金属元素的测量 电感耦合等离子体发射光谱法
作业指导书
一、编制依据
本方法依据下列标准方法编制
HJ 776-2015 《水质 32种元素的测定 电感耦合等离子发射光谱法》
HJ 777-2015 《空气和废气 颗粒物中金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》 HJ 781-2016 《固体废物 22种金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》 GB/T 5750.6-2006 《生活饮用水标准检验方法 金属指标1.4》 GB 5085.3-2007 《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别 附录A》 HJ 350-2007 《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行） 附录A》 二、适用范围
本方法规定了水、土、气及固废中金属元素总量及浸提液的测量。 本方法不适用于测定交换性金属离子含量。 三、方法原理
当氩气通过等离子体火炬时，经射频发生器所产生的交变电磁场使其电离、加速并与其他氩原子碰撞，这种连锁反应使更多的氩原子电离，形成原子、离子、电子的离子混合体，即等离子体。
经过滤或消解后的样品经进样器中的雾化器被雾化，并由氩气带入等离子体火炬中，气化的样品分子在等离子体火炬的高温下被气化、电离、激发。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，特征光谱的强度与试样中待测元素的含量在一定范围内呈正比。 四、干扰及消除
电感耦合等离子体发射光谱法通常存在的干扰大致可分为两类：一类是光谱干扰，另一类是非光谱干扰。 4.1光谱干扰
光谱干扰主要包括连续背景和谱线重叠干扰。目前常用的校正方法是背景扣除法（根据单元素和混合元素试验确定扣除背景的位置及方式）和干扰系数法。也可以在混合标准溶液中采用基体匹配的方法消除其影响。
当存在单元素干扰时，可按如下公式求得干扰系数。
Kt?(Q'?Q) QtQ＇——干扰元素加分析元素的含量；
式中，Kt ——干扰系数；
Q ——分析元素的含量； Qｔ ——干扰元素的含量。
通过配制一系列已知干扰元素含量的溶液，在分析元素波长的位置测定其Q＇，根据上述公式求出Kt，然后进行人工扣除或计算机自动扣除。
一般情况下，大气颗粒物、地表水、地下水、土壤、固体废物及固体废物浸出液样品中由于元素浓度较低，光谱和基体元素间干扰一般情况下可以忽略。 4.2非光谱干扰
非光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰以及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。是否予以补偿和校正，与样品中干扰元素的浓度有关。此外，物理干扰一般由样品的粘滞程度及表面张力变化而致，尤其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除此类干扰的最常见的方法是稀释法以及标准加入法。 五、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或高纯（如微电子级）化学试剂。 实验用水为去离子水或纯度达到比电阻≥18 M?2cm 的水。
5.1 硝酸：ρ（HNO3）=1.42 g/ml。 5.2 盐酸：ρ（HCl）=1.19 g/ml。 5.3 氢氟酸：ρ（HF）=1.16 g/ml。 5.4 高氯酸：ρ（HClO4）=1.67 g/ml。 5.5过氧化氢：30%
5.6 硝酸溶液：2+98 （系统洗涤液） 5.7 硝酸溶液：1+99 （标准系列空白溶液）
5.8 硝酸-盐酸混合消解液：于约500 ml水中加入55.5 ml硝酸（5.1）及167.5 ml（5.2）盐酸，用水稀释并定容至1 L。
5.9单元素标准使用液。
分别移取市售有证单元素标准溶液稀释配制，稀释时补加一定量的硝酸，使标准使用液的硝酸含量达到1%。
5.10多元素混合标准溶液。
购买市售有证ICP专用混合标准溶液稀释配制，标液的酸度尽量保持与待测试样的酸度一致，均为 1 %的硝酸。也可根据元素间相互干扰的情况和标准溶液的性质分组制备，浓度应根据分析样品及待测元素而定，具体元素分组可参照各标准要求。
5.11水系微孔滤膜：0.45 μm 孔径。
5.12滤膜或滤筒：对粒径大于 0.3 μm 颗粒物的阻留效率不低于 99.9%。 六、仪器和设备
6.1 电感耦合等离子体发射光谱仪iCAP 7200
6.2 数显不锈钢电热板 DB-3A/4A 6.3 CEM 微波消解仪 6.4 分析天平ML204T 6.5 TRM4-1L 玛瑙研磨机 6.6 GY-FZQ 翻转式振荡器 6.7 TG16-WS 台式高速离心机 6.8 聚四氟乙烯坩埚（PTFE）
七、分析步骤
7.1 样品保存：
气样：滤膜样品采集后将有尘面两次向内对折，放入样品盒或纸袋中保存；滤筒样品采集后将封口向内折叠，竖直放回原采样套筒中密闭保存。样品在干燥、通风、避光、室温环境下保存。
水样：若测定可溶性元素，样品采集后立即通过水系微孔滤膜过滤，弃去初始的50ml～100ml滤液，收集所需体积的滤液，加入适量硝酸，使硝酸含量达到1%。如测定元素总量，样品采集后立即加入适量硝酸，使硝酸含量达到1%。
土壤及固废样品：按照 HJ/T 20 的相关规定进行固体废物样品的制备，对于固态或可干化的半固态样品，自然风干或冷冻干燥，研磨后全部过100目筛备用。
固体废物浸出液：按照 HJ 557、HJ/T 299、HJ/T 300 或 GB 5086.1 的相关规定进行固体废物浸出液的制备，浸出液如不能及时进行分析，应加浓硝酸酸化（1 L 浸出液加入 10 ml 硝酸），并尽快消解，不要超过 24 h。
7.2 试样制备：
水样及浸出液：对于较干净的生活饮用水、地表水等可直接酸化后进样；对于杂质较多的浑浊水样及浸出液测量金属总量的需按照HJ 678 进行微波消解，量取 25ml 混合均匀的水样于微波消解罐中，加入1.0ml过氧化氢，加入5.0ml浓硝酸（或4.0ml浓硝酸和1.0 ml 浓盐酸）进行微波消解,完毕后取出消解罐置于通风橱内冷却，待罐内温度与室温平衡后，放气，开盖，移出罐内消解液，用实验用水荡洗消解罐内壁两次，收集所有溶液，转移到 50ml 容量瓶中，加水至标线，待测。也可用电热板在亚沸状态下（保持溶液温度 95±5℃），加热浓缩，定容至25ml容量瓶中。
气样：取适量滤膜或滤筒样品，用陶瓷剪刀剪成小块置于微波消解罐中，加入25.0 ml 硝酸-盐酸混合消解液，使滤膜（滤筒）碎片浸没其中，加盖，进行微波消解。设定消解温度180℃，消解持续时间为30 min。消解结束后，取出消解罐组件，冷却，以水淋洗微波消解罐内壁，加入约10ml水，静置0.5 h进行浸提。将浸提液过滤到100ml容量瓶中，用水定容至刻度，待测。
土壤及固废样品：准确称取风干研磨过100目筛的样品0.25g（精确至0.0001g），置于
聚四氟乙烯坩锅中，在通风橱内，向坩锅中加入1ml实验用水湿润样品，加入5ml浓盐酸，置于电热板上以180℃～200℃加热至近干，取下稍冷。加入5ml浓硝酸、5 ml氢氟酸、3 ml 高氯酸，加盖后于电热板上180℃加热至余液为2 ml，继续加热，并摇动坩埚。当加热至冒浓白烟时，加盖使黑色有机碳化物分解。待坩埚壁上的黑色有机物消失后，开盖，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况，可补加3ml浓硝酸、3ml氢氟酸、1 ml高氯酸，重复上述消解过程。取下坩埚稍冷，加入1ml硝酸，温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至50 ml容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.7）淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至容量瓶中，用硝酸溶液（5.7）定容至标线，混匀，待测。
注 1：有机质含量较高的样品，需提前加入5ml 浓硝酸浸泡过夜，或补加2ml过氧化氢。
注 2：各目标元素的浓度过高时，样品测定前需要稀释样品溶液。
注 3：对于高盐浓度的样品，不能直接使用定量较准曲线时，可以采用标准加入法。但是，必须进行空白校正。
注 4：为了考察土壤中共存的主要元素的影响，可以测定同一元素的多个波长的发射光谱强度，确认不同波长处测定值是否有差异。
注 5：若样品中有颗粒物，在3000 rpm的转速下离心分离10 min，取上清液。
7.3 空白式样的制备：
7.3.1 水样及浸出液：以水代替样品，按与试样制备相同的步骤进行空白试样的制备。 7.3.2 气样：取与样品相同批号、相同面积的空白滤膜或滤筒，按与试样制备相同的步骤制备实验室空白试样。
7.3.3 土壤及固废样品：不加样品（或称取同样质量的石英砂），按与试样制备相同的操作步骤进行固体废物空白试样的制备。 八、分析步骤
8.1 仪器参数设置（见附录）。
点燃等离子体后，按照厂家提供的工作参数进行设定，待仪器预热至各项指标稳定后开 始进行测量。
8.2 校准曲线的绘制
依次配制一系列待测元素的标准溶液，可根据实际样品中待测元素浓度情况调整校准曲线的浓度范围。分别移取一定体积的单元素标液（5.9）或多元素混合标准溶液（5.10），用硝酸溶液（5.7）配制至少5个点的系列标准曲线（参考浓度梯度0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L、8.0mg/L、16.0mg/L），将标准溶液由低浓度到高浓度依次导入电感耦合等离子体发射光谱仪，按照仪器参考测量条件测量发射强度。以目标元素系列质量浓度为横坐标，发射强度值为纵坐标，建立目标元素的校准曲线。
8.3 测定 8.3.1 样品测定
分析样品前，用系统洗涤溶液（5.6）冲洗系统直到空白强度值降至最低，待分析信号稳定后开始分析样品。样品测量过程中，若样品中待测元素浓度超出校准曲线范围，样品需稀释后重新测定。
8.3.2 空白样品的测定
按照与试样测定的相同条件测定空白试样（7.3）。 九、结果计算与表示 9.1 结果计算
气样：???c1?c0??V0?水样及浸出液：c?n Vstd?c1?c0??V0
V土壤及固废样品：w??c1?c0??V0
m?Wdm3
式中：ρ —样品中目标元素的浓度，μg/m； c —样品中目标元素的质量浓度，mg/L； w —样品中目标元素的含量，mg/kg； c1 —试样中目标元素的质量浓度，mg/L；
c0 —试样中目标元素的质量浓度，mg/L； V0 —消解后试样的定容体积，ml；
V —试样的取样体积，ml；
； n —滤膜切割的份数（对于滤筒n=1）
Vstd—标准状态下的采样体积m3/标准状态下干烟气的采样体积m3；
m —样品的称取量，g； Wdm—样品的干物质含量%。
9.2 结果表示
测定结果小数位数与方法检出限一致，最多保留三位有效数字。
十、质量保证和质量控制
10.1 空白样品
每批样品应至少分析2个空白试样。试剂空白中目标元素测定值应小于测定下限。若超出则须查找原因，重新分析直至合格之后才能分析样品。
10.2校准有效性检查
每批样品分析均须绘制校准曲线，校准曲线的相关系数应大于或等于0.995。 每分析10～20个样品需用一个校准曲线的中间点浓度校准溶液进行校准核查，其测定结果与最近一次校准曲线该点浓度的相对偏差应≤10%，否则应重新绘制校准曲线。
每半年至少应做一次仪器谱线的校对以及元素间干扰校正系数的测定。 10.3 精密度控制
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