HJ 832-2017 土壤和沉积物 金属元素总量的消解 微波消解法.pdf

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1、 中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 832-2017 土壤和沉积物 金属元素总量的消解 微波消解法 Soil and sediment - Digestion of total metal elements - Microwave assisted acid digestion method （发布稿） 本电子版为发布稿。请以中国环境出版社出版的正式标准文本为准。 2017-07-18发布 2017-09-01实施 环 境 保 护 部 发 布 i 目 次 前 言 . ii 1 适用范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 方法原理 . 1 4 试剂和材料 . 1 5 仪器和设备 . 1

2、 6 样品 . 2 7 样品的消解 . 2 8 精密度和准确度 . 3 9 质量保证和质量控制 . 3 10 注意事项 . 3 附录 A （资料性附录） 方法的精密度和准确度 . 4 ii 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法 ，保护环境，保障人体健康，规范土壤和沉积物中 金属元素的消解方法，制定本标准。 本标准规定了土壤和沉积物中 17 种金属元素总量的微波消解法。 本标准为首次发布。 本标准的附录 A为资料性附录。 本标准由环境保护部环境监测司、科技标准司组织制订。 本标准主要起草单位：四川省环境监测总站。 本标准验证单位：南京市环境监测中心站、新乡市环境保护监测站、宁波市环境监测中 心

3、、攀枝花市环境监测中心站、成都市环境监测中心站和湖南省环境监测中心站。 本标准环境保护部 2017 年 7 月 18 日批准。 本标准自 2017 年 9 月 1 日起实施。 本标准由环境保护部解释。 1 土壤和沉积物 金属元素总量的消解 微波消解法 警告：微波酸消解的操作过程须在通风橱内进行，应佩戴防护器具，避免接触皮肤 和衣物。 1 适用范围 本标准规定了土壤和沉积物中金属元素总量的微波消解法。 本方法适用于土壤和沉积物中砷（As） 、钡（ Ba） 、铍（ Be） 、铋（ Bi） 、镉（ Cd） 、钴（ Co） 、 铬（Cr） 、铜（Cu） 、汞（Hg） 、锰（Mn） 、镍（Ni） 、铅（

4、Pb） 、锑（Sb） 、硒（Se） 、铊（Tl） 、 钒（V）和锌（Zn）等 17 种金属元素总量的消解。若通过验证，本方法也适用于其他金属元 素总量的消解。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适 用于本标准。 GB 17378.3 海洋监测规范第三部分：样品采集、贮存与运输 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 3 方法原理 土壤或沉积物样品和酸的混合物吸收微波能量后，使酸的氧化反应活性增加，在高温、 高压条件下将样品中的金属元素释放到溶液中。 4 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化学试剂。 4.1 实验

5、用水：新制备的二次去离子水或亚沸蒸馏水，电阻率18M cm（25） 。 4.2 硝酸： （HNO 3 ）=1.42g/ml。 4.3 盐酸： （HCl）=1.19g/ml。 4.4 氢氟酸： （HF）=1.16g/ml。 4.5 高氯酸： （HClO 4 ）=1.67g/ml。 4.6 硝酸溶液：1+99，用硝酸（4.2）配制。 4.7 硝酸溶液：1+1，用硝酸（4.2）配制。 5 仪器和设备 5.1 微波消解装置 采用密闭微波消解装置，能同时进行多个样品的前处理。一般功率为 4001600 W，感应 温度控制精度为2.5，配备微波消解罐。 注：需定期对磁控管进行维护保养。 5.2 分析天平：

6、精度为 0.0001 g。 5.3 温控加热设备：温度控制精度为5。 2 5.4 一般实验室常用仪器和设备。 6 样品 6.1 样品的采集与保存 参照 HJ/T 166 的相关规定进行土壤样品的采集和保存；参照 GB 17378.3 的相关规定进行 沉积物样品的采集和保存。 6.2 样品的制备 按照 HJ/T 166 和 GB 17378.3，将采集后的样品在实验室中风干、破碎、过 0.15 mm（100 目）尼龙筛、保存。 7 样品的消解 7.1 消解方法一 7.1.1 适用于铊、铍、钡、锰、铜、铅、锌、镉、铬、镍、钴、钒元素的消解。 7.1.2 消解步骤 称取风干、 过筛的样品 0.250

7、.5 g （精确至 0.0001 g） 置于消解罐中， 用少量实验用水 （4.1） 润湿。在防酸通风橱中，依次加入 6 ml 硝酸（4.2） 、3 ml 盐酸（4.3） 、2 ml 氢氟酸（4.4） ，使 样品和消解液充分混匀。若有剧烈化学反应，待反应结束后再加盖拧紧。将消解罐装入消解 罐支架后放入微波消解装置的炉腔中，确认温度传感器和压力传感器工作正常。按照表 1 的 升温程序进行微波消解，程序结束后冷却。待罐内温度降至室温后在防酸通风橱中取出消解 罐，缓缓泄压放气，打开消解罐盖。 表 1 微波消解升温程序 升温时间 消解温度 保持时间 7 min 室温 120 3 min 5 min 12

8、0 160 3 min 5 min 160 190 25 min 将消解罐中的溶液转移至聚四氟乙烯坩埚中，用少许实验用水（4.1）洗涤消解罐和盖子 后一并倒入坩埚。将坩埚置于温控加热设备（5.3）上在微沸的状态下进行赶酸。待液体成粘 稠状时，取下稍冷，用滴管取少量硝酸（4.6）冲洗坩埚内壁，利用余温溶解附着在坩埚壁上 的残渣，之后转入 25 ml 容量瓶中，再用滴管吸取少量硝酸（4.6）重复上述步骤，洗涤液一 并转入容量瓶中，然后用硝酸（4.6）定容至标线，混匀，静置 60 min取上清液待测。 注1： 微波消解后若有黑色残渣，表明碳化物未被完全消解。在温控加热设备（5.3）上向坩埚中补加 2

9、 ml 硝酸（4.2） 、1 ml 氢氟酸（4.4）和 1 ml 高氯酸（4.5） ，在微沸状态下加盖反应 30 min后，揭盖继 续加热至高氯酸白烟冒尽，液体成粘稠状。上述过程反复进行直至黑色碳化物消失。 注2： 由于土壤、沉积物样品种类多，所含有机质差异较大，微波消解的硝酸、盐酸和氢氟酸用量可根据 实际情况酌情增加。 注3： 样品中所测元素含量低时，可将样品称取量提高到 1 g（精确至 0.0001 g） ，微波消解的硝酸、盐酸 和氢氟酸用量也应按比例根据实际情况酌情增加，或增加消解次数。 注4：为避免消解液损失和安全伤害，消解后的消解罐必须冷却至室温后才能开盖。 3 7.2 消解方法二

10、7.2.1 适用于砷、铋、汞、锑、硒元素的消解。 7.2.2 消解步骤 称取风干、 过筛的样品 0.250.5 g （精确至 0.0001 g） 置于消解罐中， 用少量实验用水 （4.1） 润湿。在防酸通风橱中，依次加入 2 ml 硝酸（4.2） 、6 ml 盐酸（4.3） ，使样品和消解液充分混 匀。若有剧烈化学反应，待反应结束后再加盖拧紧。将消解罐装入消解罐支架后放入微波消 解装置的炉腔中，确认温度传感器和压力传感器工作正常。按照表 2 的升温程序进行微波消 解，程序结束后冷却。待罐内温度降至室温后在防酸通风橱中取出消解罐，缓缓泄压放气， 打开消解罐盖。将消解罐中的溶液转移至 25 ml

11、容量瓶，用少许实验用水（4.1）洗涤消解罐 和盖子后一并倒入容量瓶中，然后用实验用水（4.1）定容至标线，混匀，静置 60 min 取上清 液待测。 表 2 微波消解升温程序 升温时间 消解温度 保持时间 7 min 室温 120 3 min 10 min 120 180 15 min 8 精密度和准确度 8.1 精密度 六家验证实验室分别对 ESS-1、ESS-3、GSS-14、GSS-15 和 GSD-9 等 5 种标准样品或标 准物质中的 17 种元素进行了 6 次重复测定，实验室内相对标准偏差为： 0.2%16%；实验室间 相对标准偏差为：0.6%12%；重复性限为：0.005 mg/

12、kg39 mg/kg；再现性限为：0 mg/kg 46 mg/kg。 8.2 准确度 六家验证实验室分别对 ESS-1、ESS-3、GSS-14、GSS-15 和 GSD-9 等 5 种标准样品或标 准物质中的 17 种元素进行了 6 次重复测定，相对误差为：-12%-0.05%。 精密度和准确度结果统计见附录 A。 9 质量保证和质量控制 9.1 空白实验的测定结果应小于方法检出限。 9.2 每 20 个样品进行一个平行样测定，样品数量少于 20 个时，应至少做一个平行双样。 9.3 每 20 个样品应测定一个土壤或沉积物有证标准样品或有证标准物质，其测定值应在保证 值范围内。 10 注意事

13、项 10.1 实验所用的器皿需先用洗涤剂洗净，再用硝酸溶液（4.7）浸泡 24 h，使用前再依次用自 来水、实验用水（4.1）洗净，自然干燥。 10.2 若在样品消解过程中， 由于样品消解罐内产生压力过大而造成泄压， 破坏其封闭系统时， 则该批次样品消解无效。 4 附录 A （资料性附录） 方法的精密度和准确度 六家验证实验室分别对 5种标准样品或标准物质中的 17种金属元素进行了 6次重复测定， 表 A.1 给出了方法的精密度和准确度。 表 A.1 方法的精密度和准确度 元素 样品 编号 平均值 （mg/kg） 标准值 （mg/kg） 实验室内 相对标准 偏差 （%） 实验室间 相对标准 偏

14、差（%） 重复性限 r （mg/kg） 再现性限 R （mg/kg） 相对误差 （%） 相对误差最终 值（%） 砷 10.6 10.70.8 1.76.7 2.3 1.1 1.2 -1.4 -1.44.5 15.6 15.91.3 0.97.3 2.9 1.9 2.2 -1.7 -1.75.6 8.28 8.40.9 1.17.0 3.6 1.1 1.3 -1.5 -1.57.1 钡 704 71616 0.83.3 1.2 35 40 -1.7 -1.72.4 424 43018 0.72.0 2.0 14 27 -1.5 -1.53.9 599 60813 0.82.5 1.4 24 32

15、 -1.5 -1.52.8 铍 2.68 2.70.1 0.85.2 3.4 0.2 0.3 -0.9 -0.866.8 1.60 1.80.3 1.45.6 5.3 0.2 0.3 -11 -119.4 2.42 2.440.06 0.67.0 1.1 0.2 0 -0.7 -0.682.2 铋 1.15 1.160.06 0.52.7 2.2 0.06 0.09 -1.2 -1.24.3 0.40 0.420.04 1.96.8 5.7 0.06 0.08 -4.8 -4.811 0.332 0.350.02 1.64.7 9.6 0.03 0.09 -5.2 -5.218 镉 0.088

16、 0.0830.011 1.99.4 6.4 0.01 0.02 5.8 5.814 0.049 0.0440.014 5.112 8.0 0.01 0.02 12 1218 0.243 0.260.04 1.09.9 11 0.04 0.08 -6.6 -6.620 钴 14.9 14.80.7 0.94.9 2.3 1.2 1.5 0.4 0.454.6 22.1 22.01.7 1.14.6 3.2 1.8 2.6 0.6 0.616.5 14.2 14.41.2 0.95.1 3.9 1.3 2.0 -1.3 -1.37.7 铬 55.8 57.24.2 1.04.8 3.3 3.6

17、6.1 -2.5 -2.56.4 100 98.07.1 0.85.0 6.3 7.0 19 2.3 2.313 83.2 857 0.94.3 3.6 8.1 11 -2.1 -2.17.0 铜 20.6 20.90.8 1.06.1 2.1 2.0 2.2 -1.5 -1.54.1 29.6 29.41.6 1.96.7 4.2 2.7 4.2 0.6 0.628.4 32.0 322 0.43.1 2.1 1.6 2.4 -0.05 -0.054.2 汞 0.017 0.0160.003 4.714 6.2 0.005 0.005 4.2 4.213 0.114 0.1120.012 1

18、.57.8 1.1 0.02 0 1.3 1.32.2 0.084 0.0830.009 1.411 3.1 0.02 0 0.6 0.606.2 锰 957 96320 0.23.2 1.0 39 46 -0.6 -0.592.1 5 元素 样品 编号 平均值 （mg/kg） 标准值 （mg/kg） 实验室内 相对标准 偏差 （%） 实验室间 相对标准 偏差（%） 重复性限 r （mg/kg） 再现性限 R （mg/kg） 相对误差 （%） 相对误差最终 值（%） 618 62020 0.43.2 1.4 28 34 -0.3 -0.272.7 683 68815 0.51.7 0.56 2

19、0 21 -0.7 -0.681.1 镍 29.2 29.61.8 2.03.8 2.8 2.4 3.2 -1.2 -1.25.6 34.9 33.72.1 0.83.6 5.5 2.3 5.7 3.5 3.511 31.6 322 0.64.4 2.8 2.1 3.1 -1.4 -1.45.5 铅 24.0 23.61.2 1.215 2.8 4.1 4.2 1.6 1.65.8 33.4 33.31.3 1.112 2.5 4.7 4.9 0.2 0.205.0 23.7 233 1.713 8.9 3.6 6.7 2.9 2.918 锑 1.01 1.0 1.516 12 0.3 0.4

20、 1.2 1.226 1.73 1.8 4.111 9.9 0.4 0.6 -4.1 -4.117 0.792 0.810.15 4.612 7.1 0.2 0.2 -2.0 -2.017 硒 0.092 0.0930.012 1.111 2.5 0.02 0 -0.7 -0.725.0 0.188 0.190.03 0.811 4.3 0.04 0.05 -1.3 -1.38.4 0.157 0.160.03 1.814 4.0 0.04 0 -1.8 -1.87.9 铊 0.658 0.670.04 0.93.8 1.2 0.05 0.05 -1.7 -1.72.3 0.461 0.490

21、.08 1.85.7 4.9 0.05 0.08 -5.9 -5.99.2 0.622 0.630.03 1.24.2 2.4 0.05 0.06 -1.4 -1.44.8 钒 77.8 77.53.1 0.92.7 2.0 4.1 5.8 0.4 0.434.0 117 1165 0.92.4 3.6 6 13 0.9 0.867.2 95.1 976 0.54.1 2.0 5.6 7.3 -2.0 -2.03.9 锌 56.1 55.23.4 1.33.6 3.8 3.7 6.8 1.7 1.77.7 90.2 89.34.0 0.42.1 2.7 4.0 7.8 1.0 1.05.5 78.7 784 0.52.9 2.8 4.3 7.4 0.9 0.885.7 注1：ESS-1；ESS-3；GSD-9；GSS-15；GSS-14 。 注2： 所用测试方法及其测试的元素如下。电感耦合等离子体质谱法：铍、钡、镉、钴、铬、铜、锰、镍、 铅、钒、铊；电感耦合等离子体发射光谱法：钡、钴、铬、铜、锰、镍、铅、钒、锌；石墨炉原子吸 收法：铍、铊、镉、铅；火焰原子吸收法：锰、铜、锌、镍；原子荧光法：砷、铋、硒、锑、汞；热 解析法：汞。