[PDF] HJ 781-2016 - 中国标准 英文版
| 标准号码 | 美元 | 购买PDF | 工期 | 标准名称(英文版) |
| HJ 781-2016 | 669 | HJ 781-2016 | <=5 | 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 |
| 基本信息 | |
|---|---|
| 标准编号 | HJ 781-2016 (HJ781-2016) |
| 中文名称 | 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 |
| 英文名称 | Solid waste. Determination of 22 metal elements. Inductively coupled plasma optical emission spectrometry |
| 行业 | 环保行业标准 |
| 中标分类 | Z13 |
| 字数估计 | 27,279 |
| 发布日期 | 2016-02-01 |
| 实施日期 | 2016-03-01 |
| 引用标准 | GB 5086.1; HJ/T 20; HJ/T 298; HJ/T 299; HJ/T 300; HJ 557 |
| 标准依据 | 环境保护部公告2016年第10号 |
| 发布机构 | 生态环境部 |
| 范围 | 本标准规定了测定固体废物及固体废物浸出液中22种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱法。本标准适用于固体废物及固体废物浸出液中银(Ag)、铝(Al)、钡（Ba)、铍（Be)、钙（Ca)、镉(Cd)、钴（Co)、铬（Cr)、铜（Cu)、铁（Fe)、钾（K)、镁（Mg)、 锰 (Mn)、钠（Na).、镍(Ni)、铅（Pb)、锶（Sr)、钛(Ti)、钒 CV)、锌（Zn)、铊 (Ti)、锑（Sb）等22种金属元索的测定。若通过验证, 本标准也可适用于其他痕量金属元素的测定。 |
HJ 781-2016
中华人民共和国国家环境保护标准
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
Solid waste – Determination of 22 metal elements –
Inductively coupled plasma optical emission spectrometry
2016-02-01发布
2016-03-01实施
环 境 保 护 部
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 干扰和消除.2
5 试剂和材料.2
6 仪器和设备.3
7 样品.3
8 分析步骤..5
9 结果计算与表示..6
10 精密度和准确度..7
11 质量保证和质量控制8
12 废物处理..9
13 注意事项..9
附录 A（规范性附录）各元素方法检出限和测定下限.10
附录 B（资料性附录）方法的精密度..11
附录 C（资料性附录）方法的准确度..17
附录 D（资料性附录）元素测定波长及元素间干扰..20
附录 E（资料性附录）标准加入法 22
前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，
保护环境，保障人体健康，规范固体废物中 22 种金属元素的测定方法，制定本标准。
本标准规定了测定固体废物和固体废物浸出液中 22 种金属元素的电感耦合等离子体发射
光谱法。
本标准为首次发布。
本标准的附录 A 为规范性附录，附录 B、附录 C、附录 D 和附录 E 均为资料性附录。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：江苏省环境监测中心。
本标准验证单位：南京市环境监测中心站、浙江省环境监测中心、上海市环境监测中心
站、常州市环境监测中心站、马鞍山市环境监测中心站、连云港市环境监测中心站。
本标准环境保护部 2016 年 2 月 1 日批准。
本标准自 2016 年 3 月 1 日起实施。
本标准由环境保护部解释。
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
警告：实验中使用的高氯酸、硝酸、过氧化氢具有强氧化性和腐蚀性，盐酸、氢氟酸具
有强挥发性和腐蚀性，操作时应按规定要求佩戴防护用品，溶液配制及样品预处理过程应在
通风橱中进行操作。
1 适用范围
本标准规定了测定固体废物及固体废物浸出液中 22 种金属元素的电感耦合等离子体发射
光谱法。
本标准适用于固体废物及固体废物浸出液中银（Ag）、铝（Al）、钡（Ba）、铍（Be）、
钙（Ca）、镉（Cd）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、铁（Fe）、钾（K）、镁（Mg）、
锰（Mn）、 钠（Na）、镍（Ni）、铅（Pb）、锶（Sr）、钛（Ti）、钒（V）、 锌（Zn）、
铊（Tl）、锑（Sb）等 22 种金属元素的测定。若通过验证，本标准也可适用于其他痕量金
属元素的测定。
固体废物样品量为 0.25 g，消解后定容体积为 25.0 ml 时，22 种金属元素的方法检出限为
0.04 mg/kg ~8.9 mg/kg，测定下限为 0.16 mg/kg ~35.6 mg/kg。固体废物浸出液中 22 种金属元
素的方法检出限为 0.004 mg/L ~0.35 mg/L，测定下限为 0.016 mg/L ~1.40 mg/L。详见附录 A。
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 5086.1 固体废物 浸出毒性浸出方法 翻转法
HJ/T 20 工业固体废物采样制样技术规范
HJ/T 298 危险废物鉴别技术规范
HJ/T 299 固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法
HJ/T 300 固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法
HJ 557 固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法
3 方法原理
固体废物或固体废物浸出液经酸消解后，进入等离子体发射光谱仪的雾化器中被雾化，
由氩载气带入等离子体火炬中，目标元素在等离子体火炬中被气化、电离、激发并辐射出特
征谱线。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。
4 干扰和消除
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。校正光谱干扰常用的方法是背景扣除法（根
据单元素试验确定扣除背景的位置及方式）及干扰系数法。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，可按公式（1）求得干扰系数。
t Q
QQK)'(−= （1）
式中： tK --干扰系数；
'Q --在分析元素波长位置测得的含量；
Q --分析元素的含量；
tQ --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 ，根据公式
（1）求出 tK ，然后进行人工扣除或计算机自动扣除。一般情况下，固体废物及固体废物浸出
液样品中各元素含量浓度较低，光谱和基体元素间干扰可以忽略。当各元素含量浓度较高时，
目标元素测定波长光谱干扰及相关干扰系数见附录 D。注意不同仪器测定的干扰系数会有区
别。
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。
标准加入法见附录E。
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分析纯试剂，实验用水为新制备的去离子
水。
5.1 浓硫酸：ρ（H2SO4）＝1.84 g/ml，优级纯。
5.2 浓硝酸：ρ（HNO3）＝1.42 g/ml，优级纯。
5.3 浓盐酸：ρ（HCl）＝1.19 g/ml，优级纯。
5.4 氢氟酸：ρ（HF）＝1.49 g/ml，优级纯。
5.5 高氯酸：ρ（HClO4）＝1.76 g/ml，优级纯。
5.6 过氧化氢：φ（H2O2）=30 %，优级纯。
5.7 硝酸溶液：1+1（v/v），用浓硝酸（5.2）配制。
5.8 硝酸溶液：1+99（v/v），用浓硝酸（5.2）配制。
5.9 盐酸溶液：1+1（v/v），用浓盐酸（5.3）配制。
5.10 单元素标准贮备液：ρ＝1000 mg/L。
可用高纯度的金属（纯度大于99.99%）或金属盐类（基准或高纯试剂）配制成1000 mg/L
含1%硝酸（5.8）的标准贮备液。也可购买市售有证标准溶液。
5.11 单元素标准使用液。
分别移取单元素标准贮备液（5.10）稀释配制。稀释时补加一定量的硝酸（5.7），使标
准使用液的硝酸含量为1%。
5.12 多元素混合标准溶液。
根据元素间相互干扰的情况和标准溶液的性质分组制备，其浓度应根据分析样品及待测
元素而定，标液的酸度尽量与待测试样的酸度保持一致，均为1%的硝酸。多元素混合标准溶
液分组情况见表1。
表 1 多元素混合标准溶液分组情况表
分组 元素
1 Ag、Be
2 V、Ti
3 Al、Ba、Fe、Mn、Ca、Mg、K、Na
4 Sr、Sb
5 Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn
6 Cd、Tl
5.13 氩气：纯度不低于 99.99%。
6 仪器和设备
6.1 电感耦合等离子体发射光谱仪。
6.2 微波消解仪：具有程序温控功能，最大功率范围 600 W～1500 W。
6.3 温控电热板：控制精度±2.5 ℃。
6.4 分析天平：精度±0.0001 g。
6.5 聚四氟乙烯坩埚：50 ml。
6.6 聚四氟乙烯坩埚：100 ml。
6.7 筛：非金属筛，100 目。
6.8 一般实验室常用仪器和设备。
7 样品
7.1 样品采集与保存
按照 HJ/T 20 和 HJ/T 298 的相关规定进行固体废物样品的采集与保存。
7.2 样品制备
7.2.1 固体废物
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，准
确称取 10 g（m1，精确至 0.01 g）样品，自然风干或冷冻干燥，再次称重（m2，精确至 0.01 g），
研磨，全部过 100 目筛（6.7）备用。
7.2.2 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（5.2）酸化（1 L 浸出液加入 10 ml 硝酸（5.2）），
并尽快消解，不要超过 24 h。
7.3 试样制备
7.3.1 固体废物试样
7.3.1.1 微波消解法
对于固态或可干化的半固态样品，称取 0.1 g～0.5 g（m3，精确至 0.0001 g）过筛样品（7.2.1）；
对于液态或无需干化的半固态样品，直接称取 0.5 g（m3，精确至 0.0001 g）样品（含油固体
废物应适当少取）。置于微波消解罐中，用少量水润湿后加入 9 ml 浓硝酸（5.2）、2 ml 浓盐
酸（5.3）、3 ml 氢氟酸（5.4）及 1 ml 过氧化氢（5.6），按照表 2 的升温程序进行消解。微
波消解后的样品需冷却至少 15 分钟后取出，用少量实验用水将微波消解罐中全部内容物转移
至 50 ml 聚四氟乙烯坩埚（6.5）中，加入 2 ml 高氯酸（5.5），置于电热板上加热至 160 ℃～
180 ℃，驱赶至白烟冒尽，且内容物呈粘稠状。取下坩埚稍冷，加入 2 ml 硝酸溶液（5.8），
温热溶解残渣。冷却后转移至 25 ml 容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液
全部转移至 25 ml 容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）定容至标线，混匀，待测。
表 2 固体废物微波消解参考升温程序
升温时间（min） 消解温度（℃） 保持时间（min）
5 室温～120 3
3 120～160 3
3 160～180 10
注 1：最终消解后仍有颗粒物沉淀，则需离心或以 0.45 µm 膜过滤后定容。
注 2：有机质含量较高的样品，需提前加入 5 ml 浓硝酸（5.2）浸泡过夜。
7.3.1.2 电热板消解法
对于固态或可干化的半固态样品，称取 0.1 g～0.5 g（m3，精确至 0.0001 g）过筛样品（7.2.1）；
对于液态或无需干化的半固态样品，直接称取 0.5 g（m3，精确至 0.0001 g）样品（含油固体
废物应适当少取）。置于聚四氟乙烯坩锅（6.5）中，在通风橱内，向坩锅中加入 1 ml 实验用
水湿润样品，加入 5 ml 浓盐酸（5.3）置于电热板上以 180 ℃～200 ℃加热至近干，取下稍冷。
加入 5 ml 浓硝酸（5.2）、5 ml 氢氟酸（5.4）、3 ml 高氯酸（5.5），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 3 ml 浓硝酸（5.2）、3 ml 氢氟酸（5.4）、1 ml 高氯酸（5.5），重复上述消解过
程。取下坩埚稍冷，加入 2 ml 硝酸溶液（5.8），温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至 25 ml
容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）
定容至标线，混匀，待测。
注 3：有机质含量较高的样品，需提前加入 5 ml 浓硝酸（5.2）浸泡过夜。
7.3.2 固体废物浸出液试样
7.3.2.1 微波消解法
量取固体废物浸出液样品（7.2.2）25.0 ml 至微波消解罐中，加入 5 ml 浓硝酸（5.2），按
微波消解仪器说明装好消解罐，按照表 3 的升温程序进行消解。消解程序结束后，消解罐应
在微波消解仪内冷却至室温取出。放至通风橱内小心打开消解罐盖，用少量实验用水将微波
消解罐中全部内容物转移至 100 ml 聚四氟乙烯坩埚（6.6）中，在电热板上以 180 ℃加热消解
1 小时，取下坩埚稍冷。转移至 25 ml 容量瓶中，用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液
全部转移至 25 ml 容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）定容至标线，混匀，待测。
表 3 固体废物浸出液微波消解参考升温程序
升温时间（min） 消解温度（℃） 保持时间（min）
10 室温～150 5
5 150～180 5
注 4：固体废物种类较多，所含有机质差异较大，消解时各种酸的用量可视消解情况酌情增减；电热板温
度不宜太高，防止聚四氟乙烯坩埚变形；样品消解时，需防止蒸干，以免待测元素损失。
注 5：样品及加入酸的体积总和不应超过消解罐体积的 1/3。
7.3.2.2 电热板消解法
量取固体废物浸出液样品（7.2.2）25.0 ml 于 100 ml 聚四氟乙烯坩埚（6.6）中，加入 5 ml
浓硝酸（5.2），在电热板上于 180 ℃加热消解 1～2 小时。若有颗粒物或沉淀，需滴加浓硝酸
（5.2）2 ml 继续加热消解，直至溶液澄清。用适量硝酸溶液（5.8）淋洗坩埚，将淋洗液全部
转移至 25 ml 容量瓶中，用硝酸溶液（5.8）定容至标线，混匀，待测。
7.3.3 空白试样的制备
7.3.3.1 固体废物空白
不加样品，按与试样制备相同的操作步骤（7.3.1）进行固体废物空白试样的制备。
7.3.3.2 固体废物浸出液空白
使用实验用水配制成浸提剂，按照与固体废物浸出液样品制备（7.2.2）相同的步骤进行
固体废物浸出液空白的制备，按照与固体废物浸出液试样制备（7.3.2）相同的步骤进行消解。
8 分析步骤
8.1 仪器参考测量条件
不同型号的仪器最佳测试条件不同，根据仪器说明书要求优化测试条件。仪器参考测量
条件见表 4。
表 4 仪器参考测量条件
高频功率(kW) 反射功率(W) 载气流量(L/min) 蠕动泵转速(rpm) 流速(ml/min) 测定时间(s)
1.0~1.6 < 5 1.0~1.5 100~120 0.2-2.5 1~20
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多元素混合标准溶液（5.12），用硝酸溶液（5.8）配制
系列标准曲线，参考浓度见表 5。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（8.1）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。
表 5 标准系列溶液参考浓度 单位：mg/L
元素 浓度 1 浓度 2 浓度 3 浓度 4 浓度 5 浓度 6
银(Ag)、铍(Be)、铊(Tl)、镉(Cd) 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、
铅(Pb)、锶(Sr)、钛(Ti)、钒(V)、
锌(Zn)、锑(Sb)
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
铝(Al)、钡(Ba)、铁(Fe)、锰(Mn)、
钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)
0.00 5.00 10.0 15.0 20.0 25.0
8.3 测定
8.3.1 试样测定
分析前，用硝酸溶液（5.8）冲洗系统直到空白强度值降至最低，待分析信号稳定后，在
与建立校准曲线相同的条件下分析试样（7.3）。试样测定过程中，若待测元素浓度超出校准
曲线范围，试样需稀释后重新测定。
8.3.2 空白样品的测定
按照与试样测定相同的操作步骤测定空白试样（7.3.3）。
9 结果计算与表示
9.1 结果计算
9.1.1 固体废物
9.1.1.1 固态或可干化半固态固体废物
固体废物中金属元素的含量ω（mg/kg）按公式（2）计算：
()
001ω
式中： ω--固体废物中金属元素的含量，mg/kg；
1ρ --由校准曲线查得测定试样中金属元素的浓度，mg/L；
0ρ --空白试样的测定浓度，mg/L；
0V --消解后试样的定容体积，ml；
1m --固体废物样品的称取量，g；
2m --风干或冷冻干燥后固体废物样品的重量，g；
3m --研磨过筛后固体废物样品的称取量，g。
9.1.1.2 液态或无需干化的半固态固体废物
固体废物中金属元素含量ω（mg/kg）按公式（3）计算：
()
001ω
V×−= ρρ （3）
式中： ω--固体废物中金属元素的含量，mg/kg；
1ρ --由校准曲线查得测定试样中金属元素的浓度，mg/L；
0ρ --空白试样的测定浓度，mg/L；
0V --消解后试样的定容体积，ml；
3m --样品的称取量，g。
9.1.2 固体废物浸出液
固体废物浸出液中金属元素浓度 ρ （mg/L）按公式（4）计算：
V 001)(×−= ρρρ （4）
式中： ρ --固体废物浸出液中金属元素的浓度，mg/L；
1ρ --由校准曲线查得测定试样中金属元素的浓度，mg/L；
0ρ --空白试样的测定浓度，mg/L；
V --固体废物浸出液的取样体积，ml；
0V --浸出液消解后试样的定容体积，ml。
9.2 结果表示
测定结果小数位数与方法检出限保持一致，最多保留三位有效数字。
10 精密度和准确度
10.1 精密度
六家实验室分别对固体废物中 22 种金属元素全量浓度为 0.08 mg/kg～3.33×104 mg/kg（底
质标准样品GSS-9）、25.5 mg/kg～1.7×105 mg/kg（固废标准样品 ISS-2）、0 mg/kg～3.3×105 mg/kg
（固废标准样品 ISS-1）的标准样品进行了 6 次测定，实验室内相对标准偏差范围分别为：
0.6%～18.4%、0.3%～20.4%，0.7%～12.0%；实验室间相对标准偏差范围分别为：0.2%～9.3%、
0.1%～10.1%、1.4%～7.6%；重复性限范围分别为：0.03 mg/kg～1.1×103 mg/kg、0.1 mg/kg～
9.8×103 mg/kg、0.20 mg/kg～1.1×104 mg/kg；再现性限范围分别为：0.03 mg/kg～1.1×103 mg/kg、
0.2 mg/kg～1.0×104 mg/kg、0.2 mg/kg～1.3×104 mg/kg。
六家实验室分别对固体废物中 22 种金属元素浸提液浓度为 0 mg/L～108 mg/L（底质标准
样品 GSS-9）、0 mg/L～160 mg/L（固废标准样品 ISS-2）、0 mg/L～243 mg/L（固废标准样
品 ISS-1）的样品进行了 6 次测定，实验室内相对标准偏差范围分别为：1.0%～33.8%、1.1%～
22.6%、1.5%～30.3%；实验室间相对标准偏差范围分别为：0.1%～8.8%、1.4%～12.1%、1.4%～
28.2%；重复性限范围分别为：0.02 mg/L～37.9 mg/L、0.02 mg/L～43.4 mg/L、0.02 mg/L～30.3
mg/L；再现性限范围分别为：0.02 mg/L～41.0 mg/L、0.02 mg/L～46.1 ......