DB15 T 4284-2026 土壤和沉积物中铀、钍总量的测定 电感耦合等离子体质谱法.pdf

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1、 ICS 13.040.01 CCS Z 10 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 42842026 土壤和沉积物中铀、钍总量的测定 电感耦合等离子体质谱法 Soil and sediment-determination of total uranium and thorium -Inductively coupled plasma mass spectrometry 2026-01-30 发布2026-03-01 实施内蒙古自治区市场监督管理局发 布 DB15/T 42842026 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1 5 干

2、扰和消除.1 6 试剂和材料.2 7 仪器和设备.2 8 样品.2 9 分析步骤.3 10 结果计算与表示.4 11 准确度.5 12 质量保证和质量控制.5 13 废物处置.6 14 注意事项.6 附录 A（资料性）方法的精密度和正确度.7 DB15/T 42842026 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由内蒙古自治区核与辐射监测中心提出。本文件由内蒙古自治区生态环境厅归口。本文件起草单位：内蒙古自治区核与辐射监测中心。本文件主要起草人：张东栋、刘泽和、东双、张红艳、侯琳萌、王治刚、任文军、隋文力、刘春、赵天

3、舸、宋原军、张思嘉、郝晨曦、齐啸。DB15/T 42842026 1 土壤和沉积物中铀、钍总量的测定 电感耦合等离子体质谱法 警告：实验中使用的硝酸具有强氧化性和腐蚀性，盐酸、氢氟酸具有强挥发性和强腐蚀性；溶液配制及样品前处理过程应在通风橱中进行，操作时应按要求佩戴防护用具，避免吸入呼吸道或直接接触皮肤和衣物。1 范围 本文件规定了土壤和沉积物中铀、钍的电感耦合等离子体质谱测定方法。当取样量为0.05 g，消解后定容体积为100 ml时，钍的方法检出限为0.07 mg/kg，测定下限为0.28 mg/kg；铀的方法检出限为0.04 mg/kg，测定下限为0.16 mg/kg。2 规范性引用文件

4、 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB 17378.3 海洋监测规范 第3部分：样品采集、贮存与运输 GB 17378.5 海洋监测规范 第5部分：沉积物分析 GB/T 32722 土壤质量 土壤样品长期和短期保存指南 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。4 方法原理 土壤或沉积物样品经消解等前处

5、理后，试样由载气带入雾化系统进行雾化，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体中被充分蒸发、解离、原子化和电离，转化成带正电荷离子，经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据离子的质荷比进行分离并定性、定量分析。在一定浓度范围内，离子的质荷比所对应的信号响应值与其浓度成正比。5 干扰和消除 质谱型干扰 DB15/T 42842026 2 常见的质谱型干扰主要包括多原子离子干扰、同量异位素干扰、氧化物干扰和双电荷干扰等。本文件测量的铀和钍的质量数分别为238和232，测量过程中不存在多原子离子干扰、同量异位素干扰，氧化物干扰和双电荷干扰可通过调节仪器参数降低影响。非质谱型干扰 非质谱型干扰

6、主要包括基体抑制干扰、空间电荷效应干扰和物理效应干扰等，干扰程度与样品基体性质有关，可通过选择具备抗基体干扰功能的电感耦合等离子体质谱仪，或采用内标法、优化仪器条件、标准加入法等降低干扰。6 试剂和材料 实验用水为符合 GB/T 6682 规定的一级水。硝酸：（HNO3）1.42 g/mL。氢氟酸：（HF）1.16 g/mL。盐酸：（HCl）1.19 g/mL。硝酸溶液：2+98。铀标准储备液：（U）=100 g/mL。钍标准储备液：（Th）=100 g/mL。铀、钍标准使用液：=0.1 g/mL。取 1.00 mL 铀标准储备液（6.6）和 1.00 mL 钍标准储备液（6.7）混合后，用硝

7、酸溶液（6.5）稀释至 1 L。铋内标标准储备液：=100 g/mL。铋内标标准使用液：=1 g/mL。取 1.00 mL 铋内标标准储备液（6.9），用硝酸溶液（6.5）稀释至 100 mL。调谐储备液：1 mg/L。可购买市售有证标准物质，该溶液需含有足以覆盖全质谱范围的离子。调谐使用液：1 g/L。取 1.00 mL 调谐储备液（6.11），用硝酸溶液（6.5）稀释至 1 L。氩气：纯度99.999%。注1：所有元素的标准储备液和使用液配制后均应在密封的聚乙烯或聚丙烯瓶中保存。注2：分析时均使用符合国家标准的优级纯试剂或优于优级纯试剂。7 仪器和设备 电感耦合等离子体质谱仪：能够扫描的质

8、量范围为 6 amu250 amu，在 10%峰高时分辨率0.8 amu。电热板：控温精度为5，最高温度不低于 200。马弗炉：最高温度不低于 600。分析天平：分度值为 0.01 g。分析天平：分度值为 0.0001 g。烧杯：聚四氟乙烯材质。容量瓶：聚四氟乙烯材质。其他实验室常用仪器和设备。8 样品 DB15/T 42842026 3 样品采集和保存 土壤样品按照HJ/T 166和GB/T 32722的相关规定采集和保存，沉积物样品按照GB 17378.3的相关规定采集和保存。样品的制备 按照HJ/T 166和GB 17378.5的相关要求制备土壤及沉积物样品，过孔径不大于0.25 mm（

9、60目）筛。干物质和含水率的测定 土壤样品干物质含量的测定按照HJ 613执行，沉积物样品含水率的测定按照GB 17378.5执行。试样的制备 8.4.1 称取 30 g（精确到 0.01 g，m1）制备完成的样品（8.2）置于马弗炉中 600 灰化 1 h，干燥箱内冷却至室温，称量灰化后样品质量（精确到 0.01 g，m2），根据灰化前后样品的质量计算 D 土、D 沉。8.4.2 准确称取样品（8.4.1）0.05 g0.1 g（精确到 0.0001 g）于 50 mL 聚四氟乙烯烧杯中，沿内壁滴加少量实验用水润湿样品。8.4.3 向聚四氟乙烯烧杯中加入 5 mL 硝酸（6.2），置于 20

10、0 电热板上盖盖回流预消解 1 h。8.4.4 向聚四氟乙烯烧杯中加入 5 mL 硝酸（6.2）和 3 mL 盐酸（6.4），置于 180 电热板上盖盖回流消解 1 h。8.4.5 向聚四氟乙烯烧杯中加入 3 mL 氢氟酸（6.3），置于 180 电热板上盖盖回流消解 1 h，如仍有明显固体颗粒物，可再加入适量氢氟酸（6.3）继续消解，直至消解完全。8.4.6 取下盖子，置于 150 电热板上进行赶酸，多次加入实验用水直至酸雾散尽，溶液近干。8.4.7 使用硝酸溶液（6.5）定容至 100 mL 待用。注：土壤和沉积物样品种类较多、基体差异悬殊，在满足本方法原理和质量控制要求的前提下，消解时可

11、适当调整酸试剂用量和消解温度等条件。空白试样的制备 不称取样品，按照试样制备8.4.38.4.7步骤进行空白试样的制备，保证空白试样和试样的加酸量一致。9 分析步骤 仪器参数 不同质谱仪的最佳工作条件不同，应按照仪器使用说明书设定测量模式及相关参数，确保设备处于最佳测量状态。仪器调谐 点燃等离子体待仪器预热稳定后，用调谐使用液（6.12）对仪器性能进行优化，使仪器的灵敏度、氧化物、双电荷、质量轴和分辨率等满足要求。标准曲线的建立 分别移取一定体积的铀、钍标准使用液（6.8）于同一组容量瓶中，用硝酸溶液（6.5）定容、混匀，配制成系列标准溶液，推荐标准曲线浓度范围为0 g/L20 g/L，可根据

12、实际测量情况进行调整，DB15/T 42842026 4 待测样品中测量核素的浓度应在标准曲线范围之内，曲线浓度点除空白外应不少于5个，且尽可能均匀的分布在线性范围内。铋内标标准使用液（6.10）可以直接加入到系列标准溶液中，也可以适当稀释后在样品雾化之前通过蠕动泵在线加入，标准系列中内标元素浓度应与待测样品保持一致。按照浓度由低到高的顺序依次测定标准系列，以各目标元素的质量浓度为横坐标，以经内标校正后的对应元素信号响应值为纵坐标，建立标准曲线的线性回归方程。试样测定 试样（8.4.7）测定前，用硝酸溶液（6.5）冲洗系统，待分析信号稳定后开始测定。在试样中加入与标准曲线相同量的铋内标标准使用

13、液（6.10）。按照与建立标准曲线（9.3）相同的仪器分析条件和操作步骤进行试样的测定。若试样中待测元素浓度超出标准曲线范围，用硝酸溶液（6.5）适当稀释后重新测定。空白试样测定 按照与试样测定（9.4）相同条件进行空白试样（8.5）的测定。10 结果计算与表示 结果计算 10.1.1 土壤或沉积物的灰比按照公式（1）计算：土/沉=21 (1)式中：D土土壤样品灰比，单位为百分比（%）；D沉沉积物样品灰比，单位为百分比（%）；m2灰化后样品质量（8.4.1），单位为克（g）；m1灰化前样品质量（8.4.1），单位为克（g）。10.1.2 土壤样品中待测元素的含量按照公式（2）计算：1=(0)土

14、土 (2)式中：C1 土壤样品中待测元素的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；i 由标准曲线计算所得试样中待测元素的质量浓度，单位为微克每升（g/L）；0 空白试样中对应待测元素的质量浓度，单位为微克每升（g/L）；试样的稀释倍数；V消解后试样的定容体积，单位为升（L）；D土土壤样品灰比，单位为百分比（%）；m土称取土壤样品的质量，单位为克（g）；Wdm土壤样品干物质含量，单位为百分比（%）。10.1.3 沉积物样品中待测元素的含量按照公式（3）计算：DB15/T 42842026 5 2=(0)沉沉(12)(3)式中：C2 沉积物样品中待测元素的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；i 由

15、标准曲线计算所得试样中待测元素的质量浓度，单位为微克每升（g/L）；0 空白试样中对应待测元素的质量浓度，单位为微克每升（g/L）；试样的稀释倍数；V消解后试样的定容体积，单位为升（L）；D沉沉积物样品灰比，单位为百分比（%）；m沉称取沉积物样品的质量，单位为克（g）；2沉积物样品含水率，单位为百分比（%）。结果表示 测定结果保留位数与方法检出限位数一致，最多保留3位有效数字。11 准确度 精密度 6个验证实验室对含铀、钍的6种有证标准物质及6种实际样品分别进行了6次重复测定，铀、钍元素实验室内相对标准偏差为0.4%14.5%，实验室间相对标准偏差为0%8.1%，重复性限为0.13 mg/kg

16、2.36 mg/kg，再现性限为0.19 mg/kg2.65 mg/kg。精密度数据参照附录A中的表A.1。正确度 6个验证实验室对含铀、钍元素的6种有证标准物质和6种加标的实际样品分别进行了6次重复测定，铀、钍元素的相对误差为-9.2%2.4%，相对误差最终值为-18.6%11.4%，实际样品加标回收率92.4%105.7%，实际样品加标回收率最终值80.9%116.0%。正确度数据参照附录A中的表A.2和表A.3。12 质量保证和质量控制 每批样品至少分析 2 个空白试样（8.5），各元素测定结果均应低于测定下限。每次分析应建立标准曲线，相关系数应 0.999。每 10 个样品或每批次（少

17、于 10 个样品/批）应分析 1 个平行样，平行样品测定结果的相对偏差应在20%以内。每 20 个样品或每批次（少于 20 个样品/批）应同时测定 1 个有证标准物质，其测定结果与标准值的相对误差应在20%以内。每次分析试样时，内标响应回收率应为 70%130%，否则说明仪器发生漂移或有干扰产生，应查明原因后重新分析。连续分析测试时，每 20 个样品或每批次（少于 20 个样品/批）样品分析结束后，进行一次标准系列中间浓度点核查，中间浓度点测定值与标准值的相对误差应控制在10%以内。DB15/T 42842026 6 13 废物处置 实验过程中产生的废物应集中收集，分类保存，并做好相应标识，依

18、法处置。14 注意事项 本文件推荐使用铋元素作为内标进行分析测量，如样品中含有铋内标元素，对测量结果产生较大的影响，可适当提高内标元素浓度。也可以在满足方法各项特性指标的前提下，使用铼等其他内标元素进行分析测量。DB15/T 42842026 7 A A 附录A （资料性）方法的精密度和正确度 表A.1表A.3为方法的精密度和正确度汇总表。表A.1 标准样品和实际样品精密度汇总 元素 样品 平均值 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 mg/kg 再现性限 mg/kg Th 土壤标样 1 10.74 1.14.5 4.8 1.07 1.73 土壤标样 2 12.4

19、4 0.614.5 3.1 2.36 2.41 土壤标样 3 12.23 1.09.3 3.1 1.70 1.88 沉积物标样 1 6.69 0.511.4 4.4 0.91 1.17 沉积物标样 2 7.88 0.78.2 5.0 0.87 1.35 沉积物标样 3 15.35 0.66.5 4.1 1.58 2.27 土壤实际样品 1 4.05 0.611.0 0.1 0.80 1.73 土壤实际样品 2 12.57 1.07.1 0.0 1.64 1.67 土壤实际样品 3 10.91 0.49.5 0.1 1.53 2.65 沉积物实际样品 1 11.06 1.36.8 0.1 1.3

20、8 2.33 沉积物实际样品 2 8.84 0.88.4 0.1 1.56 2.46 沉积物实际样品 3 9.16 0.85.3 0.1 0.82 2.29 U 土壤标样 1 2.55 1.14.8 6.0 0.25 0.49 土壤标样 2 2.27 0.97.0 8.1 0.31 0.59 土壤标样 3 3.20 1.05.1 6.0 0.27 0.59 沉积物标样 1 1.56 1.35.9 6.1 0.17 0.31 沉积物标样 2 2.00 1.09.3 6.4 0.27 0.43 沉积物标样 3 3.24 0.87.6 6.2 0.40 0.68 土壤实际样品 1 0.70 0.76

21、4 2.7 0.13 0.81 土壤实际样品 2 2.80 1.49.7 3.7 0.50 0.54 土壤实际样品 3 2.07 0.66.2 7.7 0.22 0.49 沉积物实际样品 1 2.07 1.46.8 3.8 0.35 0.38 沉积物实际样品 2 1.78 1.07.8 5.2 0.21 0.32 沉积物实际样品 3 1.77 1.35.6 2.5 0.16 0.19 注1：标准样品编号 土壤标样 1：GBW07540（GSS-49）；土壤标样 2：GBW07389（GSS-33）。土壤标样 3：GBW007407a（GSS-7a）；沉积物标样 1：GBW07307a（GSD

22、7a）。沉积物标样 2：GSD-15（GBW07358）；沉积物标样 3：GBW07362（GSD-19）。注2：实际样品编号 土壤实际样品 1：呼伦贝尔市东乌珠尔苏木查干诺尔嘎查土壤。土壤实际样品 2：兴安盟阿尔山中蒙界河第一漂土壤。土壤实际样品 3：阿拉善盟阿左旗水磨沟嘎查土。沉积物实际样品 1：黄河喇嘛湾断面沉积物。沉积物实际样品 2：黄河磴口断面沉积物。沉积物实际样品 3：黄河拉僧庙断面沉积物。DB15/T 42842026 8 表A.2 标准样品正确度汇总 元素 样品 平均值 mg/kg 相对误差%相对误差最终值%Th 土壤标样 1 10.74 2.4 -7.26.1 土壤标样 2

23、 12.44 -0.5 -5.32.4 土壤标样 3 12.23 -2.1 -7.02.2 沉积物标样 1 6.69 -0.1-4.911.4 沉积物标样 2 7.88 -5.0 -11.71.8 沉积物标样 3 15.35 -0.4 -7.23.1 U 土壤标样 1 2.55 -1.8 -8.56.2 土壤标样 2 2.27 -5.5 -13.08.3 土壤标样 3 3.20 -6.0 -10.44.1 沉积物标样 1 1.56 -8.3 -18.0-3.2 沉积物标样 2 2.00 -9.2 -18.6-2.6 沉积物标样 3 3.24 -7.3 -16.3-0.1 注：标准样品编号 土壤

24、标样 1：GBW07540（GSS-49）；土壤标样 2：GBW07389（GSS-33）。土壤标样 3：GBW007407a（GSS-7a）；沉积物标样 1：GBW07307a（GSD-7a）。沉积物标样 2：GSD-15（GBW07358）；沉积物标样 3：GBW07362（GSD-19）。表A.3 实际样品正确度汇总 元素 样品 平均值 mg/kg 加标回收率%加标回收率最终值%Th 实际样品土壤 1 4.05 98.0 80.9103.3 实际样品土壤 2 12.57 99.9 92.908.3 实际样品土壤 3 10.91 100.5 89.5113.1 实际样品沉积物 1 11.0

25、6 104.6 100.5111.2 实际样品沉积物 2 8.84 105.7 95.3113.2 实际样品沉积物 3 9.16 101.6 85.4116.0 U 实际样品土壤 1 0.70 97.5 86.7106.9 实际样品土壤 2 2.80 95.3 86.1107.2 实际样品土壤 3 2.07 92.4 83.2111.9 实际样品沉积物 1 2.07 96.3 83.4110.1 实际样品沉积物 2 1.78 92.7 82.3108.6 实际样品沉积物 3 1.77 96.3 89.0105.9 注：实际样品编号 土壤 1：呼伦贝尔市东乌珠尔苏木查干诺尔嘎查土壤。土壤 2：兴安盟阿尔山中蒙界河第一漂土壤。土壤 3：阿拉善盟阿左旗水磨沟嘎查土壤。沉积物 1：黄河喇嘛湾断面沉积物。沉积物 2：黄河磴口断面沉积物。沉积物 3：黄河拉僧庙断面沉积物。