HJ 1005-2018环境空气 降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的测定 离子色谱法.pdf

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1、中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 10052018 环境空气 降水中阳离子（Na+、NH4 +、 K+、Mg2+、Ca2+）的测定 离子色谱法 Ambient airDetermination of cations（Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+） in precipitationIon chromatography 2018-12-26发布 2019-06-01实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 10052018 i 中华人民共和国生态环境部 公 告 2018年 第71号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护生态环境，保障人体健康，规范生态环境监测工作， 现批准环

2、境空气 降水中有机酸（乙酸、甲酸和草酸）的测定 离子色谱法等五项标准为国家环境 保护标准，并予发布。 标准名称、编号如下。 一、环境空气 降水中有机酸（乙酸、甲酸和草酸）的测定 离子色谱法（ HJ 10042018）； 二、环境空气 降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的测定 离子色谱法（ HJ 1005 2018）； 三、固定污染源废气 挥发性卤代烃的测定 气袋采样-气相色谱法（ HJ 10062018）； 四、固定污染源废气 碱雾的测定 电感耦合等离子体发射光谱法（ HJ 10072018）； 五、卫星遥感秸秆焚烧监测技术规范（ HJ 10082018）。 以上标准自

3、 2019 年 6 月 1 日起实施，由中国环境出版集团出版，标准内容可在生态环境部网站 （ 特此公告。 生态环境部 2018年12月26日 HJ 10052018 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 方法原理.1 4 干扰和消除.1 5 试剂和材料.1 6 仪器和设备.3 7 样品.3 8 分析步骤.3 9 结果计算与表示.4 10 精密度和准确度.4 11 质量保证和质量控制.5 12 废物处理.5 13 注意事项.5 附录A（资料性附录） 阳离子标准溶液色谱图.6 附录B（资料性附录） 方法精密度和准确度.7 HJ 10052018 iv 前 言

4、为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，保护生态环境，保 障人体健康，规范降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的测定方法，制定本标准。 本标准规定了测定降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的离子色谱法。 本标准的附录A和附录B为资料性附录。 本标准为首次发布。 本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。 本标准起草单位：中国环境监测总站。 本标准验证单位：辽宁省环境监测实验中心、内蒙古自治区环境监测中心站、太原市环境监测中心 站、南昌市环境监测站、扬州市环境监测中心站、湛江市环境保护监测站和重庆市沙坪坝区环境监测站

5、。 本标准生态环境部2018年12月26日批准。 本标准自2019年6月1日起实施。 本标准由生态环境部解释。 HJ 10052018 1 环境空气 降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+） 的测定 离子色谱法 警告：实验中使用的硝酸、甲磺酸等化学试剂具有强烈的腐蚀性和刺激性，试剂配制过程应 在通风橱内进行；操作时应按照要求佩戴防护器具，避免吸入呼吸道或接触皮肤和衣物。 1 适用范围 本标准规定了测定降水中阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的离子色谱法。 本标准适用于降水中5种阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的测定。 当进样体积为25 l

6、时，Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+的方法检出限分别为0.02 mg/L、0.02 mg/L、 0.03 mg/L、0.02 mg/L 和 0.03 mg/L，测定下限分别为 0.08 mg/L、0.08 mg/L、0.12 mg/L、0.08 mg/L 和 0.12 mg/L。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 13580.2 大气降水样品的采集与保存 HJ/T 165 酸沉降监测技术规范 3 方法原理 降水样品中的目标离子随淋洗液进入离子色谱柱分离，经电导检测器检测，根据保留时间定性，峰 高或峰面积定量

7、。 4 干扰和消除 保留时间相近的两种离子，当浓度相差较大而影响低浓度离子测定时，可通过调节流速、改变淋洗 液配比等方式消除干扰。 5 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试剂。实验用水为电阻率18.2 MWcm （25），新制备的去离子水。 5.1 硝酸：r（HNO3）=1.42 g/ml。 5.2 氯化钠（NaCl）。 使用前经1055干燥恒重后，置于干燥器内保存。 5.3 氯化铵（NH4Cl）。 HJ 10052018 2 使用前经1055干燥恒重后，置于干燥器内保存。 5.4 氯化钾（KCl）。 使用前经1055干燥恒重后，置于干燥器内保存。 5.5 氯化钙（Ca

8、Cl2）。 使用前经1055干燥恒重后，置于干燥器内保存。 5.6 氯化镁（MgCl2）。 使用前经1055干燥恒重后，置于干燥器内保存。 5.7 甲磺酸：w（CH3SO3H）98%。 5.8 硝酸溶液：c（HNO3）=1 mol/L。 移取68 ml硝酸（5.1）缓慢加入水中，用水稀释至1 000 ml，混匀。 5.9 钠离子标准贮备液：r（Na+）=1 000 mg/L。 准确称取2.543 5 g氯化钠（5.2）溶于少量水中，转移至1 000 ml容量瓶，用水稀释定容至标线。 转移至塑料试剂瓶中，4以下冷藏避光密封，可保存6个月。亦可购买市售有证标准溶液。 5.10 铵离子标准贮备液：r

9、（NH4+）=1 000 mg/L。 准确称取2.972 2 g氯化铵（5.3）溶于少量水中，转移至1 000 ml容量瓶，用水稀释定容至标线。 转移至塑料试剂瓶中，4以下冷藏避光密封，可保存6个月。亦可购买市售有证标准溶液。 5.11 钾离子标准贮备液：r（K+）=1 000 mg/L。 准确称取1.910 2 g氯化钾（5.4）溶于少量水中，转移至1 000 ml容量瓶，用水稀释定容至标线。 转移至塑料试剂瓶中，4以下冷藏避光密封，可保存6个月。亦可购买市售有证标准溶液。 5.12 钙离子标准贮备液：r（Ca2+）=1 000 mg/L。 准确称取2.775 0 g氯化钙（5.5）溶于少量

10、水中，转移至1 000 ml容量瓶，加入1.00 ml硝酸溶液 （5.8），用 水稀 释 定 容 至 标 线 。转移至塑料试剂瓶中，4以下冷藏避光密封，可保存6个月。亦可购买 市售有证标准溶液。 5.13 镁离子标准贮备液：r（Mg2+）=1 000 mg/L。 准确称取3.958 3 g氯化镁（5.6）溶于少量水中，转移至1 000 ml容量瓶，加入1.00 ml硝酸溶液 （5.8），用 水稀 释 定 容 至 标 线 。转移至塑料试剂瓶中，4以下冷藏避光密封，可保存6个月。亦可购买 市售有证标准溶液。 5.14 混合标准使用液：r=100 mg/L。 分别移取10.00 ml钠离子标准贮备液

11、（5.9）、铵离子标准贮备液（5.10）、钾离子标准贮备液（5.11）、 钙离子标准贮备液（5.12）和镁离子标准贮备液（5.13）于100 ml容量瓶中，用水稀释定容至标线。 5.15 淋洗液 5.15.1 甲磺酸淋洗贮备液：c（CH3SO3H）=1 mol/L。 移取65.0 ml甲磺酸（5.7）溶于适量水中，转移至1 000 ml容量瓶，用水稀释定容至标线。该溶液 贮存于玻璃试剂瓶中，常温下可保存3个月。 5.15.2 甲磺酸淋洗使用液：c（CH3SO3H）=0.02 mol/L。 移取40.0 ml甲磺酸淋洗贮备液（5.15.1）于2 000 ml容量瓶中，用水稀释定容至标线。 5.1

12、5.3 硝酸淋洗使用液：c（HNO3）=4.5 mmol/L。 移取9.00 ml硝酸溶液（5.8）于2 000 ml容量瓶中，用水稀释定容至标线。 注：也可根据仪器型号及色谱柱说明书进行淋洗液的配制。 5.16 水系微孔滤膜：孔径0.45 m。 HJ 10052018 3 6 仪器和设备 6.1 离子色谱仪：具电导检测器。 6.2 色谱柱。 6.2.1 阳离子色谱柱：长250 mm，内径4 mm，填料为聚丙烯酸、聚苯乙烯/二乙烯苯等，键合羧酸 基或磷酸基等官能团，配备相应的保护柱。或其他等效阳离子色谱柱。 6.2.2 阳离子色谱柱：长 150 mm，内径 4 mm，填料为硅胶等，键合羧酸基等

13、官能团，配备相应的 保护柱。或其他等效阳离子色谱柱。 6.3 阳离子电解再生抑制器（选配）。 6.4 样品瓶：聚乙烯等塑料材质。 6.5 一般实验室常用仪器和设备。 7 样品 7.1 样品采集 按照GB 13580.2和HJ/T 165的相关规定进行样品采集。 采集的样品经水系微孔滤膜（5.16）过滤后转移至样品瓶（6.4）。 7.2 样品保存 样品于4以下冷藏密封保存。其中，NH4于24 h内完成测定，Na+、K+、Mg2+、Ca2+于28 d内 完成测定。 注：雪水等固态降水样品应待其自然融化后再过滤取样，不得在其完全融化前取部分样品进行测定。 8 分析步骤 8.1 仪器参考条件 8.1.

14、1 参考条件1 阳离子色谱柱（6.2.1），柱 温 ： 35。甲磺酸淋洗使用液（5.15.2），流速：1.0 ml/min。阳离子电 解再生抑制器（6.3），电导检测器。进样体积：25 l。此参考条件下测定目标离子标准溶液得到的离子 色谱图参见附录A中的图A.1。 8.1.2 参考条件2 阳离子色谱柱（6.2.2），柱 温 ： 35。硝酸淋洗使用液（5.15.3），流速：0.9 ml/min。电导检测器。 进样体积：25 l。此参考条件下测定目标离子标准溶液得到的离子色谱图参见附录A中的图A.2。 8.2 标准曲线的建立 分别准确移取 0 ml、0.20 ml、1.00 ml、5.00 ml、

15、10.00 ml、20.00 ml 混合标准使用液（5.14）于一 组100 ml容量瓶中，用水稀释定容至标线，配制成参考质量浓度分别为0 mg/L、0.20 mg/L、1.00 mg/L、 5.00 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L的混合标准系列。按照仪器参考条件（8.1），由低质量浓度到高质量 浓度依次测定。以目标离子的质量浓度（mg/L）为横坐标，峰高或峰面积为纵坐标，建立标准曲线。 注1：可根据被测样品中目标离子的质量浓度水平选择合适的标准系列质量浓度范围。 HJ 10052018 4 注2：抑制电导法测定NH4+时，标准曲线采用二次拟合；非抑制电导法测定NH4+时，标

16、准曲线采用一次拟合。 8.3 样品测定 按照与标准曲线的建立（8.2）相同的条件和步骤，进行样品的测定。如果样品质量浓度高于标准 曲线最高点质量浓度，也可将样品稀释后测定，同时记录稀释倍数D。 8.4 空白试验 以实验用水代替样品，按照与样品测定（8.3）相同的条件和步骤进行空白样品的测定。 9 结果计算与表示 9.1 定性分析 根据样品中目标离子的保留时间定性。 9.2 结果计算 样品中目标离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的质量浓度，按照式（1）进行计算： ri=risD （1） 式中：ri 样品中第i种阳离子的质量浓度，mg/L； ris由标准曲线得到的第i种阳离子的质量

17、浓度，mg/L； D样品的稀释倍数。 9.3 结果表示 测定结果小数点后位数的保留与方法检出限一致，最多保留3位有效数字。 10 精密度和准确度 10.1 精密度 7 个实验室对含 Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+质量浓度为 0.152.94 mg/L 的统一有证标准样品进 行了6次重复测定：实验室内相对标准偏差为0.0%5.9%；实验室间相对标准偏差为0.9%2.6%；重 复性限为0.020.09 mg/L；再现性限为0.020.14 mg/L。 7个实验室对含Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+质量浓度为0.2010.2 mg/L的空白加标样品进行了6 次重复加标测定：实验

18、室内相对标准偏差为0.0%8.5%；实验室间相对标准偏差为1.3%7.8%；重复 性限为0.020.31 mg/L；再现性限为0.030.95 mg/L。 7个实验室对2个加标质量浓度的降水样品进行了6次重复测定：实验室内相对标准偏差为0.0% 5.8%，实验室间相对标准偏差为2.8%9.5%，重复性限为0.070.42 mg/L，再现性限为0.171.88 mg/L。 方法精密度具体测试结果参见附录B中的表B.1表B.3。 10.2 准确度 7 个实验室对含 Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+质量浓度为 0.152.94 mg/L 的统一有证标准样品进 行了6次重复测定：实验室内相对

19、误差为3.8%4.6%。 HJ 10052018 5 7 个实验室对含 Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+质量浓度为 0.0810.3 mg/L 的降水样品进行了 6 次 重复加标测定，5种目标离子加标质量浓度为0.2010.0 mg/L：加标回收率为89.0%120%。 方法准确度具体测试结果参见附录B中的表B.4和表B.5。 11 质量保证和质量控制 11.1 分析样品前应先进行空白试验。每20个样品或每批次（20个/批）应至少做1个空白样品分析。 空白样品中的目标离子含量应低于方法检出限。 11.2 采用至少 6 个浓度点（含零浓度点）的标准系列建立标准曲线，曲线的相关系数应0.

20、995。每 20个样品或每批次（20个/批）应同时测定标准曲线。 11.3 每20个样品或每批次（20个/批）应至少测定一个平行双样，平行双样测定结果的相对偏差应 15%。 11.4 每20个样品或每批次（20个/批）应至少做1个加标回收测定或有证标准物质测定。其中，加 标回收率应控制在85%120%之间，标准物质测定值应在其给出的不确定范围内。 12 废物处理 实验中产生的废液应集中收集，做好标识，分类管理和处置。 13 注意事项 进入系统的淋洗液应预先经脱气处理，以避免气泡进入离子色谱管路系统中干扰和影响测定。 HJ 10052018 6 附 录 A （资料性附录） 阳离子标准溶液色谱图

21、图A.1和图A.2分别给出了抑制电导法和非抑制电导法测定目标离子标准溶液得到的离子色谱图。 电 导 率 /（ mS/ cm ） 0 保留时间/min 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.5 2 4 6 8 10 12 14 Na+ NH4+ K+ Mg2+ Ca2+ 图A.1 阳离子标准溶液色谱图（抑制电导法，r=1.00 mg/L） 电 导 率 /（ mS/ cm ） 0 保留时间/min 1 437 2 4 6 8 10 12 14 Na+ NH4+ K+ Mg2+ Ca2+ 16 18 1 436 1 435 1 434 1 433 图A.2 阳离子标准溶液色谱图（非抑制电导法，r=

22、1.00 mg/L） HJ 10052018 7 附 录 B （资料性附录） 方法精密度和准确度 7个实验室测定的精密度和准确度数据汇总见表B.1表B.5。 表B.1 方法精密度(有证标准样品) 离子名称 批号 平均值/ （mg/L） 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/L） 再现性限R/ （mg/L） Na+ 202819 1.30 0.23.5 0.9 0.06 0.06 NH4+ 200582 2.94 0.31.6 1.4 0.09 0.14 K+ 202713 1.99 0.22.9 1.6 0.08 0.11 Mg2+ 203013 0.1

23、5 0.05.9 2.5 0.02 0.02 Ca2+ 202915 1.56 0.33.5 2.6 0.08 0.13 表B.2 方法精密度(空白样品加标) 离子名称 平均值/ （mg/L） 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/L） 再现性限R/ （mg/L） 0.20 0.04.4 7.8 0.02 0.05 2.00 0.22.2 1.8 0.08 0.13 Na+ 10.2 0.01.7 2.6 0.26 0.77 0.20 0.06.2 5.0 0.02 0.03 2.05 0.22.2 4.8 0.08 0.29 NH4+ 10.2 0.4

24、1.9 3.1 0.31 0.95 0.21 2.07.6 3.8 0.02 0.03 2.04 0.23.2 2.5 0.12 0.18 K+ 10.1 0.01.8 1.8 0.28 0.56 0.20 0.08.5 4.8 0.02 0.03 2.01 0.24.0 3.2 0.12 0.21 Mg2+ 10.0 0.01.4 1.3 0.21 0.42 0.20 0.05.8 4.7 0.03 0.04 2.08 0.24.8 6.7 0.16 0.42 Ca2+ 9.91 0.12.0 1.5 0.29 0.48 表B.3 方法精密度(实际样品加标) 离子 名称 原始质量 浓度/（m

25、g/L） 加标质量 浓度/（mg/L） 加标质量浓度测 定均值/（mg/L） 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/L） 再现性限R/ （mg/L） 2.00 2.07 0.43.1 4.2 0.08 0.25 Na+ 0.317.01 10.0 10.3 0.02.6 3.3 0.42 1.02 2.00 2.06 0.32.8 9.5 0.07 0.55 NH 4 + 0.372.24 10.0 10.2 0.03.0 6.5 0.31 1.88 HJ 10052018 8 续表 离子 名称 原始质量 浓度/（mg/L） 加标质量 浓度/（mg/L

26、） 加标质量浓度测 定均值/（mg/L） 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/L） 再现性限R/ （mg/L） 2.00 2.05 0.62.1 2.8 0.08 0.17 K+ 0.082.44 10.0 10.4 0.02.8 2.9 0.40 0.91 2.00 2.02 0.33.6 4.2 0.08 0.25 Mg2+ 0.081.06 10.0 10.2 0.41.7 4.8 0.25 1.38 2.00 1.95 0.95.8 4.8 0.15 0.29 Ca2+ 0.6910.3 10.0 10.2 0.52.3 5.3 0.38 1

27、.53 表B.4 方法准确度(有证标准样品) 离子名称 批号 平均值/（mg/L） 实验室内相对误差RE /% 实验室间相对误差最终值 RERE2S /% Na+ 202819 1.30 0.81.5 0.31.8 NH4+ 200582 2.94 1.02.7 0.82.8 K+ 202713 1.99 1.03.0 1.03.2 Mg2+ 203013 0.15 2.04.6 1.15.0 Ca2+ 202915 1.56 3.83.2 0.35.0 表B.5 方法准确度(实际样品加标) 目标离子名称 原始质量浓度/（mg/L） 加标质量浓度/（mg/L） 加标回收率P /% 加标回收率最终值 2 PPS /% Na+ 0.317.01 0.2010.0 106120 10714.0 NH4+ 0.372.24 0.202.00 89.0117 10221.0 K+ 0.082.44 0.202.00 100115 10711.4 Mg2+ 0.081.06 0.202.00 90.0110 10118.8 Ca2+ 0.6910.3 2.0010.0 94.0111 10117.8