《土壤有效態(tài)元素的測定-遼寧省環(huán)境保護廳_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  附件5</b></p><p>  《土壤 有效態(tài)元素的測定</p><p>  二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》(征求意見稿)</p><p><b>  編制說明</b></p><p>  《土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取

2、/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》標準編制組</p><p><b>  二〇一四年十二月</b></p><p>  項目名稱:土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法</p><p>  項目統(tǒng)一編號:1059</p><p>  項目承擔單位:云南省環(huán)境監(jiān)測中心站</p&g

3、t;<p>  編制組主要成員:張榆霞、黃 云、楊躍偉、鄧曉慶、王立前、趙祖軍、陳麗瓊</p><p>  標準所技術管理承辦人:戴天有、王海燕</p><p>  標準處項目管理負責人:張利飛、雷晶、吳文輝</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1項目

4、背景1</b></p><p>  1.1任務來源1</p><p>  1.2工作過程1</p><p>  2標準制修訂的必要性分析2</p><p>  2.1重金屬的環(huán)境危害2</p><p>  2.2相關環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要4</p><p> 

5、 3國內(nèi)外相關分析方法研究5</p><p>  3.1主要國家、地區(qū)及國際組織相關分析方法研究5</p><p>  3.2國內(nèi)相關分析方法研究6</p><p>  4標準制訂的基本原則和技術路線6</p><p>  4.1標準制訂的基本原則6</p><p>  4.2標準制訂的技術路線

6、…..6</p><p>  5方法研究報告……8</p><p>  5.1 方法研究的目標……………………………………………………………………….....8</p><p>  5.2 方法原理……………………………………………………………………………….....8</p><p>  5.3 試劑和材料………………………

7、…………………………………………………….....8</p><p>  5.4 干擾和消除…………………………………………………………………………….....9</p><p>  5.5 儀器和設備…………………………………………………………………………….....9</p><p>  5.6 樣品…………………………………………………………………

8、…...………………10</p><p>  5.7 分析步驟…………………………………………………………………...……………12</p><p>  5.8 結果計算與表示…………………………………………………………………….…..17</p><p>  5.9 質量保證和質量控制……………………………………………………………….…..17<

9、/p><p><b>  6方法驗證17</b></p><p>  6.1 方法驗證方案…………………………………………………………………………...17</p><p>  6.2 方法驗證過程…………………………………………………………………………...18</p><p>  6.3 方法驗證結論……

10、……………………………………………………………………...18</p><p>  7與開題報告的差異說明18</p><p><b>  8參考文獻19</b></p><p>  附件一:方法驗證報告…………………………………………………………………………..21</p><p>  《土壤 有效態(tài)元素的測定

11、 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》編制說明</p><p><b>  1 項目背景</b></p><p><b>  1.1 任務來源</b></p><p>  為落實“十一五”期間需要制訂國家環(huán)境保護標準的任務,2008年國家環(huán)??偩窒逻_了《土壤質量-緩沖溶液DTPA提取痕量元素》(ISO 1

12、4870-2001)的轉化任務,制訂國家環(huán)保標準《土壤、沉積物 痕量有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》項目計劃,由云南省環(huán)境監(jiān)測中心站承擔,項目統(tǒng)一編號為1059。</p><p><b>  1.2 工作過程</b></p><p>  1.2.1 成立標準編制組和編寫開題報告</p><p>  云南省

13、環(huán)境監(jiān)測中心站接到標準制定任務后,成立了標準編制組。根據(jù)國家環(huán)境保護部對國家環(huán)境保護標準制修訂項目的相關要求,編制組在整理了云南省站和吉林省站前期完成的由國家環(huán)境監(jiān)測總站組織的科技平臺項目:土壤、沉積物痕量有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體質譜法試驗資料的基礎上,收集《Soil quality-Extraction of trace elements by buffered DTPA solution》(ISO 1

14、4870-2001)以及其它國內(nèi)外相關文獻等資料,并進行整理、分析和論證,設計實驗方案,確定方法技術路線,編制了開題報告和標準草案。該開題報告和標準草案2008年9月進行了省內(nèi)專家咨詢,之后又反復修改三次。</p><p>  1.2.2 召開開題論證會</p><p>  2010年12月4日,由環(huán)境保護部科技標準司組織專家進行了開題論證,根據(jù)與會專家的建議和意見,將方法名稱改為《土壤

15、有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》,并盡量增加測定的目標元素,如鎳、鉻、鉛等。</p><p>  1.2.3 開展實驗室內(nèi)研究工作</p><p>  2011年1月至2014年7月,編制組在查詢和收集國內(nèi)外相關標準和文獻資料以及專家論證意見的基礎上,進一步修改和完善了標準方法的實驗方案,在原來實驗的基礎上,開展了大量的實驗室內(nèi)方法研究工作,形成了標

16、準草案和編制說明,以及方法驗證方案。</p><p>  1.2.4 組織6家實驗室方法驗證</p><p>  2011年1月至2014年7月,組織6家有資質的實驗室進行實驗方法的驗證,6家實驗室都具備了分析有效態(tài)元素的儀器設備和相應的前處理設備,統(tǒng)一派發(fā)了3個不同含量水平的標準樣品以及2個實際樣品。</p><p>  1.2.5 編寫標準征求意見稿和編制說明&

17、lt;/p><p>  2014年8月收回全部驗證報告,匯總統(tǒng)計驗證數(shù)據(jù),編寫《土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》的征求意見稿及編制說明。</p><p>  1.2.6標準征求意見稿和編制說明專家函審情況</p><p>  2013年3月,通過函審分別請三位專家對該標準征求意見稿和編制說明進行技術審核,針對專家提出的21條

18、修改意見,編制組查找資料、補充試驗、復核計算,逐一完成修改,修改情況詳見“國家環(huán)境保護標準征求意見情況匯總處理表(專家函審)”,并于2013年8月中旬將修改后的標準征求意見稿和編制說明及“國家環(huán)境保護標準征求意見情況匯總處理表(專家函審)”一并上報。</p><p>  1.2.7標準征求意見稿和編制說明環(huán)保部管理人員審查情況</p><p>  2014年4月,收到環(huán)保部標準處“關于對《

19、土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》(項目統(tǒng)一編號:1059)征求意見稿和編制說明的審查意見”后,編制組聯(lián)系增加了泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站為本標準第6家驗證單位,按要求開展并完成驗證實驗;同時針對標準處提出的三個方面12條意見,又查找資料、復核計算,逐條進行修改,修改情況詳見“國家環(huán)境保護標準征求意見情況匯總處理表(標準處審查)”,并于2014年9月上旬將修改后的標準征求意見稿和編制說明及“國家環(huán)境保

20、護標準征求意見情況匯總處理表(標準處審查)”一并上報。</p><p>  2 標準制修訂的必要性分析</p><p>  2.1 重金屬的環(huán)境危害</p><p>  隨著工業(yè)化進程的深入、城市的發(fā)展、農(nóng)用化學物質種類及數(shù)量的增加,土壤作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素已成為多種污染物的受納體,受到了直接和持久的危害。其中,土壤中的重金屬污染因具有潛伏性、不可逆性和長期性,正得到全

21、世界的重視。各國政府紛紛制定各種環(huán)境保護法規(guī),相關環(huán)境標準體系也逐漸趨于完善,同時也對環(huán)保工作者提出了更高的要求。</p><p>  環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是對農(nóng)作物和人畜生物顯毒性的Hg、Cd、Pb、Cr以及類金屬As,還包括具有毒性的Zn、Cu、Co、Ni、Sn、V等污染物,后者常量下對作物和人體是營養(yǎng)元素,過量時則出現(xiàn)危害。重金屬進入土壤后,就很難在生物物質循環(huán)和能量交換過程中分解,更難從土壤中遷出

22、,不僅會對土壤的生態(tài)結構和功能穩(wěn)定性造成影響,還會對植物的生長產(chǎn)生不利影響,甚至會通過各種食物鏈,經(jīng)過逐級生物富集對人體健康產(chǎn)生危害。研究表明,人體攝入或聚集的Hg、Cd、Pb、Cr、As、Sn、Zn、Cu、V等重金屬含量增高,會引起風濕性關節(jié)炎、骨痛病、腎炎、潰瘍病、貧血、高血壓、冠狀動脈硬化等疾病,并引發(fā)皮膚癌、食道癌、宮頸癌、肝癌、鼻咽癌等一系列癌癥以及造成慢性中毒等等。</p><p>  從生態(tài)學意義上

23、來說,土壤痕量元素的有效態(tài)就是生物有效態(tài),即能夠被植物實際吸收的部分。從土壤化學的觀點看,它不僅包括水溶態(tài),酸溶態(tài)、鰲合態(tài)和吸附態(tài),還包括能在短期內(nèi)釋放為植物可吸收利用的某些形態(tài)[7]。越來越多的研究發(fā)現(xiàn),某一重金屬在土壤中的全量并不能決定它的環(huán)境行為和生態(tài)效應,其在土壤中存在的形態(tài)和各種形態(tài)的數(shù)量比例才是決定其對環(huán)境及周圍生態(tài)系統(tǒng)造成影響的關鍵因素。</p><p>  《土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙

24、酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》適用的分析項目為銅、鐵、錳、鋅、鎘、鈷、鎳和鉛。這八種元素均為重金屬,其基本理化性質和危害見表1。</p><p>  表1 八種重金屬污染物項目的基本理化性質及危害</p><p>  2.2 相關環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要</p><p>  2.2.1 相關環(huán)保標準</p><p>  目前國內(nèi)對土

25、壤環(huán)境質量評價標準主要有《土壤環(huán)境質量標準GB 15618-1995》、《展覽會用地土壤環(huán)境質量評價標準HJ 350-2007》、《溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質量評價標準HJ 333-2006》、《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質量評價標準HJ 332-2006》等。這些標準對土壤中的鉻、汞、鉛、鋅、砷、鎘、鎳、銅等元素的評價標準或評價指標限值作出了規(guī)定,其中,規(guī)定了本方法中的銅、鋅、鉛、鎘、鎳五個元素的限值,且是該元素的總量值,沒有元素有效態(tài)的評價標準。迄

26、今,國內(nèi)尚無以有效態(tài)指標作為土壤重金屬污染的評價標準。</p><p>  由于土壤的復雜性,重金屬在不同土壤中的存在狀態(tài)不同,而土壤污染對植物的效應主要為重金屬有效態(tài)部分造成,因此以總量作為土壤環(huán)境質量標準難以反映重金屬對植物的效應。目前,我國現(xiàn)行的土壤環(huán)境質量標準采用總量為指標,對重金屬有效態(tài)較高的土壤具有一定的代表性,但對重金屬有效態(tài)含量較低的土壤則不能反映實際情況,有研究建議土壤環(huán)境質量標準的制(修)訂,

27、應增加重金屬有效態(tài)作為評價指標。</p><p>  2.2.2 環(huán)保工作的需要</p><p>  土壤是人類賴以生存和發(fā)展的重要自然資源和物質基礎,土壤環(huán)境質量狀況直接關系到農(nóng)產(chǎn)品安全、人居環(huán)境安全和生態(tài)安全等問題。長期以來,我國經(jīng)濟發(fā)展方式粗放,產(chǎn)業(yè)結構和布局不合理,污染物排放總量較高,土壤作為大部分污染物的最終歸宿,其環(huán)境質量受到顯著影響。</p><p>

28、  黨中央和國務院高度重視土壤環(huán)境保護工作,2011年12月國務院印發(fā)的《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》(國發(fā)[2011]42號)提出了“加強土壤環(huán)境保護制度建設”、“強化土壤環(huán)境監(jiān)管”、“推進重點地區(qū)污染場地和土壤修復”等土壤環(huán)境保護的重點任務。2012年11月,黨的十八大報告再次明確提出,“堅持預防為主、綜合治理,以解決損害群眾健康突出環(huán)境問題為重點,強化水、大氣、土壤等污染防治”。2013年1月國務院印發(fā)《近期土壤環(huán)境保護和綜合治理

29、工作安排》(國辦發(fā)[2013]7號)提出:到2015年底,建立土壤環(huán)境質量定期調(diào)查和例行監(jiān)測制度,基本建成土壤質量監(jiān)測網(wǎng);同時要求完善土壤環(huán)境保護標準體系,制(修)訂土壤環(huán)境質量、污染土壤風險評估、被污染土壤治理與修復、主要土壤污染物分析測試、土壤樣品、肥料中重金屬等有毒有害物質限量等標準。為了推進全國土壤環(huán)境保護和綜合治理工作全面開展,制定一系列的土壤環(huán)境監(jiān)測標準方法已刻不容緩。</p><p>  3國內(nèi)外相

30、關分析方法研究</p><p>  3.1主要國家、地區(qū)及國際組織相關分析方法研究</p><p>  土壤中有效態(tài)元素可用多種方法提取,如化學試劑浸提法、同位素稀釋法、快速生物法和解吸法等。雖然同位素稀釋法、快速生物法中的試管根法和解吸法等對表征土壤重金屬的生物有效性比較好,但是它們所要求的技術、設備條件較高或有待于進一步完善,化學試劑浸提法在實踐中比較常用。使用不同的浸提劑,測定結果又

31、會產(chǎn)生較大的差異。分析有效態(tài)元素常用的方法有比色法、原子吸收光譜法、極譜法、原子熒光法、ICP-AES和ICP-MS等。</p><p>  隨著各種大型儀器的普及,如石墨爐原子吸收分光光度計、ICP-AES、ICP-MS等,使得一次測定多種元素成為可能,促使加快多元素通用浸提劑的研究。最早的多元素浸提劑是1941年提出的Morgan,可同時浸提15個元素和離子,現(xiàn)已很少應用。通用浸提劑近年來雖有很大發(fā)展,但仍處

32、于發(fā)展階段,并且各種浸提劑還要經(jīng)過世界范圍內(nèi)不同條件的考驗,但是,它有著光輝的前程。只要有了Mehlich3和AB-DTPA兩種浸提劑就可以滿足酸性、中性、堿性等各類突然甚至無土栽培基質的多元素測定。</p><p>  經(jīng)編制組檢索,EPA、ASTM、JIS均未查到二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取土壤有效態(tài)相關標準,ISO、歐洲等國家頒布的相關標準方法有:ISO 14870-2001 土質 使用緩沖DTPA溶

33、液萃取微量元素;德國標準:DIN 38413-8-2000 德國對水、廢水和淤泥的統(tǒng)一檢驗法.單一組分(P組).第8部分;法國標準:NF X31-121-1993 土質.化學法.銅,錳,鋅和鐵的測定.存在DTPA時的萃取,NF X31-121-1986 土質.化學法.銅,錳,鋅和鐵的測定.存在DTPA時的萃取NF X31-121-1993(R2004) 土質.化學法.銅,錳,鋅和鐵的測定.存在DTPA時的萃取。</p>

34、<p>  國際標準化組織(International Organization for Standardization, ISO)于2001年公布實施了標準《Soil quality-Extraction of trace elements by buffered DTPA solution》(ISO 14870-2001),標準規(guī)定了用緩沖溶液二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取土壤樣品中痕量元素的方法。該方法主要用于測定

35、土壤中植物有效態(tài)銅、鐵、錳和鋅元素的含量,較適用于pH>6的土壤。提取出的痕量元素可用火焰或電熱原子吸收光譜法,電感耦合等離子體發(fā)射光譜法或其它相關技術測定。美國EPA 6010C方法介紹了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法用于測定水體或固體樣中幾十種元素的方法。</p><p>  本次制定的標準方法——《土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》即轉化國際標準化組織ISO148

36、70-2001方法。</p><p>  3.2 國內(nèi)相關分析方法研究</p><p>  有文獻對現(xiàn)行提取測定土壤微量元素有效組分的常規(guī)方法(HCl/DTPA)、Mehlich1 (簡稱M1)法、Mehlich3(簡稱M3)法和ASI(國際農(nóng)化服務中心Agro Service Internationl Inc.簡稱ASI)法進行了比較研究認為:常規(guī)方法提取劑的提取測定結果與作物的相關性較

37、好;M3法是一種適合于中性和酸性土壤的聯(lián)合提取劑,可同時提取P、K、Ca、Mg、Cu、Mn、Zn等多種元素,在我國北方地區(qū)應用較多。ASI法是弱堿性提取劑,也能一次性提取P、K、Cu、Mn、Zn等元素。</p><p>  目前,國內(nèi)有關土壤中有效態(tài)元素的測定方法標準主要有《土壤質量 有效態(tài)鉛和鎘的測定 原子吸收法》(GB/T 23739-2009) 以及農(nóng)業(yè)和林業(yè)部門的行業(yè)標準。2005年,農(nóng)業(yè)部發(fā)布了行業(yè)標準

38、《土壤有效態(tài)鋅、錳、鐵、銅含量的測定 二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》(NY/T890-2004),該方法規(guī)定了采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提劑提取土壤中有效態(tài)鋅、錳、鐵、銅,以原子吸收分光光度法或電感耦合等離子體發(fā)射光譜法加以定量測定的方法。2006年7月,農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《土壤檢測》系列標準(NY/T1121-2006) ,對有效態(tài)元素的測定分別是比色法測定土壤中有效硼、分光光度法測定土壤中的有效磷、極譜法測定土壤中有效鉬、比色法

39、測定土壤中有效硅、硫酸鋇比濁法測定土壤中有效硫四個部分。此外,還有林業(yè)部門行業(yè)標準《森林土壤有效磷的測定》(LY/T1232-1999)、《森林土壤有效硼的測定》(LY/T1258-1999)、《森林土壤有效鉬的測定》(LY/T1259-1999)、《森林土壤有效銅的測定》(LY/T1260-1999)、《森林土壤有效鋅的測定》(LY/T1261-1999)、《森林</p><p>  4 標準制、訂的基本原則和

40、技術路線</p><p>  4.1 標準制訂的基本原則</p><p>  本標準編制的基本原則是既參考國際先進標準及相關技術,同時結合國內(nèi)監(jiān)測機構的實際情況,依據(jù)《國家環(huán)境保護部標準制修訂工作管理辦法》和《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制修訂技術導則》(HJ168-2010)的要求,對優(yōu)選的技術和標準進行相關的技術驗證,確保方法標準的科學性、先進性和可操作性,并滿足以下條件:</p>

41、;<p> ?。?)方法的檢出限和測定范圍滿足相關環(huán)保標準和環(huán)境監(jiān)測工作的要求。</p><p> ?。?)方法準確可靠,滿足各項方法特性指標的要求。</p><p>  (3)方法具有普遍適用性,易于推廣使用。</p><p>  4.2 標準制訂的技術路線</p><p>  本標準的制定為2008年國家環(huán)??偩窒逻_的轉化I

42、SO標準任務,即轉化《Soil quality-Extraction of trace elements by buffered DTPA solution》(ISO 14870-2001) 。同時規(guī)定</p><p>  了采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進行測定。</p><p>  隨著對重金屬元素遷移和積累行為研究的深入,發(fā)現(xiàn)以全量重金屬評價土壤污染在實際應用中已顯露出不足之處,而以

43、“有效態(tài)”作為評價污染的強度指標能更好地反映土壤實際污染狀況及其對植物的危害。土壤中有效態(tài)元素可用多種方法提取,目前最常用的是化學試劑浸提法。選擇不同的提取劑,提取效率不同,同一提取劑的提取效率又會受土壤理化性質、提取劑濃度和體積、提取時間、提取溫度、振蕩頻率及目標元素的種類和各種形態(tài)分布情況等因素的影響。</p><p>  圖1 本標準制定的技術路線圖</p><p>  ISO 14

44、870-2001標準采用二乙烯三胺五乙酸(DTPA)作為提取劑,用于提取土壤中植物有效態(tài)銅、鐵、錳和鋅元素的含量,對有潛在毒性的元素包括鎘、鉻、鎳、鉛等元素的也可用此方法進行提取。目前國內(nèi)外已有相關標準發(fā)布和大量文獻報道采用DTPA作為土壤中的有效態(tài)元素的提取劑,該方法提取結果穩(wěn)定可靠,且能較好的反映出土壤重金屬和植物吸收量之間的相關性,市場上也容易購買到相應的標準樣品。同時該提取方法操作簡單、快捷,不同于傳統(tǒng)的元素全量消解方法,無需添

45、加高腐蝕性、高氧化性的強酸。電感耦合等離子體發(fā)射光譜具有檢出限低、準確度高,線性范圍寬,能多種元素同時測定等優(yōu)點,已發(fā)展為一種極為普遍、適用范圍廣的常規(guī)分析方法。目前,國內(nèi)大部分環(huán)境監(jiān)測實驗室均配備該儀器,為將來本標準的推廣施行,奠定了較好基礎。</p><p>  本標準制定的技術路線,見圖1。</p><p><b>  5 方法研究報告</b></p>

46、;<p>  5.1 方法研究的目標</p><p>  研究建立二乙烯三胺五乙酸(DTPA)浸提劑提取土壤中有效態(tài)銅、鐵、錳、鋅、鎘、鈷、鎳和鉛含量的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。樣品含量范圍、相對標準偏差、加標回收率等特性指標滿足《環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T166-2004)要求,方法檢出限滿足《土壤環(huán)境質量標準GB 15618-1995》一級(自然背景)標準值的1/4要求,詳見表2。</

47、p><p>  表2 本標準擬達到的特性指標要求</p><p><b>  5.2 方法原理</b></p><p>  用pH=7.3±0.2的二乙烯三胺五乙酸-氯化鈣-三乙醇胺(DTPA-CaCl2-TEA)緩沖溶液作為浸提劑,螯合浸提出土壤中有效態(tài)銅、鐵、錳、鋅、鎘、鈷、鎳和鉛。其中DTPA為螯合劑;氯化鈣能防止石灰性土壤中游離碳

48、酸鈣的溶解,避免因碳酸鈣所包蔽的鋅、鐵等元素釋放而產(chǎn)生的影響;三乙醇胺作為緩沖劑,能使溶液pH保持7.3左右,對碳酸鈣溶解也有抑制作用。用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定浸提液中銅、鐵、錳、鋅、鎘、鈷、鎳和鉛的含量。</p><p><b>  5.3 干擾和消除</b></p><p>  5.3.1 光譜干擾</p><p>  光譜干擾

49、是分析物信號與干擾物引起的輻射信號分辨不開產(chǎn)生的,包括譜線重疊干擾和連續(xù)背景干擾等。譜線重疊主要包括直接重疊和分析線附近強度變寬導致的線翼重疊。連續(xù)背景干擾是指連續(xù)發(fā)射形成的帶狀光譜疊加在分析線上形成的干擾。其來源主要有:電子-離子復合輻射、韌致輻射、分子輻射和雜散光?;w含量越高,前三種來源產(chǎn)生的背景強度就越大。選擇合適的分析線從而避免光譜線的干擾是最簡單實用的消除譜線重疊干擾的方法,此外,采用干擾系數(shù)校正法能有效校正光譜干擾。表3為

50、推薦選用分析線。連續(xù)背景干擾一般用儀器自帶的扣背景的方法消除。</p><p>  表3 本標準推薦選用分析線</p><p>  5.3.2 非光譜干擾</p><p>  非光譜干擾能引起分析信號大小的改變,但不具有加和性,其機理和行為比光譜干擾要復雜得多。非光譜干擾包括物理因素干擾、化學干擾、電離及基體效應干擾等。通常采用基體匹配法,即使用建立標準曲線的標準溶

51、液與分析樣品的溶液的主要成分濃度和酸度匹配的方法,由于主成分相似,其對分析元素的非光譜干擾也相似,從而可以消除或降低非光譜干擾。同時應選擇最佳的操作參數(shù),如合適的功率、載氣流速等。</p><p><b>  5.4 試劑和材料</b></p><p>  除非另有說明,分析時均使用符合國家標準的分析純化學試劑。</p><p>  5.3.1

52、 水:實驗用水需達到或優(yōu)于GB/T 6682中二級水標準。</p><p>  5.3.2 三乙醇胺 (TEA),C6H15NO3。</p><p>  5.3.3 二乙烯三胺五乙酸 (DTPA),C14H23N3O10。</p><p>  5.3.4 二水合氯化鈣,CaCl2·2H2O。</p><p>  5.3.5 鹽酸:ρ

53、(HCl)=1.19g/ml,優(yōu)級純。</p><p>  5.3.6 鹽酸溶液:1+1,用鹽酸(4.5)配制。</p><p>  5.3.7 DTPA浸提液:c(TEA)=0.1 mol/L,c(CaCl2)=0.01 mol/L,c(DTPA)=0.005 mol/L;pH為7.3。</p><p>  在燒杯中依次加入14.92g TEA (5.3.2),1

54、.967g DTPA (5.3.3),1.470g二水合氯化鈣 (5.3.4),加入水(5.3.1)并攪拌使其完全溶解,繼續(xù)加水稀釋至約800ml,在pH計上用鹽酸溶液(5.3.6)調(diào)整pH為7.3±0.2,轉移至1000ml容量瓶中定容至刻度,搖勻。DTPA浸提液應避光保存,使用前應檢查pH值。</p><p>  5.4.8 標準溶液</p><p>  5.4.8.1 單元

55、素標準儲備液:可用高純度的金屬(純度大于99.99%)或金屬鹽類(基準或高純試劑)配制成1000 mg/L 或500 mg/L的標準儲備溶液,溶液酸度保持在1.0%(v/v)以上。也可直接購買有證標準溶液。</p><p>  5.4.8.2 多元素標準使用溶液:可通過單元素標準儲備溶液配制成200 mg/L的標準使用溶液,保存有效期為30天,也可購買有證標準溶液。</p><p>  5

56、.4.9 有效態(tài)土壤標準物質:GBW07413a、GBW07414a、GBW07416a</p><p>  5.4.10載氣:氬氣(純度不低于99.99%)。</p><p><b>  5.5 儀器和設備</b></p><p>  該標準方法選用測定儀器為ICP-OES,主要有以下3個原因:1、ICP-OES操作方便,具有較高靈敏度和穩(wěn)定

57、性,且一次進樣能實現(xiàn)多個元素的快速分析;2、普及性廣,大多數(shù)分析實驗室都配備該儀器;3、本標準方法所測定的目標元素含量水平較適合用該儀器測定。</p><p>  所有玻璃儀器均須用(1+1)硝酸溶液浸泡24小時以上,然后依次用自來水、去離子水沖洗干凈。</p><p>  5.5.1 等離子體原子發(fā)射光譜儀。</p><p>  5.5.2 振蕩器,振蕩速度應能滿

58、足180r/min±20r/min的振蕩頻率。</p><p>  5.5.3 pH計。</p><p>  5.5.4 分析天平:精度為0.0001g。</p><p>  5.5.5 離心機:<5000r/min。</p><p>  5.5.6 離心管:50ml。</p><p>  5.5.7具塞三角

59、瓶:100mL。</p><p>  5.5.8 一般實驗室常用儀器和設備。</p><p><b>  5.6 樣品</b></p><p>  5.6.1 樣品的采集與保存</p><p>  按照HJ/T 166的相關規(guī)定進行土壤樣品的采集與保存。</p><p>  現(xiàn)場采集的樣品應收集到

60、玻璃瓶或無吸附作用的其他容器中,并剔除其中雜物(沙礫、石塊、木棒、雜草、植物殘根、昆蟲尸體和石塊等)和新生體(如錳結核、石灰結核等)。</p><p>  5.6.2樣品的制備</p><p>  根據(jù)《Soil quality-Extraction of trace elements by buffered DTPA solution》(ISO 14870-2001)要求:土壤樣品自然風

61、干,過2mm篩。因本項目用到的三個土壤標準樣品均為1.0mm,為研究粒徑大小對浸提效率的影響,特用粒徑為0.15mm、0.25mm、1.0mm和2.0mm的同一土壤實際樣品分別進行6次平行測定,計算得到不同粒徑平均測量值。 按《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋-正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》(GB/T4883-2008)規(guī)定,用Grubbs檢驗法檢驗各粒徑平均測量值與總體均值的一致性,在顯著性水平α=5%時,檢驗結果表明:除0.25mm粒徑的Zn測量

62、值與總體均值有顯著性差異外,其它不同粒徑測值與其總體均值無顯著性差異。但需說明,《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T 166-2004)對鋅精密度的室內(nèi)相對標準偏差規(guī)定是不得大于25%,而不同粒徑鋅測定值的相對標準偏差是3.2%,因此可以判定0.25mm粒徑的Zn測值符合HJ/T 166-2004規(guī)定的精密度允許差。不同粒徑土壤樣品測定及統(tǒng)計結果見表4。</p><p>  表4 不同粒徑土壤樣品測定及統(tǒng)計結果&l

63、t;/p><p>  * 鋅的最小值1.50檢驗統(tǒng)計量G’(1) =1.480>G(4) ,0.05=1.463,該數(shù)據(jù)與總體均值存在顯著性差異。</p><p>  試驗研究結果表明,粒徑大小對浸提效率沒有影響。因此,本方法所用土壤樣品為風干研壓后過1.0mm篩,且充分混勻后裝入玻璃廣口瓶或塑料瓶中,避光保存。</p><p>  5.6.3浸提試樣的制備</p

64、><p>  準確稱取10.0g土壤樣品,置于100mL三角瓶中(5.4.7)。用移液管或配液器加入20ml DTPA浸提液(5.3.7),將瓶塞蓋緊。在20℃±2℃室溫下,以180r/min±20r/min的振蕩頻率振蕩2h。將浸提液緩慢倒入離心管(5.4.6)中, 3000r/min離心10min,上清液經(jīng)過濾后于48h內(nèi)進行測定分析。</p><p>  根據(jù)《Soi

65、l quality-Extraction of trace elements by buffered DTPA solution》(ISO 14870-2001)一文中規(guī)定:該方法主要用于測定土壤中植物有效態(tài)銅、鐵、錳和鋅元素的含量,較適用于pH>6的土壤。對有潛在毒性的元素包括鎘、鉻、鎳和鉛的也可用此方法進行提取。當土壤中含大量的一種或幾種上述元素時,任何一種元素的提取效率會因為超過DTPA的負載能力而降低。在本方法準備的3個土壤標準

66、樣品中,兩個標準樣品pH>6,一個標準樣品為pH=4.71±0.09,經(jīng)實驗室內(nèi)測定,試驗結果見表5~表7。</p><p>  表5 標準樣品1(pH>6)測試數(shù)據(jù)</p><p>  表6標準樣品2(pH>6)測試數(shù)據(jù)</p><p>  表7標準樣品3(pH=4.71±0.09)測試數(shù)據(jù)</p><p>  從試驗結

67、果看,測定值均在標準物質認定值范圍內(nèi)。同時,3個標準樣品中各元素含量各不相同,按照樣品量和浸提液比為1:2(m/v)條件下已得到滿意浸提效率。如果測定需要的浸提液體積較大,則可稱取15.0g或20.0g樣品,但應保證樣品和浸提液比為1:2(m/v),同時應使用足夠大的浸提容器,以確保樣品的充分振蕩。</p><p>  5.6.4 DTPA浸提液的配制</p><p>  在燒杯中連續(xù)加入

68、14.92g TEA (5.3.2),1.967g DTPA (5.3.3),1.470g二水合氯化鈣 (5.3.4),加入水(5.3.1)并攪拌使其完全溶解,繼續(xù)加水稀釋至約800ml,在pH計上用鹽酸溶液(5.3.6)調(diào)整pH為7.3±0.2,轉移至1000ml容量瓶中定容至刻度,搖勻。DTPA浸提液應避光保存,使用前應檢查pH值。</p><p><b>  5.7 分析步驟</b

69、></p><p>  5.7.1 儀器調(diào)試</p><p>  開機后需預熱20min以上,不同型號的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀的最佳工作條件不同,應根據(jù)待測元素性質,按照儀器使用說明書選擇合適分析條件。本標準給出部分參考條件見表8。</p><p>  表8 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀參考條件</p><p>  5.7.2

70、校準曲線的繪制</p><p>  分別移取一定體積的各元素標準溶液置于同一組100ml容量瓶中,用DTPA浸提液(5.3.7)稀釋至刻度,混勻。以DTPA浸提液為校準曲線系列的最低校準點,制備至少5個濃度點的標準系列,可根據(jù)儀器和樣品情況,配制不同濃度的校準濃度,其相關系數(shù)應≥0.999。校準曲線溶液濃度見表9。</p><p>  表9 初始標準曲線溶液濃度</p>&l

71、t;p><b>  5.7.3 測定</b></p><p>  將前處理好的樣品倒入進樣管中,按5.6.2相同測定條件進行測定,并記錄測定值。如樣品濃度較高,超過標準曲線最高濃度點,應該用DTPA浸提液稀釋一定倍數(shù)后進樣,測定結果為乘上相應倍數(shù)的值。</p><p>  5.7.4 空白試驗</p><p>  用DTPA浸提液(5.3

72、.7)代替浸提樣品,按照與試樣的浸提和測定相同的步驟進行空白試樣測定??瞻自囼灲Y果見表10。</p><p>  5.7.5 方法檢出限和測定下限</p><p>  方法編制單位按照樣品分析的全步驟,重復7次全程序空白試驗,計算7次平行測定的標準偏差,按照下式計算方法檢出限。</p><p>  測定下限為4倍方法檢出限。方法檢出限和測定下限結果見表10。<

73、/p><p>  MDL=t(n-1,0.99)×S</p><p>  式中:MDL—檢出限;</p><p>  n—樣品的平行測定次數(shù);</p><p>  t—自由度為n-1,置信度為99%,時的t值(n=7時,t=3.143); </p><p>  S—n次平行測定的標準偏差。</p>

74、<p>  表10 方法檢出限、測定下限數(shù)據(jù)表</p><p>  5.7.6 方法精密度</p><p>  方法編制單位對3個不同含量水平的標準樣品以及2個實際樣品進行分析測試,實驗室內(nèi)方法精密度試驗結果見表11~表15。3個標準樣品中待測物的標準參考值見表5~7。</p><p>  表11 標準樣品1精密度測試結果</p><p

75、>  表12標準樣品2精密度測試結果</p><p>  表13標準樣品3精密度測試結果</p><p>  表14 實際樣品1精密度測試結果</p><p>  表15 實際樣品2精密度測試結果</p><p>  5.7.7方法準確度</p><p>  方法編制單位對3個不同含量水平的標準樣品進行測定,實驗

76、室內(nèi)方法準確度實驗結果見表5~表7。</p><p>  5.7.8加標回收率</p><p>  方法編制單位對2個實際樣品進行加標分析測定準確度,實驗室內(nèi)方法實際樣品的加標回收率見表16、表17。</p><p>  表16 實際樣品1加標回收率結果</p><p>  表17 實際樣品2加標回收率結果</p><p&

77、gt;  5.8 結果計算與表示</p><p>  5.8.1 結果計算</p><p>  土壤樣品中各有效態(tài)元素的含量W(mg/kg),按下式計算:</p><p>  式中:ρ — 浸提試樣中某金屬元素的濃度值,μg/ml</p><p>  ρo — 空白試樣中該金屬元素的濃度值,μg/ml</p><p>

78、  V — 浸提液體積,ml</p><p>  D — 試樣溶液的稀釋倍數(shù)</p><p>  m — 稱取土壤樣品的質量,g</p><p>  5.8.2 結果表示</p><p>  當測定結果小于10mg/kg時,測定結果小數(shù)點后位數(shù)的保留與方法檢出限一致,當測定結果大于等于10mg/kg時,測定結果保留3位有效數(shù)字。</p&

79、gt;<p>  5.9 質量保證和質量控制</p><p>  本方法參照《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制修訂技術導則》(HJ168-2010)中的規(guī)定,并結合實驗室內(nèi)及實驗室間的驗證結果,以空白試驗、校準曲線檢查、平行樣測定、回收率指標等方面制定了質量保證和質量控制的建議和要求。具體質量保證和質量控制措施,見本標準(11)。</p><p><b>  6 方法驗證&

80、lt;/b></p><p>  6.1 方法驗證方案</p><p>  6.1.1驗證的實驗室及人員情況</p><p>  有六家單位參加了方法驗證工作,參與方法驗證的實驗室、驗證人員的基本情況見表18。</p><p>  表18 參與方法驗證實驗室、驗證人員基本情況表</p><p>  6.1.2 方

81、法驗證的方案</p><p>  按照《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制訂技術導則》(HJ/T168-2010)和《國家環(huán)境污染物監(jiān)測方法標準制修訂工作暫行要求(環(huán)科函[2009]10號)》的規(guī)定,組織6家有資質的實驗室進行驗證。根據(jù)影響方法的精密度和準確度的主要因素和數(shù)理統(tǒng)計學的要求,編制方法驗證方案,確定樣品類型、含量水平、分析人員,分析設備、分析時間及重復測試次數(shù)等,驗證單位按HJ/T168-2010中表D1-4、

82、D1-5、D1-6、D1-7的要求完成方法驗證報告。驗證數(shù)據(jù)主要包括檢出限、測定下限、精密度、準確度以及加標回收率。方法驗證方案如下:</p><p>  前處理方法:DTPA浸提液振蕩提取,離心機離心,上清液過濾。</p><p>  方法檢出限:按照提取—離心—過濾—儀器分析全過程,平行測定7次空白樣品,計算標準偏差S,檢出限:MDL=3.143×S。</p>

83、<p>  方法測定下限:按照HJ/T168-2010的規(guī)定,以4倍方法檢出限為方法的測定下限。</p><p>  方法精密度:對3個有證標準土樣GBW07413a、GBW07414a、GBW07416a進行分析測定,按全程序每個樣品平行測定6次,分別計算其平均值、相對偏差、相對標準偏差。對2個實際樣品進行分析測定,按全程序每個樣品平行測定6次,分別計算其平均值、相對偏差、相對標準偏差。</p&

84、gt;<p>  方法準確度:對3個有證標準土樣:GBW07413a、GBW07414a、GBW07416a分別進行6次全程序平行測定,并計算平均值、相對誤差。</p><p>  加標回收率:對2個實際樣品分別加入一定量的標準物質進行測定,加標量一般為被測組分含量的0.5~1.0 倍,按全程序每個加標樣品平行測定6次,分別計算其平均值、加標回收率。</p><p>  6.

85、2 方法驗證過程</p><p>  聯(lián)系并確定6家方法驗證單位。按照方法驗證方案準備實驗用品,與驗證單位確定驗證時間。在方法驗證前,對參加驗證的試驗人員說明驗證內(nèi)容、要求及步驟方法,對試驗過程中有疑問或有問題的地方進行解答或指導,統(tǒng)一發(fā)放驗證樣品。按《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制訂技術導則》(HJ/T168-2010)的規(guī)定,提供驗證報告表格。</p><p>  方法各項特性指標達到預期要

86、求。具體的方法驗證報告,見附件一。 </p><p>  6.3 方法驗證結論</p><p>  最終驗證的方法檢出限、精密度和準確度等統(tǒng)計結果,均能滿足方法特性指標要求?!斗椒炞C報告》詳見本報告附錄。</p><p>  7 與開題報告的差異說明</p><p>  方法名稱由開題前的《土壤、沉積物 痕量有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙

87、酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》更改為《土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》。</p><p>  增加了4個目標元素:鎘、鈷、鎳、鉛。未包含ISO 14870-2001標準中鉻的主要原因是,購買不到含有效態(tài)鉻的標準樣品。</p><p><b>  8 參考文獻</b></p><p>  [

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104、》(LY/T1261-1999)</p><p>  [36] 《森林土壤有效鐵的測定》(LY/T1262-1999)</p><p>  [37] 《森林土壤有效硫的測定》(LY/T1265-1999)</p><p>  [38] 《森林土壤有效硅的測定》(LY/T1266-1999)</p><p><b>  附件一:<

105、;/b></p><p><b>  方法驗證報告</b></p><p>  方法名稱:土壤 有效態(tài)元素的測定 二乙烯三胺五乙酸提取/電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法</p><p>  項目主編單位: 云南省環(huán)境監(jiān)測中心站 </p><p>  驗證單位:中國科學院西

106、雙版納熱帶植物園生物地球化學實驗室、上海市環(huán)境監(jiān)測中心、四川省環(huán)境監(jiān)測中心、江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心、玉溪市環(huán)境監(jiān)測站、泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站 </p><p>  項目負責人及職稱: 張榆霞 正高級工程師 </p><p>  通訊地址:云南省昆明市環(huán)城西路539號

107、 電話:0871-4154631 </p><p>  報告編寫人及職稱: 黃 云 工程師 </p><p>  報告日期: 2014 年 09 月 10 日</p><p>  六家單位參加了方法驗證,實驗室編號1——中國科學院西雙版納熱帶植物園生物地球化學實驗室;2——上海市環(huán)境監(jiān)測中心;3——四川省環(huán)

108、境監(jiān)測中心;4——江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心;5——玉溪市環(huán)境監(jiān)測站;6——泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站。</p><p><b>  1 原始測試數(shù)據(jù)</b></p><p>  1.1 實驗室基本情況</p><p>  附表1-1 參加驗證的人員情況登記表</p><p>  附表1-2 使用儀器情況登記表</p>

109、<p>  附表1-3 使用試劑及溶劑登記表</p><p>  1.2 方法檢出限、測定下限測試數(shù)據(jù)</p><p>  各驗證實驗室的方法檢出限及測定下限測試數(shù)據(jù)見附表1-4-1~附表1-4-6。</p><p>  附表1-4-1 方法檢出限、測定下限測試數(shù)據(jù)表</p><p>  驗證單位:中國科學院西雙版納熱帶植物園生物地

110、球化學實驗室</p><p>  測試日期:2011年6月</p><p>  附表1-4-2 方法檢出限、測定下限測試數(shù)據(jù)表</p><p>  驗證單位:上海市環(huán)境監(jiān)測中心</p><p>  測試日期:2011年7月</p><p>  附表1-4-3 方法檢出限、測定下限測試數(shù)據(jù)表</p><

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