金属元素的测定-电感耦合等离子体发射光谱法-作业.docx

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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一、编制依据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GB/T 5750. 6-2006生活饮用水标准检验方法金属指标L 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提液的测量。本方法不适用于测定

2、交换性金属离子含量。三、方法原理当氧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 他家原子碰撞，这种连锁反应使更多的氮原子电离，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，并由氧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。4.1 光谱干扰光谱干扰主要包括连续背景和谱线重叠干

3、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。K （-）K1 =Q1式中，Kt 干扰系数；Qz 干扰元素加分析元素的含量;Q 分析元素的含量：Qt 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K,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。4.2 非光谱干扰非

4、光谱干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218 Mcm的水。5. 1 硝酸：P (HNO3) =1.42 gml05.2 盐酸：P (HCl) =1. 19 gmlo5.3 氢氟酸：P (H

5、F) =1. 16 gmlo5.4 高氯酸：P (HCIO1) =1.67 gml05. 5过氧化氢：30%5.6硝酸溶液：2+98 (系统洗涤液)5. 7硝酸溶液：1+99 (标准系列空白溶液)6. 8硝酸-盐酸混合消解液：于约500 ml水中加入55. 5 ml硝酸(5. D及167. 5 ml (5.2)盐酸，用水稀释并定容至1 Lo7. 9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%。8. 10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。

6、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 度应根据分析样品及待测元素而定，具体元素分组可参照各标准要求。9. 11水系微孔滤膜：0. 45 m孔径。10. 12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%o 六、仪器和设备6.1电感耦合等离子体发射光谱仪iCAP 72006.2数显不锈钢电热板DB-3A/4A11. 3 CEM微波消解仪11.4 析天平ML204T11.5 TRM4-1L玛瑙研磨机6. 6 GY-FZQ翻转式振荡器7. 7 TG16-WS台式高速离心机6.8聚四叙乙烯用烟（PTFE）七、分析步骤7.1 样品保存：气样：滤膜样品采集后将有尘面

7、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：若测定可溶性元素，样品采集后立即通过水系微孔滤膜过滤，弃去初始的50ml IOomI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

8、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（IL浸出液加入10 ml硝酸），并尽快消解，不要超过24 ho7.2 试样制备：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LOml过氧化氢，加入5. Ond浓硝酸（或4. Oml浓硝酸和LomI 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，

9、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955C）,加 热浓缩，定容至25ml容量瓶中。气样：取适量滤膜或滤筒样品，用陶瓷剪刀剪成小块置于微波消解罐中，加入25. Oml 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 Inin。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IOnll水，静置0.5 h进行浸提。将浸提液过滤到IOOnll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 聚四氟乙烯生锅中，在通风橱内，向

10、堵锅中加入InlI实验用水湿润样品，加入5ml浓盐酸， 置于电热板上以180C200C加热至近干，取下稍冷。加入5ml浓硝酸、5 ml氢氟酸、3 ml 高氯酸，加盖后于电热板上180C加热至余液为2 ml,继续加热，并摇动生烟。当加热至冒 浓白烟时，加盖使黑色有机碳化物分解。待珀烟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、ImI高氯酸，重复 上述消解过程。取下珀烟稍冷，加入ImI硝酸，温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至50 nil 容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.7）淋洗珀烟，将淋洗液全部转移至容量瓶中，用硝酸溶液 （5.7）定容至

11、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 rain,取上清液。7.3 空白式样的制备：8. 3.1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。8.2.2 气样：取与样品相同批号

12、、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。8.2.3 土壤及固废样品：不加样品（或称取同样质量的石英砂），按与试样制备相同的 操作步骤进行固体废物空白试样的制备。八、分析步骤9. 1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。9.2 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. lmgL.O.

13、 2mgL,0. 5mgL. 1. Omg/L. 2. OmgL 4. Omg/L. 8.0mgL 16. Omg/L）,将标准溶液由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。9.3 测定8. 3.1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。9. 3.2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)o九、结果计算与表示

14、9.1 结果计算气样：P = (q-Co)x%x-VSId水样及浸出液：C=(C)X%土壤及固废样品：W=(CL式中：P 一样品中目标元素的浓度， g/m3；c 一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 一试样中目标元素的质量浓度，mg/L；CO 一试样中目标元素的质量浓度，mg/L；V 0 一消解后试样的定容体积，ml；V 试样的取样体积，ml：n 一滤膜切割的份数(对于滤筒n=l)；V SUi 一标准状态下的采样体积v7标准状态下干烟气的采样体积m3;m 一样品的称取量，g；卬加一样品的干物质含量%。10. 2结果表示测定结果小数位数与方法检出限一致

15、，最多保留三位有效数字。十、质量保证和质量控制11. 1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 出则须查找原因，重新分析直至合格之后才能分析样品。12. 2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. 995o每分析100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。13. 3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，

16、两次平行测定结果的相对偏差应W20%。14. 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%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：10. 1仪器点火后，应预热30 min以上，以防波长漂移。10.2 实验中使用的卅烟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

17、用或疑似受污染的容器，应用热盐酸溶液 浸泡（温度高于80 C,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。10.3 若所测定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。10.4 被和碑为剧毒致癌元素，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。10.5 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

18、定32种无机元素的方法检出限及测定下限。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元素水平垂直元素水平垂直检出限测定下双检出很测定下限检出跟测定下限检出眼测定下限Ag0.030.130.020.07钻Mn0.010.060.0040.02铝Al0.0090.040.070.28IiMo0.050.180.020.08ft As0.20.600.20.81IftNa0.030.110.120.47硼B0.010.050.41.6银Ni0.0070.030.020.06HBa0.010.040.0020.01磷P0.040.160.060.23Be0.0080.030.0100

19、.04钳Pb0.10.390.070.29IBi0.040.160.080.30破S1.03.870.522.1钙Ca0.020.060.020.08锚Sb0.20.930.060.24镉Cd0.050.200.0050.02硒Se0.030.120.10.45钻Co0.020.090.010.06硅Si0.020.080.10.52珞Cr0.030.110.030.12WSn0.040.170.20.87IHCu0.040.160.0060.02WSr0.010.030.010.04铁Fe0.010.040.020.07钛Ti0.020.100.020.06怦K0.070.290.050.1

20、8机V0.010.060.010.05神Li0.020.090.0090.04锌Zn0.0090.040.0040.02铁Mg0.020.090.0030.01钻Zr0.010.050.090.37附录B(资料性附录)元素测定波长及元素间干扰根据仪器说明书及样品基体情况选择待涌元素的检测波仁SBl列出电感精合等离子体发射光请法测定中常选择的测定波K及其该波长下的谛线下扰.表B.2为目标元素测定波K下可能的T扰元素表B.I元素测定波长及元素间干扰洲定元素测定波长 (nm)F扰元素测定元素测定波长(un)十扰元素.Ag328.068338.289钛、转、母等少量粥1.元素恨格UMn257.6102

21、93,306铁、隹、铝、陆 铁铁WAl308.215309.271396.152M.隹、品纵耸的、镁、 钙、铁、钮小I”202.030203,844204.598281,615限佚、钛陆田情- AsI89.(M2193.696193,759197.262甑解以%、铁、银机、杭以拈世Xa588.995589.592钻钳、B208.959249,678249.773乱%尚钻、给N X：231.604快、拈、铉Ba233.53455.403493.409佚、tt铁 杭廉P178.287213.618214.914的铁、钢以趴笛.Bc313.042234.861436.098钦、铢晒、钵侏、钛、钳 铁

22、於Pb220.353283.306恢、既钛、标修、时鼠伍Bi223.061306.772IH 铁、机；S182.036180,669限钙眄Ca315.887317.933393.366拈、钿、钝佚、帆硼、tt仇、需制1.rsb206.833217.581既珞、铁、伏、M品Cd214.438226,502228.806it侪、保、ft帐帆tt*拈、Uh196,026203,985钱铁钻Co228.616230.786238.892ft帆、惕、慑、恪、W、M轨铁、帐(的)i.l S1251.611212.412288.158测定 元素测定波长(nm)F扰元素测定 元素洲定波长 (nm)F扰元素侪C

23、r202.55205.552267.716283.563357.869帙、钿彼、纵保愕、肌、镁 铁、铝铁,Sn235.848189.980钳、拈俯、钛、铁、钻、硅：IMCu324.7327.396铁、稻、钛、银:Si215.284346.446407.771421.552铁、磷铁铁、刷 格、侧恢Fe239.924240.488259.940261.762%铐铝、钻、锲用、铐线、钙、钺、U334.904334.941337.280保、fti 格、钙 法、铳Wk766.491洞、铁、铛、M290.882292.402309.311310.230311.071铁、铁、钿、钛、格、钵铝、镁、隹铝、钛、

24、怦、钙、银 钛、铁、镇WLi670.784机 /n202.548206.200213.856拈、镁镶、恻、蜴煤、铜、铁、钛铁Mg279.079279.553285.213293.674钵、铁、钛、U慌帙铁、恪343.823354.262339.198B.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)干扰元素及干扰系数目标元素及测定波长(nm)干扰元素及干扰系数钻 230,786铁 0.000034微 213.618铁 0.001562珞 283.563铁 0.001234铅 220.353铁 0.000041：铛 0.000193：钛 0.000043铜 324.754铁

25、 0.000039：铝 0.000575机 310.230铝 0.000095：钛 0.000696231,604铁 0.000058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）o2、确认有足够的氧气用于连续工作（储量22瓶）。3、确认废液收集桶有足够的空间用于容纳废液。4、打开氮气并调节分压在0.55-065MPa之间。5、先打开仪器电源，再打开电脑主机和显示器电源，双击，启动仪器控制软件，注意 仪器自检动作，等待仪器

26、与电脑联机约1分钟，检查联机通讯情况。6、仪器光室开始预热，等待Qtegra软件主界面光室联锁变为绿色。二、点火1、再次确认氨气储量和压力。2、再次确认光室及检测器已大量驱气半小时以上。3、检查并确认进样系统（炬管、雾化室、雾化器、泵管等）是否正确安装。4、上好蠕动泵夹子，进样管放入水中。5、开启排风。6、开启循环水机。7、打开软件的点火对话框，确保连锁指数灯呈绿色，点击等离子体开启。此时再观察进样管状况，确保泵夹夹紧，点火后,等离子体稳定15至30分钟。三、分析1、调用或新建分析方法，确定要分析的元素，选择适当的谱线。2、确定分析条件,选择标准，并输入所选标准中各元素的含量。3、以新的文件名

27、保存方法或修改原有的方法。4、先吸喷一个所选的标准或待测样品，优化分析谱线位置和自动背景校正位置。5、标准化，并检查标准曲线的线性。6、分析待测样品。7、产生分析报告，并保存和打印。四、关机Is分析完毕后，用去离子水冲洗进样系统10分钟。2、进入等离子体控制窗口，点击关闭等离子体。3、取出进样管，松开泵夹。4、关闭排风。5、等待大约2分钟后关闭冷却循环水。6、待QD温度回升到20以上或关闭冷却水后半小时，先关闭仪器电源，再关闭氧气, 关闭主机电源和气源使仪器处于“Off”状态。iCAP 7000仪器配件维护保养计划表一月更换冷却循环水，清洗水箱，清洁压缩 机滤网，二月清洗雾化室、矩管和中心管三月检查是否需要更换蠕动泵管四月更换冷却循环水，清洗水箱，清洁压缩机滤 网，五月清洗雾化室、矩管和中心管六月检查是否需要更换蠕动泵管七月更换冷却循环水，清洗水箱，清洁压缩机滤 网，八月清洗雾化室、矩管和中心管九月检查是否需要更换蠕动泵管十月更换冷却循环水，清洗水箱，清洁压缩机滤 网，十一月清洗雾化室、矩管和中心管十二月检查是否需要更换蠕动泵管