或消解后的样品经进样器中的雾化器被雾化，并由氩气带入等离子体火炬中，气化的样品分子在等离子体火炬的高温下被气化、电离、 激发。 不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，特征光谱的强度与试样中待测元素的含量在一定范围内呈正比。四、干扰及消除电感耦合等离子体发射光谱法通常存在的干扰大致可分为两类：一类是光谱干扰，另一类是非光谱干扰。光谱干扰光谱干扰主要包括连续

3、背景和谱线重叠干扰。目前常用的校正方法是背景扣除法（根据单元素和混合元素试验确定扣除背景的位置及方式）和干扰系数法。也可以在混合标准溶液中采用基体匹配的方法消除其影响。当存在单元素干扰时，可按如下公式求得干扰系数。Kt(Q Q)Qt式中，Kt 干扰系数；Q干扰元素加分析元素的含量；Q 分析元素的含量；Q 干扰元素的含量。通过配制一系列已知干扰元素含量的溶液，在分析元素波长的位置测定其Q ，根据上述公式求出Kt，然后进行人工扣除或计算机自动扣除。一般情况下，大气颗粒物、地表水、地下水、土壤、固体废物及固体废物浸出液样品中由于元素浓度较低，光谱和基体元素间干扰一般情况下可以忽略。非光谱干扰非光谱干

4、扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰以及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。是否予以补偿和校正，与样品中干扰元素的浓度有关。此外，物理干扰一般由样品的粘滞程度及表面张力变化而致，尤其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除此类干扰的最常见的方法是稀释法以及标准加入法。五、试剂和材料除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的优级纯或高纯（如微电子级）化学试剂。实验用水为去离子水或纯度达到比电阻18 M?2 cm 的水。硝酸： （ HNO3） =1.42 g/ml 。盐酸： （ HCl） =1.19 g/ml 。氢氟酸： （ HF） =1.16 g/ml 。

5、高氯酸： （ HClO4） =1.67 g/ml 。过氧化氢：30%硝酸溶液：2+98 （系统洗涤液）硝酸溶液：1+99 （标准系列空白溶液）硝酸 -盐酸混合消解液：于约500 ml 水中加入55.5 ml 硝酸（ 5.1 ）及 167.5 ml（ 5.2 ）盐酸，用水稀释并定容至1 L 。单元素标准使用液。分别移取市售有证单元素标准溶液稀释配制，稀释时补加一定量的硝酸，使标准使用液的硝酸含量达到1%。多元素混合标准溶液。购买市售有证ICP 专用混合标准溶液稀释配制，标液的酸度尽量保持与待测试样的酸度一致，均为1 %的硝酸。也可根据元素间相互干扰的情况和标准溶液的性质分组制备，浓度应根据分析样

6、品及待测元素而定，具体元素分组可参照各标准要求。水系微孔滤膜：0.45 m 孔径。滤膜或滤筒：对粒径大于0.3 m 颗粒物的阻留效率不低于99.9% 。六、仪器和设备电感耦合等离子体发射光谱仪iCAP 7200数显不锈钢电热板DB-3A/4ACEM 微波消解仪分析天平ML204TTRM4-1L 玛瑙研磨机GY-FZQ 翻转式振荡器TG16-WS 台式高速离心机聚四氟乙烯坩埚（PTFE）七、分析步骤样品保存：气样： 滤膜样品采集后将有尘面两次向内对折，放入样品盒或纸袋中保存；滤筒样品采集后将封口向内折叠，竖直放回原采样套筒中密闭保存。样品在干燥、通风、避光、室温环境下保存。水样： 若测定可溶性元

7、素，样品采集后立即通过水系微孔滤膜过滤，弃去初始的50ml100ml 滤液，收集所需体积的滤液，加入适量硝酸，使硝酸含量达到1%。如测定元素总量，样品采集后立即加入适量硝酸，使硝酸含量达到1%。土壤及固废样品：按照HJ/T 20 的相关规定进行固体废物样品的制备，对于固态或可干化的半固态样品，自然风干或冷冻干燥，研磨后全部过100 目筛备用。固体废物浸出液：按照HJ 557 、 HJ/T 299 、 HJ/T 300 或 GB 5086.1 的相关规定进行固体废物浸出液的制备，浸出液如不能及时进行分析，应加浓硝酸酸化（ 1 L 浸出液加入10ml 硝酸） ，并尽快消解，不要超过24 h 。试样

8、制备：水样及浸出液：对于较干净的生活饮用水、地表水等可直接酸化后进样；对于杂质较多的浑浊水样及浸出液测量金属总量的需按照HJ 678 进行微波消解，量取25ml 混合均匀的水样于微波消解罐中，加入 1.0ml 过氧化氢，加入 5.0ml 浓硝酸 （或 4.0ml 浓硝酸和1.0 ml浓盐酸）进行微波消解, 完毕后取出消解罐置于通风橱内冷却，待罐内温度与室温平衡后，放气， 开盖， 移出罐内消解液，用实验用水荡洗消解罐内壁两次，收集所有溶液，转移到 50ml容量瓶中，加水至标线，待测。也可用电热板在亚沸状态下（保持溶液温度95 5），加热浓缩，定容至25ml 容量瓶中。气样： 取适量滤膜或滤筒样品

9、，用陶瓷剪刀剪成小块置于微波消解罐中，加入25.0 ml硝酸 - 盐酸混合消解液，使滤膜（滤筒）碎片浸没其中，加盖，进行微波消解。设定消解温度 180，消解持续时间为30 min。消解结束后，取出消解罐组件，冷却，以水淋洗微波消解罐内壁，加入约10ml 水，静置0.5 h 进行浸提。将浸提液过滤到100ml 容量瓶中，用水定容至刻度，待测。土壤及固废样品：准确称取风干研磨过100 目筛的样品0.25g（精确至0.0001g ） ， 置于聚四氟乙烯坩锅中，在通风橱内，向坩锅中加入1ml 实验用水湿润样品，加入5ml 浓盐酸，置于电热板上以180200加热至近干，取下稍冷。加入5ml 浓硝酸、5

10、ml 氢氟酸、3 ml高氯酸，加盖后于电热板上180加热至余液为2 ml，继续加热，并摇动坩埚。当加热至冒浓白烟时，加盖使黑色有机碳化物分解。待坩埚壁上的黑色有机物消失后，开盖， 驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况，可补加3ml 浓硝酸、3ml 氢氟酸、1 ml 高氯酸，重复上述消解过程。取下坩埚稍冷，加入1ml 硝酸，温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至50 ml容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.7 ）淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至容量瓶中，用硝酸溶液（ 5.7 ）定容至标线，混匀，待测。注 1 ：有机质含量较高的样品，需提前加入5ml 浓硝酸浸泡过夜，或补加2ml 过氧化氢。注 2 ：各目标元

11、素的浓度过高时，样品测定前需要稀释样品溶液。注 3 ：对于高盐浓度的样品，不能直接使用定量较准曲线时，可以采用标准加入法。但是，必须进行空白校正。注 4 ：为了考察土壤中共存的主要元素的影响，可以测定同一元素的多个波长的发射光谱强度，确认不同波长处测定值是否有差异。注 5 ：若样品中有颗粒物，在3000 rpm 的转速下离心分离10 min ，取上清液。7.3 空白式样的制备：水样及浸出液：以水代替样品，按与试样制备相同的步骤进行空白试样的制备。气样： 取与样品相同批号、相同面积的空白滤膜或滤筒，按与试样制备相同的步骤制备实验室空白试样。土壤及固废样品：不加样品（或称取同样质量的石英砂），按与

12、试样制备相同的操作步骤进行固体废物空白试样的制备。八、分析步骤仪器参数设置（见附录）。点燃等离子体后，按照厂家提供的工作参数进行设定，待仪器预热至各项指标稳定后开始进行测量。校准曲线的绘制依次配制一系列待测元素的标准溶液，可根据实际样品中待测元素浓度情况调整校准曲线的浓度范围。分别移取一定体积的单元素标液（5.9 ）或多元素混合标准溶液（5.10 ） ，用硝酸溶液 （ 5.7） 配制至少5 个点的系列标准曲线（参考浓度梯度0.1mg/L 、 0.2mg/L 、 0.5mg/L 、1.0mg/L 、 2.0mg/L 、 4.0mg/L 、 8.0mg/L 、 16.0mg/L ） ，将标准溶液由

13、低浓度到高浓度依次导入电感耦合等离子体发射光谱仪，按照仪器参考测量条件测量发射强度。以目标元素系列质量浓度为横坐标，发射强度值为纵坐标，建立目标元素的校准曲线。8.3 测定样品测定分析样品前，用系统洗涤溶液（5.6）冲洗系统直到空白强度值降至最低，待分析信号稳定后开始分析样品。样品测量过程中，若样品中待测元素浓度超出校准曲线范围，样品需稀释后重新测定。空白样品的测定按照与试样测定的相同条件测定空白试样（7.3 ） 。九、结果计算与表示9.1 结果计算气样：c1 c0 V0nVstd水样及浸出液：c c1c0V0V土壤及固废样品：wc1 c0 V0m Wdm式中： 样品中目标元素的浓度， g/m

14、3； TOC o 1-5 h z c 样品中目标元素的质量浓度，mg/L；w 样品中目标元素的含量，mg/kg；c1 试样中目标元素的质量浓度，mg/L；c0 试样中目标元素的质量浓度，mg/L；0 消解后试样的定容体积，ml；试样的取样体积，ml；n 滤膜切割的份数（对于滤筒n=1 ） ；std 标准状态下的采样体积m3/ 标准状态下干烟气的采样体积m3；m 样品的称取量，g；Wdm 样品的干物质含量%。9.2 结果表示测定结果小数位数与方法检出限一致，最多保留三位有效数字。十、质量保证和质量控制空白样品每批样品应至少分析2 个空白试样。试剂空白中目标元素测定值应小于测定下限。若超出则须查找

15、原因，重新分析直至合格之后才能分析样品。校准有效性检查每批样品分析均须绘制校准曲线，校准曲线的相关系数应大于或等于0.995 。每分析10 20 个样品需用一个校准曲线的中间点浓度校准溶液进行校准核查，其测定结果与最近一次校准曲线该点浓度的相对偏差应10%，否则应重新绘制校准曲线。每半年至少应做一次仪器谱线的校对以及元素间干扰校正系数的测定。精密度控制每批样品至少测定10%的平行双样，样品数量少于10 个时， 应至少测定一个平行双样，两次平行测定结果的相对偏差应20%。10.4 准确度控制每批样品应至少测定10%的加标样品，样品数量少于10 个时， 应至少测定一个加标样品，加标回收率应在70%

16、 120%之间。必要时， 每批样品至少分析一个有证标准物质或实验室自行配制的质控样，有证标准物质测定结果应在其给出的不确定范围内，实验室自行配制的质控样，其回收率应控制在90% 110%。实验室自行配制的质控样应注意与国家有证标准物质的比对。十、注意事项：仪器点火后，应预热30 min 以上，以防波长漂移。实验中使用的坩埚和玻璃容器均需用硝酸溶液浸泡12h 以上，用自来水和实验用水依次冲洗干净，置于干净的环境中晾干。新使用或疑似受污染的容器，应用热盐酸溶液浸泡（温度高于80 ，低于沸腾温度）2h 以上，并用热硝酸溶液浸泡2h 以上，用自来水和实验用水依次冲洗干净，置于干净的环境中晾干。若所测定

17、样品种某些元素含量过高，应立即停止分析，并用硝酸溶液（5.6）来冲洗进样系统。将样品用硝酸溶液（5.7）稀释后，继续分析。含量太低的元素，可浓缩后测定。铍和砷为剧毒致癌元素，配制标准溶液及测定时，防止与皮肤直接接触并保持室内有良好的排风系统。当空白实验测定结果高于方法检出限时，需对试剂进行筛选，或者对试剂进行提纯处理。附录A（规范性附录）方法检出限和测定下限附表A.1给出了本标准测定32种无机元素的方法检出现及测定下限。附表A.1 测定元素分析方法检出限和测定下限汇总表单位:mg/L元素水平垂H元素水平垂H检出限测定下限检出限测定下限检出果测定下限检出限测定下限ii! Ag0.030.130.

18、020.07衽Mn0.010.060.0040.02铝Al0.0090.040.070.28铝Mo0.050.180.020.08Was0.20.600.20.81钠Na0.0J7硼B0.010.050.41.6银Ni0.W70.030.020.06秒Ba0.01030.0020.01ftP0.040.160.060.23破Be0.0080.030.0100.04tn Pb0.10.390.070.291Bi0.040.160.080.30fts1.(3.870.522.1tCa0.020.060.020.08WSb0.20.930.060.24皆Cd0.050.200.

19、0050.02硒Se0.05牝Co0.020.090.010.06a si0.020.080.10.52辂Cr0.030.110.030.12得SnO.(M7铜Cu0.040.160.0060.02锯Sr0.010.030.010.04ttFc0.010.040.020.07就Ti0.02OJO0.020.06钾K0.070.290.050.18贸V0.010.060.010.05WLi0.020.090.0090.04等Zn0.0(90.040.0040.02铁Mg0.020.090.0030.01错Zr0.010.050.090.37附录B(资料住

20、附录)元素测定波长及元素间干扰根据仪器说明书及样书某体情况选择特测元素的检涧波仁表B.I列出电感祸合等离子体发射光 谱法SI定中常选择的测定波长及其谈波长下的谱线干扰。表B.2为目标元素测定波长下可能的干扰元素 及干扰系数.表B 元素窝定波长及元素间干扰测定元案测定波长 (mn)干扰元素测定 元素测定波长 (mn)干扰元素Ag328.068338.289钛、链、钝等少设祐上元索恨*UMn257.610293306铁、能耨、铀 既铁308.215309.271396.152俯、g做、然侨的、钱、钙、铁、钿SI Mo202.030203.844204.598281.615瞅铁、tt钵鱼将WAs18

21、932193.696193.759197,262曲解眯*耨、钻、侏、僚、机、杭需钻MNa588.995589,592钻甑用WB208,959249.678249,773用、珞祗牯铁、钻、相保Ni231,604趺、拈、花WBa233.53455.403493,409阻ft铁 杭p178,287213.6182)4.914钠铁、嗣钢、用、鸨俄Be313.042234.861436,098钛、孔衲、例铁、钛、用铁铅Pb220.353283,306铁、铝、钛、钻、锌、铜、恨能此Bi223.061306.772IH快、M琉s182.036180.669珞、粗 筲Ca315,887317,933393.3

22、66钻、钳、钝祗在硼、M气、除钢肆Sb206.833217.581第、格、铁、伙、蜕ft Cd214.438226.502228.806伙佚、像、ft钝、仰、拈珅, 甑就ffiSu196,026203.985眯铁% Co228.616230.786238.892钛、演、鼠像、曲札钝佚、像耨、铁、机、(铅)硅Si251.611212,412288.158沔定 元素测定波长 (nm)干扰元素利定 元索测定波长 (nm)干扰元素饵a202.55205.552267.716283.563357.S69铁、削俄、用、锲犍、帆、铁铁、削铁福So235.848189,980钳、牯钳、钛、帙、懦、硅tHCu3

23、24.7327.396佚、铝、钛、U1：.Sr215.284346.446407.771421.552铁、脩铁铁、W 格、侧铁Fe239.924240.488259.940261.762格、德钳、钻、保钿、铛镁、钙、皱、UUTi334,904334.941337.280保、馅格、钙法、枕钾K766.491铜、铁、钙、弱钮V290.882292.402309.311310.230311.071铁、铝铁、伯、钛、格、林铝、镁、隹铝、伏、伸、传、集 钛、铁、铺饵Li670.784讥悴Zn202.548206,200213.856拈、镁很、恻、能银铜、铁、钛铁Mg279.079279.553285.2

24、13293.674粉、铁、钛、钻恬铁铁、珞怯Zr343.823354.262339.198B.2目标元素测定波长、干扰元素及干扰系数示例H标元素及测定波长(nm)干扰元索及干扰系数II标元素及测定波长(ntn)干扰元素及干扰系数站 230.786佚 0.0000M瞬 213.618铁 0.001562格 283,563铁 0.001234铅 220.353铁 0.000041：铝 0.000193:钛 0.000043铜 324.754铁 0.000039：铝 0.000575讥 310.230铝 0.000095：钛 0.000696231,604佚 O.OOOO58锌 213.856铜 0.00423iCAP-7000 操作规程一、开机准备1、实验室环境：仔细检查房间的湿度与温度，确保房间湿度在4060以下、温度在2225 C之间为宜（若有必要需打开空调及除湿机除湿一个小时以上）。2、确认有足够的氩气用于连续工作（储量2 瓶） 。3、确认废液收集桶有足够的空间用于容纳废液。4、打开氩气并调节分压在0.55-0.65Mpa 之间。5、先打开仪器