【水利行业标准(SL)】 铅、镉、钒、磷等34种元素的测定-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)

中华人民共和国水利行业标准
SL394.1--2007
铅、镉、钒、磷等34种元素的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)Determination of 34 elements(Pb, Cd, V, P etc.)-Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES)2007-08-20发布
2007-11-20.实施
中华人民共和国水利部　发　布中华人民共和国水利部
关于批准发布水利行业标准的公告2007年第7号
中华人民共和国水利部批准以下5项标准为水利行业标准，现予以公布。序号
标准名称
有机分析样品前处理方法
固相萃取气相色谱/质谱分析法（GC/MS）测定水中半挥发性有机污染物
吹扫捕集气相气谱/质谱分析法（GC/MS）测定水中挥发性有机污染物
铅、镉、钒、磷等34种元素的测定地表水资源质量评价技术规程
标准编号
SL391—2007
SL392—2007
SL393—2007
SL394—2007
SL395--2007
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替代标准号

发布日期
2007.08.20
2007.08.20
2007.08.20
2007.08.20
2007.08.20
实施日期
2007.11.20
2007.11.20
2007.11.20
2007.11.20
2007.11.20
二OO七年八月二十日
适用范围
术语和定义
干扰及消除
操作步骤
结果表示
精密度和准确度
注意事项..
附录A（资料性附录）推荐波长存在的潜在光谱干扰·附录B（资料性附录）ICPAES方法推荐的波长、参考检出限及线性相关系数附录C（资料性附录）ICP-AES法测定方法的精密度、准确度及回收率结果统计SL394—2007
SL394—2007
本标准是根据水利部国科司《水利技术标准体系表》中体系号BCeb3一01的要求，按照《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T1：1一2000）和《标准编写规则第4部分：化学分析方法》（GB/T20001.4-—2001）编写。本标准主要内容包括：适用范围、术语和定义、原理、干扰及消除、仪器、试剂、操作步骤、结果的表示、精密度和准确度、注意事项。附录A、附录B、附录C为资料性附录。本标准批准部门：中华人民共和国水利部。本标准主持机构：水利部水文局。本标准解释单位：水利部水文局。本标准主编单位：水利部水环境监测评价研究中心。本标准参编单位：水利部淮河流域水环境监测中心。本标准出版发行单位：中国水利水电出版社。本标准主要编写人：郝红吴培任周怀东程东升本标准审查会议技术负责人：齐文启。本标准体例格式审查人：乐枚。建筑321---标准查询下载网
陆瑾杨刚郑建民·何得进杨智。
1适用范围
铅、镉、钒、磷等34种元素的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）SL-394—2007
1.1本标准规定了电感耦合等离子体发射光谱法测定天然水体和底质中铅、镉、钒、磷等34种元素的测定方法，34种元素列于表1。检出限约为0.2～20.0μg/L，推荐的波长、参考检出限及线性相关系数见表B。
1.2所有样品在进行分析时应溶解为液体状态。表1
本标准规定的34种元素
2术语和定义
射频发生器radiofrequencygenerator8
为耦合线圈和等离子体提供高频能量的射频功率源。2.2
电感耦合等离子体inductivelycoupledplasma10
将高频功率加到等离子体炬管耦合的线圈上所形成的炬焰，简称ICP。2.3
plasmatorch
等离子体炬管
用于维持ICP稳定放电的装置，通常由三层同心石英管组成。外管进冷却气，中管进辅助气，内管进载气。
冷却气coolantgas
炬管最外层的气体，用于稳定等离子体和冷却管壁。2.5
辅助气auxiliarygas
通过炬管中间管的气体、用于保证高温等离子体与中心管喷口脱离，以避免中心管顶端熔化的气流。2.6
载气carrier gas
通过炬管中心管的气体，用于将溶液雾化成气溶胶并将气溶胶载人等离子体。2.7
溶解性总固体totaldissolved solids溶解在溶剂中的固体物质的总浓度，用TDS表示。2.8
external standard
外标法
采用一组含有待测组分的标准系列作为标准，绘制校准曲线进行定量分析的方法。5
SL394—2007
3原理
电感耦合等离子体原子发射光谱法是将高频发生器提供的高频能量加到感应线圈上，将等离子体炬管置于线圈中，在炬管中产生高频电磁场。用微火花引燃，使炬管中的氩气电离，产生离子和电子而导电。导电气体受高频电磁场作用形成一耦合线圈同心的涡流区，强大的高频感应电流产生高温，从而在炬管口形成火炬状稳定的等离子体炬焰并维持。液态样品由载气（氩气）带入雾化系统进行雾化，并以气溶胶形式进人炬管的中心通道，在高温和情性气体中充分原子化、电离、激发。不同元素的原子在激发或电离时会发射出特征光谱，特征谱线的强度与样品中元素的含量成正比。根据特征谱线的位置定性检测元素的存在，根据特征谱线的强度定量测定元素的含量。
4干扰及消除
4.1光谱干扰及消除
光谱干扰主要包括：共存元素的谱线重叠、未解离的分子光谱谱带的重叠、连续或复合现象的背景影响、各种因素产生的漫射光和散色光。谱线重叠可以通过对干扰元素进行测量后修正补偿，不能解决的重叠可选用非重叠波长。背景影响和漫射光、散色光可通过对被分析物谱线邻近的本底校正来进行补偿。注：不同的仪器由于操作条件、功率、观测高度、氩气的流速等差异，干扰水平也不相同，干扰的影响应针对每一台仪器进行测定。
附录A给出了测量波长存在的光谱干扰的参考值。4.2物理干扰及消除
物理干扰主要来源于测试样品的黏度和表面张力等因素引起的雾化效率变化。当样品中含有大量可溶性盐或过高的酸度时对测定会产生干扰，通常通过稀释样品的方法可以消除。试液黏度的影响可使标准系列与试液的黏度一致来消除。4.3化学干扰及消除
化学干扰主要有分子化合物的构成、电离效应和溶液的蒸发效应。通常对电感耦合等离子体原子发射光谱法的影响并不明显。如果能够测量到，则可以通过优化操作条件（包括功率、观测位置）、基体匹配和标准加入程序使其减小至可接受的程度。5仪器
5.1电感耦合等离子体原子发射光谱和一般实验室仪器以及相应的辅助设备。仪器工作环境和对电源的要求应根据仪器说明书规定执行。5.2实验室的器具，使用清洁的A级玻璃容量瓶制备所有的溶液，并储存于聚四氟乙烯瓶中。所有用于制备标准溶液的移液管和容量瓶的精度均应定期校验，必要时使用聚四氟乙烯移液管和容量瓶。6试剂
除非另有说明，分析时均使用符合国家或专业标准的分析纯试剂、去离子水或同等纯度的水。所用试剂对被测元素浓度的影响应小至忽略不计。6.1硝酸（HNOs），P2o=1.42g/mL，优级纯，必要时经亚沸蒸馏。6.2硝酸溶液，1十1：用（6.1）配制。6.3盐酸（HCI），P2o=1.19g/mL，优级纯，必要时经亚沸蒸馏。6.4盐酸溶液，1十1：用（6.3）配制。6.5：氢氟酸（HF），Pzo=1.49g/mL，优级纯。6
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6.6高氯酸（HCIO4），P20=1.68g/mL，优级纯。6.7氩气：钢瓶气，纯度不低于99.9%。SL394—-2007
6.8标准溶液
6.8.1单元素标准贮备溶液：采用高纯金属（纯度大于99.99%）或金属盐类（基准或高纯试剂），用硝酸溶液（6.2）或盐酸溶液（6.4）.使之完全溶解，必要时温热，配制成1.00mg/mL的单元素标准贮备液，储备溶液配制酸度保持在1%以上。也可以购置国家级标准物质。6.8.2单元素中间标准溶液：由单元素标准贮备溶液（6.8.1），根据待测元素的含量稀释配制。6.8.3多元素混合标准使用液：由单元素标准中间标准溶液（6.8.2），根据元素间相互干扰的情况、标准溶液的性质以及待测元素的含量，逐级稀释分组配制。6.8.4质量控制溶液：为保证检验仪器测定数据的准确性和作为实验测量的质控措施，根据不同的测试元素，购置相关的标准物质。混合标准溶液及质量控制溶液的酸度应尽量保持与待测样品溶液的酸度一致。7操作步骤
所有容器应用清洁剂清洗后，均用硝酸溶液（6.2）荡洗，再用自来水、去离子水反复冲洗，干燥备用。聚乙烯塑料和玻璃容器均适用。7.1样品的采集和保存
样品采集后（必要时经预处理），在2%HNO3的酸性条件下可冷藏保存30d。对痕量元素应尽快测定。
7.2样品的预处理
7.2.1液体样品
7.2:1.1溶解态元素：未经酸化的样品，能通过0.45um滤膜的元素成分。样品采集后应立即通过0.45um滤膜过滤，弃去初始的50～100mL溶液，收集所需体积的滤液，并用硝酸溶液（6.2）调节至硝酸含量达到1%。对含较高浓度有机物的样品，加人硝酸和高氯酸消化，待有机物完全分解、冷却定容后上机测定。
若样品TDS质量浓度高于0.2%，而样品中所需测组分含量低于仪器的检出限，或需对干扰测定的组分进行分离时，可采用共沉淀、萃取、离子交换等分离富集方法将扰组分分离后上机测定。7.2.1.2水中元素总量：未经过滤的样品，经消解后测得的元素浓度。即样品中溶解态和悬浮态两部分元素浓度的总和。
取一定体积的均匀样品（污水取含悬浮物的均勾水样，地表水自然沉降30min取上层非沉降部分），加入硝酸溶液（6.1）若干毫升（通常每100mL样品加入5mL硝酸），置于电热板上加热消解，确保溶液不沸腾，缓慢加热至近干（注意：防止把溶液蒸至干洞），取下冷却，反复进行这一过程，直到样品溶液颜色变浅或稳定不变。冷却后，加人少量硝酸溶液（6.2）和少量去离子水，继续加热使残渣溶解。冷却后用水定容至原取样体积，使溶液保持2%的硝酸浓度。7.2.2底质样品
将采集的固体样品（不宜少于500g）混匀后用四分法缩分至约100g，缩分后的样品经风干（自然风干或冷冻干燥）后，除去样品中的石子和动植物残体等异物，用木棒（或玛瑙）研压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的样品研磨至全部通过100目筛，混匀后备用。准确称取0.1～0.5g（精确至0.0001g）试样于50mL聚四氟乙烯锅中，用水润湿后加入10mL盐酸（6.3），于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，待蒸发至约剩3mL左右时，取下稍冷，然后加入5mL硝酸（6.1)，移至电热板上加热分解。开盖，待样品分解物呈黏稠状时［有时还需反复进行加入盐酸（6.3）、硝酸（6.1）的步骤］，加人5mL氢氟酸（6.5），中温加热除硅，为7
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了达到良好的飞硅效果，应经常摇动埚。加入3mL高氯酸（6.6），加热至冒浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物分解。待埚壁上的黑色有机物消失后，开盖驱赶高氯酸白烟并蒸至内容物呈黏稠状。视消解情况可再加人3mL硝酸（6.1）、3mL氢氟酸（6.5）和1mL高氯酸（6.6），重复上述消解过程。当白烟再次基本冒尽且内容物呈黏稠状时，取下稍冷，用水冲洗埚盖和内壁，并加人3mL硝酸溶液（6.2）温热溶解可溶性残渣。冷却后将溶液转移于50mL容量瓶中，用校准空白溶液定容至标线，摇匀。
由于底质种类较多，所含有机质差异较大，在消解时，要注意观察，各种酸的用量可视消解情况酌情增减。底质消解液应呈白色或淡黄色（含铁量高的土壤），没有明显沉淀物存在。注：电热板温度不宜太高，否则会使聚四氟乙烯埚变形。对于待测组分低于检测限或测定中存在的基体或组分间相互干扰的情况时，可采用溶剂萃取、离子交换等分离富集方法，分离干扰，富集待测组分。7.3仪器优化及分析程序设置
7.3.1最佳工作条件
按照仪器说明书的要求，打开仪器电源。仪器达到稳定后，用空白溶液和含有适当浓度的Co、Cu、Ce、Pb等溶液作为性能检查液，测定仪器的波长、空白值、灵敏度、信噪比等，确定仪器的最佳工作条件。
对于不同型号的仪器、不同的分析项目及分析要求，仪器的主要工作参数存在一定的差异。表2列出了一般仪器同时测定多种元素时的工作参数范围值，供使用时参考。表2仪器主要工作参数
高频功率
反射功率
7.3.2设置分析程序
观测高度
载气流量
(L/min)
进样量
(mL/min)
1.5～3.0
测定时间
设置分析程序文件，包括分析元素、空白溶液、标准溶液、质量控制、元素的分组、元素的浓度、重复分析次数、浓度单位、测定结果的表达格式（统计数据的表达）等。7.4校准
组合一个具有校正空白溶液、多元素校正标准溶液、质量控制样品、过程空白溶液和未知样品的分析程序，建立标准曲线。
7.5空白溶液
分析需要校准空白和过程空白两种空白溶液。校准空白溶液用于建立校准曲线及清洗仪器，过程空白溶液用于对样品处理全过程校正。7.5.1校准空白溶液：用高纯水制备1.0%的硝酸和0.5%的盐酸的混合溶液。要制备足够的数量，用于标准溶液和样品之间、样品和样品之间的系统冲洗。7.5.2过程空白溶液：包含样品处理过程中所用的试剂，且其用量与样品处理相同。底质样品每批至少制备2个以上的空白溶液。测定样品的分析结果应减去过程空白值。7.6质量控制
在分析程序里要求加人质量控制样品或重复检验样品，频率是每10个待测样品中至少一个，测定结果应满足质量控制要求。否则，应用校正标准溶液对仪器重新校正，然后继续测定。7.7样品分析
按照选定的分析程序，依次分析空白、标准和样品。标准与样品间至少清洗系统1min，样品与样品间应根据不同样品和所测定的不同元素，至少清洗系统1min，以避免交叉污染。扣除背景或以干扰系数法修正干扰。
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8结果表示
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所有的计算由操作系统自动执行。如果某个样品被稀释，应在分析程序中包括使用的稀释系数，由计算机打印分析结果。
待测组分的含量宜用质量浓度表示，水样为mg/L、ug/L，底质试样为mg/kg、μg/kg。精密度和准确度
9.1实验室内对质控样（国家有色院混标）选取两个浓度进行11次重复测定，各元素测定结果的相对标准偏差低于1.73%，相对误差低于10.0%，结果列于表C.1。对美国.EPA的混标进行.11次重复测定，测定结果的相对标准偏差低于5.1%，相对误差低于6.0%，结果列于表c.2。
对英国LGC底质标准物质混标进行3次重复测定，测定结果的相对误差低于6.04%，结果列于表C.3。
9.2实验室内对河水进行加标回收试验，各元素的回收率在93.6%～101.7%之间，结果列于表C.4；对底质进行加标回收试验，回收率在89.0%～110.0%之间，结果列于表C.5。10注意事项
10.1.按仪器和实验室用电要求，注意用电安全。按照仪器说明书的要求，保证实验室的温度和湿度。
10.2保持实验室通风良好，保证等离子体炬焰产生的废气和有害气体及时排出。10.3严格按照高压钢瓶的操作规定使用高压氩气钢瓶。10.4配制及测定铍、砷、等剧毒致癌物质的标准溶液时，应避免与皮肤直接接触。SL394-2007
（资料性附录）
推荐波长存在的潜在光谱干扰
A.1表A给出的潜在光谱干扰，表示干扰元素浓度为100mg/L时对被分析元素的影响。例如，假设样品中含有100mg/L的元素Fe，在279.079nm测定元素Mg时，100mg/L的元素Fe将会产生出个相当于0.19mg/L的错误信号。A.2不同的仪器由于操作条件、功率、观测高度、氩气的流速等差异，干扰水平也不同，因此干扰的影响必须针对每一台仪器进行测定。表AICP-AES方法所推荐的波长存在的潜在光谱干扰序号
被分析物
波长（nm）
注：“—”表示按下列浓度加入更高的干扰物后仍未观测到干扰：1.Al、Mg、Ca、Cr、Fe：1000mg/L。2.TI、Cu、V、Mn：200mg/L
干扰物（浓度为100mg/L时）
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附录B
（资料性附录）
-ICP一AES方法推荐的波长、参考检出限及线性相关系数推荐的波长、参考检出限及线性相关系数表B
波长。
.334.941
推荐检出限
(μg/L)
SL394--2007Www.bzxZ.net
相关系数
所列出的波长值是根据其灵敏度和综合接受程度而推荐的，七也可以采用其他的波长。
所示的检出限可作为仪器检出限的个参考，实际方法的检测限是根据试样的基体、试剂纯度、环境条件、仪器等不同而变动的。