GBT 43861-2024 微波等離子體原子發(fā)射光譜方法通則

微波等離子體原子發(fā)射光譜方法通則2024-04-25發(fā)布2024-04-25實(shí)施I前言 l2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4方法原理 5試劑和材料 6儀器組成 7樣品處理 8分析步驟及方法 9結(jié)果報(bào)告 10安全注意事項(xiàng) 8附錄A(資料性)待測(cè)元素分析譜線波長(zhǎng)表 ⅢGB/T43861—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部提出。本文件由全國(guó)儀器分析測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC481)歸口。本文件起草單位：廣東省科學(xué)院測(cè)試分析研究所(中國(guó)廣州分析測(cè)試中心)、鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所、浙江全世科技有限公司、廣州伊創(chuàng)科技股份有限公司、北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測(cè)試研究所(北京市理化分析測(cè)試中心)、清華大學(xué)。本文件主要起草人：郭鵬然、李宏偉、毛雪飛、金偉、王加勇、汪雨、宋玉梅、潘佳釧、邢志、趙英飛、1微波等離子體原子發(fā)射光譜方法通則1范圍本文件確立了采用微波等離子體原子發(fā)射光譜儀對(duì)樣品中金屬和部分非金屬元素進(jìn)行定性和定量分析的通用規(guī)則。本文件適用于采用微波等離子體原子發(fā)射光譜儀以液體進(jìn)樣方式對(duì)樣品中常量至痕量金屬和部分非金屬元素的定性、定量分析。本文件不適用于固體直接進(jìn)樣方式。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T602化學(xué)試劑雜質(zhì)測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備GB/T622化學(xué)試劑鹽酸GB/T626化學(xué)試劑硝酸GB/T4844純氦、高純氦和超純氦GB/T6379.1測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第1部分：總則與定義GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T8979純氮、高純氮和超純氮GB/T13966分析儀器術(shù)語(yǔ)GB/T23942—2009化學(xué)試劑電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法通則GB/T27417—2017合格評(píng)定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南JY/T0567—2020電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析方法通則3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T6379.1、GB/T13966、GB/T23942-2009和JY/T0567—2020界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。微波等離子體microwaveplasma通過(guò)微波能量耦合形成的激發(fā)等離子體光源。4方法原理試樣經(jīng)霧化系統(tǒng)霧化后形成氣溶膠，由載氣(氮?dú)饣蚝饣驓鍤?帶入微波等離子體中，在高溫穩(wěn)定氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、激發(fā)和電離。被測(cè)元素的原子或離子被激發(fā)時(shí)，電子在原子內(nèi)不同能級(jí)間2躍遷，當(dāng)由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)產(chǎn)生特征輻射，通過(guò)測(cè)定這種特征輻射的波長(zhǎng)及其相對(duì)強(qiáng)度，可對(duì)各元素進(jìn)行定性或定量分析。5試劑和材料應(yīng)符合GB/T應(yīng)符合GB/T應(yīng)符合GB/T4842的要求，體積分?jǐn)?shù)≥99.99%。4844的要求，體積分?jǐn)?shù)≥99.99%。8979的要求，體積分?jǐn)?shù)≥99.99%。實(shí)驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682要求的二級(jí)水規(guī)格；進(jìn)行痕量元素分析時(shí)，實(shí)驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682要求的一級(jí)水規(guī)格。應(yīng)符合GB/T622要求的優(yōu)級(jí)純或優(yōu)級(jí)純以上規(guī)格，或經(jīng)亞沸蒸餾制備。應(yīng)符合GB/T626要求的優(yōu)級(jí)純或優(yōu)級(jí)純以上規(guī)格，或經(jīng)亞沸蒸餾制備。5.7標(biāo)準(zhǔn)溶液5.7.1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液5.7.1.1單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液應(yīng)使用單元素溶液有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/有證標(biāo)準(zhǔn)樣品(質(zhì)量濃度為1000μg/mL或100μg/mL)。單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液也可使用高純度的金屬(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%)、氧化物或鹽類(基準(zhǔn)或高純?cè)?.7.1.2多元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液應(yīng)使用多元素溶液有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/有證標(biāo)準(zhǔn)樣品，也可通過(guò)單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(5.7.1.1)混合配制。注意在用單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液混合配制時(shí)要考慮溶液中陰離子的影響，避免生成難溶、微溶物質(zhì)。5.7.2標(biāo)準(zhǔn)系列溶液將單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(5.7.1.1)或多元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(5.7.1.2)稀釋成不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，最終溶液中含體積分?jǐn)?shù)為1%～5%的鹽酸或硝酸。36儀器組成微波等離子體原子發(fā)射光譜儀由進(jìn)樣系統(tǒng)、激發(fā)源、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。7樣品處理7.1液體樣品根據(jù)液體樣品特性和儀器測(cè)量特點(diǎn)，可直接進(jìn)樣測(cè)定或采用稀釋、濃縮富集、過(guò)濾酸化、消解(濕法消解、干法灰化或微波消解)等方法處理后進(jìn)行測(cè)定。7.2.1測(cè)定可溶出元素含量的固體樣品，應(yīng)采用適量體積的溶劑進(jìn)行浸泡或提取處理后，取上清液按7.1進(jìn)行分析測(cè)定。7.2.2測(cè)定元素總含量的固體樣品，應(yīng)采用適當(dāng)方法(如濕法消解、干法灰化或微波消解等)消解處理后進(jìn)行分析。取樣量的大小應(yīng)根據(jù)分析方法的精密度和分析結(jié)果的準(zhǔn)確度要求確定。7.3氣體樣品氣體樣品可選用吸收液或氣體采樣濾膜對(duì)其待測(cè)元素進(jìn)行吸收或富集，吸收液或?yàn)V膜按7.1和7.2進(jìn)行分析測(cè)定。7.4全程序空白試樣應(yīng)與樣品處理過(guò)程完全一致，采用相同試劑、相同體積、相同的處理步驟。8分析步驟及方法8.1分析條件選擇儀器達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，在樣品分析前，應(yīng)建立與待測(cè)分析樣品相適應(yīng)的分析方法。根據(jù)分析需求選擇氣體流量、蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速(或樣品提升時(shí)間)、分析元素、元素分析譜線、積分時(shí)間、背景扣除方式及干擾系數(shù)等參數(shù)。選擇的原則是保證同時(shí)測(cè)量的大多數(shù)元素信號(hào)強(qiáng)、精密度高、干擾少?？砂磧x器說(shuō)明書要求進(jìn)行儀器信背比試驗(yàn)或方法檢出限試驗(yàn)，以確定儀器的最佳工作條件。待測(cè)元素分析譜線采用儀器自帶的譜線庫(kù)推薦的譜線選定或參見附錄A所列譜線選定適合的譜線。8.2干擾的消除可采用優(yōu)化儀器工作參數(shù)、基體匹配法、標(biāo)準(zhǔn)加入法或內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行校正?？刹捎煤线m的分析條件，如功率、載氣流量等，進(jìn)行抑制；也可采用基體匹配法或標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行4GB/T43861—20248.2.3光譜干擾可采用干擾系數(shù)法進(jìn)行校正，或選擇沒(méi)有干擾的譜線。可采用優(yōu)化分析條件、稀釋試樣溶液、基體匹配法、標(biāo)準(zhǔn)加入法、內(nèi)標(biāo)法和化學(xué)分離基體等手段消除或減少基體效應(yīng)。8.2.5記憶效應(yīng)在分析某些樣品時(shí)，樣品中待測(cè)元素沉積并滯留在管路、霧化器、霧室、炬管等位置會(huì)導(dǎo)致記憶干擾，可通過(guò)延長(zhǎng)樣品間的清洗時(shí)間來(lái)避免這類干擾的發(fā)生，或清洗進(jìn)樣系統(tǒng)以消除記憶干擾。8.3定性分析采集試樣在儀器波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜圖。根據(jù)試樣光譜圖中存在包含最靈敏線在內(nèi)的兩條及兩條以上某元素靈敏線判斷存在該元素。8.4定量分析樣品測(cè)定前，先用體積分?jǐn)?shù)為1%～5%的硝酸溶液進(jìn)樣，直到響應(yīng)信號(hào)低于檢出限，待信號(hào)穩(wěn)定后可以開始測(cè)定。測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液的儀器響應(yīng)信號(hào)，按8.4.2～8.4.5給出的方法測(cè)定試樣溶液中被測(cè)元素的質(zhì)量濃度，無(wú)論采取哪種方法，每次分析均應(yīng)繪制相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線。8.4.2標(biāo)準(zhǔn)曲線法配制不少于6個(gè)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(包括溶劑空白，多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的質(zhì)量濃度應(yīng)分布合理),按照質(zhì)量濃度從低到高依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液中各待測(cè)元素的響應(yīng)信號(hào)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)待測(cè)元素響應(yīng)信號(hào)為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程，其相關(guān)系數(shù)不小于0.99。所繪制的校準(zhǔn)曲線范圍應(yīng)涵蓋測(cè)量點(diǎn)。在相同條件下測(cè)定試樣溶液中各待測(cè)元素的響應(yīng)信號(hào)，按公式(1)計(jì)算試樣溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，見圖1。式中：pw——試樣溶液中待測(cè)元素質(zhì)量濃度，單位為毫克每升(mg/L);I檢——試樣溶液中待測(cè)元素響應(yīng)信號(hào)；b——校準(zhǔn)曲線與縱坐標(biāo)軸的截距；a——校準(zhǔn)曲線的斜率。標(biāo)準(zhǔn)曲線法只適合于無(wú)基體干擾情況下的測(cè)定?！?GB/T43861—2024圖1標(biāo)準(zhǔn)曲線法校準(zhǔn)曲線配制不少于6個(gè)含相同質(zhì)量濃度內(nèi)標(biāo)物的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(包括溶劑空白),按質(zhì)量濃度從低到高依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)元素和內(nèi)標(biāo)元素的響應(yīng)信號(hào)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)信號(hào)比值ξ為縱坐標(biāo)，繪制內(nèi)標(biāo)法校準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程，其相關(guān)系數(shù)不小于0.99。所繪制的校準(zhǔn)曲線范圍應(yīng)涵蓋測(cè)量點(diǎn)。試樣溶液中待測(cè)元素質(zhì)量濃度按公式(2)計(jì)算得出，見式中：pu——試樣溶液中待測(cè)元素質(zhì)量濃度，單位為毫克每升(mg/L);5檢——試樣溶液中待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)元素的響應(yīng)信號(hào)比值；b——內(nèi)標(biāo)法校準(zhǔn)曲線與縱坐標(biāo)軸的截距；a——內(nèi)標(biāo)法校準(zhǔn)曲線的斜率。在使用內(nèi)標(biāo)法時(shí)：a)試樣溶液中不含有內(nèi)標(biāo)元素或內(nèi)標(biāo)元素含量可忽略；b)加入標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液中內(nèi)標(biāo)元素的含量一致。圖2內(nèi)標(biāo)法校準(zhǔn)曲線68.4.4基體匹配法配制不少于6個(gè)與試樣相近基體的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(包括溶劑空白),按照標(biāo)準(zhǔn)曲線法(見8.4.2)測(cè)定出試樣中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度?；w匹配法適用于試樣基體成分已知，且基體成分對(duì)待測(cè)元素有干擾的定量分析。8.4.5標(biāo)準(zhǔn)加入法當(dāng)缺少樣品基體信息無(wú)法進(jìn)行基體匹配，或樣品的基體效應(yīng)不能通過(guò)稀釋或基質(zhì)分離來(lái)避免時(shí)，可使用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行測(cè)定。分別取等體積的試樣溶液n份，一份不加標(biāo)準(zhǔn)溶液，其余n—1份溶液分別按比例加入不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，再稀釋至相同體積，溶液質(zhì)量濃度通常分別為p檢，P檢+po,P檢+2p?,…,p+(n-1)p?(p?為標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度)。在優(yōu)化的儀器條件下，依次測(cè)定這n份溶液待測(cè)元素的響應(yīng)信號(hào)，以加入標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的待測(cè)元素響應(yīng)信號(hào)為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線、計(jì)算回歸方程，其相關(guān)系數(shù)不小于0.99,曲線反向延伸與質(zhì)量濃度軸的交點(diǎn)的絕對(duì)值即為試樣溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度p檢，見圖3。根據(jù)p檢計(jì)算試樣溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度。使用標(biāo)準(zhǔn)加入法時(shí)：a)只適用于質(zhì)量濃度與響應(yīng)信號(hào)呈線性區(qū)域；b)至少采用5點(diǎn)(包括試樣溶液本身)來(lái)繪制外推關(guān)系曲線，同時(shí)首次加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度和試樣溶液質(zhì)量濃度大致相同，即p≈po。標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度p圖3標(biāo)準(zhǔn)加入法校準(zhǔn)曲線8.5質(zhì)量控制應(yīng)確保分析結(jié)果的正確度，可在樣品分析過(guò)程中添加質(zhì)控樣品，質(zhì)控樣品可采用與分析樣品具有相同或相似基體的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/有證標(biāo)準(zhǔn)樣品，將其在相同條件下進(jìn)行分析，并將所得結(jié)果與已知質(zhì)量濃度進(jìn)行比較。當(dāng)難以獲得相同或類似基體的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)，可在相同或相似基體的真實(shí)樣品上進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)試，以控制分析正確度。8.6測(cè)試完畢測(cè)試完畢后，先用稀酸溶液清洗進(jìn)樣系統(tǒng)，再用水(5.4)沖洗進(jìn)樣系統(tǒng)。按照儀器說(shuō)明書操作使儀7GB/T43861—2024器處于待機(jī)或關(guān)機(jī)狀態(tài)。9結(jié)果報(bào)告9.1基本信息報(bào)告包括但不限于：檢測(cè)單位信息、樣品信息、檢測(cè)方法(標(biāo)準(zhǔn))、檢測(cè)結(jié)果、檢測(cè)人、檢測(cè)日期等。必要和可行時(shí)給出定量分析方法及結(jié)果的評(píng)價(jià)信息。9.2分析結(jié)果表述9.2.1定性分析的結(jié)果表述根據(jù)試樣光譜中特征譜線的存在與否(例如：Ca317.9nm和Ca396.8nm),表述為：可認(rèn)為樣品中含有或不含有相應(yīng)的元素(例如Ca元素)。9.2.2定量分析的結(jié)果表述試樣中待測(cè)元素A的含量一般用質(zhì)量濃度pA或質(zhì)量分?jǐn)?shù)w?來(lái)表示。試樣中待測(cè)元素A的質(zhì)量 (3) (5)式中：pA——試樣中元素A的質(zhì)量濃度，單位為毫克每升(mg/L);p——試樣溶液中元素A的儀器測(cè)量值，單位為毫克每升(mg/L);p空自——空白試樣中元素A的儀器測(cè)量值，單位為毫克每升(mg/L);n——試樣溶液的稀釋倍數(shù)；N——試樣溶液的濃縮倍數(shù)；V——試樣溶液的體積，單位為毫升(mL);m——試樣的質(zhì)量，單位為克(g)。9.3分析方法與測(cè)定結(jié)果的評(píng)價(jià)9.3.1檢出限和定量限檢出限與定量限按照GB/T27417中的方法與原則評(píng)估。9.3.2準(zhǔn)確度(精密度和正確度)9.3.2.1精密度精密度反映偶然誤差的分布，通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差s或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD來(lái)表示，按公式(6)、公式(7)計(jì)算。精密度與質(zhì)量濃度有關(guān)，報(bào)告精密度時(shí)應(yīng)指明獲得該精密度的被測(cè)元素的質(zhì)量濃度，同時(shí)標(biāo)明測(cè)量次數(shù)n(n≥7)。8GB/T43861—2024 (7)s——n次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，單位為毫克每升(mg/L);x——n次測(cè)量結(jié)果平均值，單位為毫克每升(mg/L);RSD——n次測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。正確度反映測(cè)量值與真值的系統(tǒng)誤差。在實(shí)際工作中，可使用與分析樣品具有相同或相似基體的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)；或加入被測(cè)定元素的純物質(zhì)進(jìn)行回收試驗(yàn)以評(píng)估正確度。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照試驗(yàn)來(lái)評(píng)估正確度時(shí)，以絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示；當(dāng)用回收試驗(yàn)來(lái)評(píng)估正確度…R——回收率；p獨(dú)——試樣中待測(cè)元素的測(cè)定值，單位為毫克每升(mg/L);p;——加入p。后的測(cè)定值，單位為毫克每升(mg/L)。10安全注意事項(xiàng)10.1應(yīng)按高壓鋼瓶安全操作規(guī)定使用高壓氣體鋼瓶。10.2儀器室排風(fēng)需良好，保證等離子體炬焰中產(chǎn)生的廢氣或者有毒蒸氣能及時(shí)排除。10.4實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫濕度應(yīng)滿足儀器使用要求。10.7實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液應(yīng)集中收集，并清楚做好標(biāo)記貼上標(biāo)簽，按規(guī)定交由有資質(zhì)的處置單位進(jìn)行統(tǒng)一處理。9(資料性)待測(cè)元素分析譜線波長(zhǎng)表微波等離子體發(fā)射光譜法部分元素對(duì)應(yīng)的譜線波長(zhǎng)見表A.1。表A.1待測(cè)元素分析譜線波長(zhǎng)表元素波長(zhǎng)nm328.068,338.289,520.907,546.5226.910,236.705,237.312,256.798,257.509,308.215,309.271,319.153,394.401,396.152188.979,193.695,197.198,198.970,200.334,228.812,234.984,278.022242.795,267.595,274.825,312.278B208.889,208.957,249.677,249.772230.425,233.527,233.527,455.403,493.408,553.548,585.368,641.171,649.690234.861,249.473,265.062,313.042,313.107,332.108317.933,393.366,396.847,422.673,430.253,445.478,616.217214.439,226.502,228.802,326.106,361.051,479.992,508.582238.891,240.725,241.162,340.512,341.234,345.351,350.228,350.631,352.684,384.547267.715,283.563,284.325,302.158,357.868,359.348,425.433,428.972,520.604216.510,217.895,218.172,219.958,223.008,324.754,327.395,510.554,578.213340.780,353.171,364.540,387.780,394.468,400.045,410.330323.058,326.478,337.271,349.910,369.265,389.623,390.631248.327,259.940,358.119,371.993,373.486,373.713,374.949,382.043,385.991294.364,358.496,403.299,417.204335.047,336.223,342.247,376.839,379.637,385.097253.652,435.834,546K693.877,766.490,769.379.478,394.910,398.852,408.672,412.323,433.374460.289,610.365,670.784261.542,307.760,350.739,547.669,622.187,646.312202.582,279.553,280.271,285.213,382.935,383.829,518.360257.610,259.372,260.568,279.482,279.827,293.305,403.076,403.307,403.449202.932,269.706,309.418,316.340,319.498,405.894,407.973,410.092399.174,401.225,406.109,410.946,415.608,430.358,482.548221.648,231.604,232.003,305.082,341.476,345.846,349.295,351.505,352.454,361.939表A.1待測(cè)元素分析譜線波長(zhǎng)表(續(xù))元素波長(zhǎng)P213.618,214.915,253.560,255.326,764.934217