区域地球化学调查样品分析方法 第3 部分：电感耦合等离子体光谱法多元素含量的测定DB34／T 2127.3-2014.pdf

ICS 07.060 A 44 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 2127.32014 区域地球化学调查样品分析方法 第 3 部分：电感耦合等离子体光谱法多元素含量的测定 Analysis methods of regional geochemical survey samples Part 3：Determination of multi-element content by ICP-OES 文稿版次选择 2014-06-24 发布 2014-07-24 实施安徽省质量技术监督局 发 布 DB34/T 2127.32014 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。区域地球化学调查样品分析方法系列标准由 12 部分组成。分别为：第1部分：总则；第2部分：X射线荧光光谱法多元素含量的测定；第3部分：电感耦合等离子体光谱法多元素含量的测定；第4部分：等离子体质谱法多元素含量的测定；第5部分：泡塑吸附-等离子体质谱法金含量的测定；第6部分：泡塑吸附-石墨炉原子吸收光谱法金含量的测定；第7部分：原子荧光光谱法砷、锑、铋、汞含量的测定；第8部分：火焰原子吸收法多元素含量的测定；第9部分：催化极谱法钨、钼含量的测定；第10部分：离子选择电极法氟含量的测定；第11部分：发射光谱法银、硼、锡、铅含量的测定；第12部分：活性炭吸附-发射光谱法金含量的测定。本部分为第 3 部分。本部分涉及的规范性引用文件和术语见第1部分。本部分由安徽省国土资源厅提出并归口。本部分由安徽省地质实验研究所（国土资源部合肥矿产资源监督检测中心）负责起草。本部分主要起草人：陈波、刘洪青、刘瑱。DB34/T 2127.32014 1 区域地球化学调查样品分析方法 第3 部分：电感耦合等离子体光谱法多元素含量的测定 警告使用本标准的人员应有正规实验室工作的上岗操作许可。本标准并未指出所有可能的安全问题，使用者应在有相关安全和健康保障设备的工作场所操作。1 范围 本标准规定了区域地球化学调查样品电感耦合等离子体发射光谱法多元素含量的测定方法。本标准适用于水系沉积物及土壤样品中锂、铍、钠、镁、磷、钾、钙、钪、钒、锰、镍、铜、锌、锶、镧、铈等十六种主、微量元素含量的测定。2 本方法检出限 见表1。表1 元素检出限 元素 检出限/(mg/kg)元素 检出限/(mg/kg)Li 0.5 Zn 2 Be 0.4 Sr 0.5 P 4 La 0.1 Sc 0.05 Ce 1 V 0.5 Na2O 0.02 Mn 0.5 MgO 0.002 Ni 0.7 K2O 0.007 Cu 0.6 CaO 0.004 注：氧化物均为百分含量。3 原理 试料用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸分解，用等离子体发射光谱仪测量校准曲线溶液和试料溶液中各元素发射光谱特征谱线强度，根据绘制的校准曲线计算各元素的含量。4 试剂 4.1 盐酸 HCl，=1.18 g/mL，优级纯；DB34/T 2127.32014 2 4.2 硝酸 HNO3，=1.42 g/mL，优级纯；4.3 氢氟酸 HF，=1.15 g/mL，优级纯；（危险，强腐蚀性）4.4 高氯酸，HClO4，=1.66 g/mL，优级纯；（危险，强腐蚀性，易爆炸）4.5 硫酸 H2SO4，=1.84 g/mL，优级纯；（危险，强腐蚀性）4.6 过氧化氢 H2O2，=30%，优级纯；（危险，强腐蚀性）4.7 盐酸（1+1）溶液 根据使用量确定配制体积，按 1:1 的比例将盐酸（3.1）缓慢加入到水中，搅拌均匀。4.8 硫酸（1+1）溶液 根据使用量确定配制体积，按 1:1 的比例将硫酸（3.5）缓慢加入到水中，边加边搅拌。4.9 硝酸（1+1）溶液 根据使用量确定配制体积，按 1:1 的比例将硝酸（3.2）缓慢加入到水中，搅拌均匀。4.10 王水（1+1）溶液 根据使用量确定配制体积，按 1:1 的比例将王水缓慢加入到水中，边加边搅拌。4.11 锂标准溶液(Li)=50.0 mg/L 准确称取经 105烘干 2 小时的光谱纯（Li2CO3）0.1331 g 于烧杯中，加入 30 mL 水，盖上表皿，缓缓加入盐酸（1+1）（3.7）20 mL，低温加热溶解，冷却后移入 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.12 铍标准溶液(Be)=50.0 mg/L 准确称取经 120烘干 2 小时的光谱纯（BeO）0.1388 g 于烧杯中，加入 10 mL 硫酸（1+1）(3.8)微热溶解后，蒸至白烟冒尽，残渣用 100 mL（1+1）盐酸（3.7）溶解，移入 500 mL 容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。4.13 磷标准溶液（P2O5）=500.0 mg/L 准确称取经 105干燥 2 小时的高纯（KH2PO4）0.3583 g,加水溶解,移入 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。4.14 钪标准溶液(Sc)=100.0 mg/L DB34/T 2127.32014 3 准确称取经 800灼烧 1 小时的光谱纯（Sc2O3）0.1534 g 于烧杯中，加入盐酸（1+1）（3.7）20 mL，加热溶解，冷却后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.15 钒标准溶液(V)=100.0 mg/L 准确称取光谱纯金属钒（V）0.1000 g 于烧杯中，加入 50 mL 盐酸（1+1）（3.7），加热溶解，冷却后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。4.16 锰标准溶液(Mn)=100.0 mg/L 准确称取高纯电解锰(Mn)0.1000 g 于烧杯中，加入 10 mL 硫酸（1+1）（3.8）溶解后，移入 1000 mL 容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。4.17 镍标准溶液(Ni)=100.0 mg/L 准确称取光谱纯镍粉(Ni)0.1000 g 于烧杯中，少量水润湿，加入 10 mL 硝酸（3.2），微热溶解，冷却后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.18 铜标准溶液(Cu)=100.0 mg/L 准确称取光谱纯金属铜(Cu)0.1000 g 于烧杯中，加入硝酸（1+1）（3.9）20 mL，加热溶解后，冷却，移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。4.19 锌标准溶液(Zn)=100.0 mg/L 准确称取经 800灼烧过的光谱纯(ZnO)0.1245 g 于烧杯中，加 30 mL 水，10 mL 盐酸（3.1），加热溶解，冷却后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.20 锶标准溶液(Sr)=100.0 mg/L 准确称取经 120干燥 2 小时的光谱纯(SrO)0.1183 g 于烧杯中，加盐酸（1+1）（3.7）50 mL，加热溶解，冷却，移入 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。4.21 镧标准溶液(La)=100.0 mg/L 准确称取经 800灼烧 1 小时的光谱纯(La2O3)0.1173 g 于烧杯中，加入 50 mL 盐酸（1+1）（3.7），加热溶解，冷却后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.22 铈标准溶液(Ce)=100.0 mg/L 准确称取经 800灼烧 1 小时的光谱纯（CeO2）0.1228 g 于烧杯中，加入硫酸（1+1）（3.8）10 mL，过氧化氢（3.6）5 mL，低温加热溶解，蒸干，加入（1+1）盐酸（3.7）溶解，移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。4.23 钠标准溶液（Na2O）=1.0 g/L 准确称取经 550灼烧 1 小时的光谱纯(NaCl)1.8859 g 于烧杯中，加水溶解后移入 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。4.24 镁标准溶液（MgO）=1.0 g/L 准确称取经 800灼烧的光谱纯(MgO)1.0000 g 于烧杯中,少量水润湿,加入盐酸（1+1）（3.7）20 mL,加热溶解,冷却后移入 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度，摇匀。DB34/T 2127.32014 4 4.25 钾标准溶液（K2O）=1.0 g/L 准确称取经 105烘干的光谱纯(KCl)0.7915 g 于烧杯中，加水溶解后，移入 500 mL 容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。4.26 钙标准溶液（CaO）=1.0 g/L 准确称取经 105烘干 1 小时的光谱纯(CaCO3)1.7848 g 于烧杯中,加入少量水润湿,加入盐酸（1+1）（3.7）20 mL,加热溶解,冷却后移入 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。4.27 混合标准溶液的配制 将各元素按表2 所示分组，配制混合标准溶液。a)准确分取锂标准溶液（3.11）5.00 mL、铍标准溶液（3.12）5.00 mL、五氧化二磷标准溶液（3.13）25.00 mL、钪标准溶液（3.14）2.50 mL、钒标准溶液（3.15）25.00 mL、锰标准溶液（3.16）25.00 mL、镍标准溶液（3.17）2.50 mL、铜标准溶液（3.18）12.50 mL、锌标准溶液（3.19）12.50 mL、锶标准溶液（3.20）12.50 mL于 250 mL容量瓶中，加入 30 mL 王水（1+1）（3.10），用水稀释至刻度，摇匀。b)准确分取镧标准溶液（3.21）、铈标准溶液（3.22）各 5.00 mL 于 250 mL 容量瓶中，加入30 mL王水（1+1）（3.10），用水稀释至刻度，摇匀。c)准确分取钠标准溶液（3.23）、镁标准溶液（3.24）、钾标准溶液（3.25）、钙标准溶液（3.26）各25.00 mL 于250 mL容量瓶中，加入 30 mL 王水（1+1）（3.10），用水稀释至刻度，摇匀。注：加入 30 mL 王水（1+1）控制溶液酸度为 6。表2 混合标准溶液的分组及浓度 序号 元素(B)(B)/(mgL-1)a）Li Be Sc Ni 1.00 P2O5 50.00 V Mn 10.00 Cu Zn Sr 5.00 b）La Ce 2.00 c）Na2O MgO K2O CaO 100.00 5 仪器 5.1 电感耦合等离子体发射光谱仪 波长范围 166 nm847 nm。5.2 分析天平 级，感量 0.1 mg。5.3 控温电热板 常温400可调。DB34/T 2127.32014 5 6 分析步骤 6.1 试样 试样粒度应小于 0.074 mm，经 105干燥 2 h 后放入干燥器，冷却至室温，备用。6.2 空白试验 随同试料进行不少于 2 份空白试验。6.3 试料 称取 0.2 g 试样(5.1),精确到 1 mg。6.4 试料的分解 将称取的试料（5.3）置于聚四氟乙烯坩埚中，用少量水润湿试料。将坩埚置于控温电热板上，加入HCl（3.1）3 mL，HNO3（3.2）3 mL，110加热 0.5 h 后，加入HF（3.3）8 mL，HClO4（3.4）3 mL，110加热 2 h，升温至 180，加热 2.5 h 后，升温至高氯酸烟冒尽，取下稍冷，加入王水（1+1）（3.10）3 mL 溶解盐类至溶液清亮，移至 25 mL 比色管，用水稀释至刻度，摇匀。6.5 校准曲线的配制 按表3 所示浓度，用 3.27 中三组混合标准溶液，逐级稀释配制 A、B、C 校准曲线各点，用（1+1）王水（3.10）调节溶液酸度至 6。表3 校准曲线浓度 序号 元素(B)(B)0/(mgL-1)(B)1/(mgL-1)(B)2/(mgL-1)(B)3/(mgL-1)A Li Be Sc Ni 0.00 0.01 0.10 1.00 P2O5 0.00 0.50 5.00 50.00 V Mn 0.00 0.10 1.00 10.00 Cu Zn Sr 0.00 0.05 0.50 5.00 B La Ce 0.00 0.02 0.20 2.00 C Na2O MgO K2O CaO 0.00 1.00 10.00 100.00 6.6 测定 按附录A 中推荐仪器条件，将电感耦合等离子体发射光谱仪（4.1）调整至最佳工作状态，点火稳定 0.5 h。按表4 选择元素分析谱线及背景校正位置建立分析方法。将校准曲线溶液（5.5）及待测试料溶液（5.4）先后引入高温等离子体中，测定各元素特征谱线发射强度值。表4 元素分析谱线及背景校正 元素 波长（nm）级次 宽度 高度 读出宽度 背景校正 Li 670.784 50 12 5 2 L21 R101 Be 313.042 108 12 5 2 L11 P 214.914 457 12 5 2 L11 178.284 489 12 5 2 L12 R112 DB34/T 2127.32014 6 表 4（续）元素 波长（nm）级次 宽度 高度 读出宽度 背景校正 Sc 361.384 93 12 5 2 L12 R112 V 310.230 109 12 5 2 L12 R112 Mn 257.610 131 12 5 2 L12 R112 Ni 231.604 445 12 5 2 L21 R101 Cu 327.396 103 12 5 2 L32 R101 Zn 213.856 458 12 5 2 L12 R112 Sr 407.771 83 12 5 2 L12 R112 La 412.323 82 12 5 2 L21 R91 Ce 404.076 83 12 5 2 L31 R91 Na2O 589.592 57 12 5 2 L12 R112 MgO 279.079 121 12 5 2 L12 R112 K2O 766.490 44 12 5 2 L12 R112 CaO 422.673 80 12 5 2 L12 R112 注：级次为元素谱线的能级；高度、宽度为 Subbray 窗口尺寸，大小以 Pixel（检测单元-像素）；L、R 分别表示谱峰左右位置。6.7 校准曲线的绘制 以测定元素的浓度值为横坐标，其发射强度值为纵坐标绘制校准曲线。7 分析结果计算 各元素含量以质量分数 i计，数值单位用 mg/kg 或 10-6 表示。按公式（1）计算：i=（ic-0c）2Vs 1m1 VV.(1)式中：i 计算出的元素 i 的含量（g/g）；ci 从校准曲线上查得的试料溶液中被测元素 i 的浓度（g/mL）；c0 从校准曲线上查得空白溶液中被测元素 i 的浓度（g/mL）；V 试料制备溶液的总体积（mL）；V1 分取试料制备溶液的体积（mL）；V2 测定溶液的总体积（mL）；m 试料的质量（g）。8 精密度 选取 5 个含量水平的土壤和水系沉积物的样品，分别在 5 个实验室进行 4 次测定，数据经统计计算得出本分析方法的精密度参数，见表5。DB34/T 2127.32014 7 表5 电感耦合等离子体光谱法多元素含量的测定方法精密度参数(含量单位（B）：mg/kg,氧化物10-2)元素 含量水平 m 重复性限 r 再现性限 R Li 13.0071.00 r=0.0353 m+0.1873 R=0.0725 m+1.410 Be 0.9026.00 r=0.0361 m-0.0127 R=0.0524 m+0.1347 P 255.001000.00 r=0.0148 m+4.438 R=0.04732 m+3.206 Sc 4.1018.00 r=0.0507 m-0.0217 R=0.2990 m-0.5692 V 47.00190.00 r=0.02688 m+1.399 R=0.1939 m-2.146 Mn 441.002490.00 r=0.0227 m-3.900 R=0.1604 m-47.63 Ni 14.3087.00 r=0.0420 m+0.3452 R=0.1173 m-0.3284 Cu 22.6079.00 r=0.0367 m+0.2654 R=5.494 Zn 46.00373.00 r=0.0098 m+1.537 R=8.145 Sr 25.00435.00 r=0.02184 m+0.8898 R=0.0641 m+1.202 La 13.0067.00 r=0.0001 m+1.196 R=0.0812 m+1.056 Ce 370.00133.00 r=0.0104 m+1.651 R=0.1333 m+4.648 Na2O 0.048.99 r=0.6815 m0.4409 R=0.1464 m-0.0002 MgO 0.123.40 r=0.0204 m+0.0131 R=0.1082 m+0.0384 K2O 0.133.28 r=0.0193 m+0.0196 R=0.1624 CaO 0.406.48 r=0.0151 m+0.0207 R=0.0980 m-0.0008 DB34/T 2127.32014 8 A A 附 录 A（资料性附录）推荐仪器工作条件 A.1 仪器工作条件 表A.1 仪器工作条件 工作条件名称 参数 高频功率 1.15 Kw 等离子体气流量 15 L/min 辅助气流量 0.5 L/min 雾化气流量 0.20 MPa 蠕动泵转速 50 rpm 观测高度 12 mm 积分时间 长波235 nm 5 s 短波235 nm 15 s DB34/T 2127.32014 9 B B 附 录 B（资料性附录）干扰校正 B.1 共存元素的干扰校正 采用干扰元素校正系数法，按公式（B.1）计算扣除共存元素对分析元素的干扰。j ij io ik-.(B.1)式中：i i 元素校正后分析元素结果（g/g）；io i 元素未校正的分析元素结果（g/g）；kij 为干扰元素 j 对 i 的干扰校正系数；j 为干扰元素 j 的含量（g/g）。表B.1 干扰元素校正系数 元素 干扰元素及校正系数 Li Ti-0.0016 Ce Ti-0.0004 C _