腐植酸中铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)
2017-07-24
腐植酸中铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)
[编者按] 检验方法是产品标准的重要组成部分。本期刊登中科院山西煤炭化学研究所为主要起草单位完成的协会标准《腐植酸中铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷的测定——电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)》征求意见稿，欢迎读者提出宝贵意见和建议！
1 范围
本标准规定了利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)测定腐植酸原料中铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷的试剂材料，仪器设备，试验步骤，结果计算，方法精密度和试验报告。
本标准适用于各类腐植酸原料，包括泥炭、褐煤、风化煤。
2 规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 212 煤的工业分析方法
MT/T 1014 煤灰中主要及微量元素的测定方法——电感耦合等离子体原子发射光谱法
GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 腐植酸 humic acid
腐植酸是动植物残体，主要是植物残体，经过微生物分解和合成，以及地球物理、化学的一系列相互作用过程形成的一类富含羧基、酚羟基、甲氧基等多种活性官能团的非均-脂肪-芳香族无定形有机高分子混合物，主要成分为黑腐酸、棕腐酸和黄腐酸。从风化煤、褐煤、泥炭中活化、分离提取，也可以通过微生物发酵、化学反应或其他无害化处理等手段，从洁净的生物质资源中转化而来。
3.2 腐植酸原料 humic acid raw materials
指富含腐植酸的一些年轻低阶煤，如泥炭、褐煤、风化煤等。
3.3 腐植酸产品 humic acid products
指由腐植酸原料与其他化学或生物制品经物理、化学、生物发酵等方法制备得到的产品。
4 方法概要
称取一定量的分析试验，放入马弗炉中，以一定的速度加热到(650±10) ℃，灰化并灼烧到质量恒定，试样灰化后，用氢氟酸-高氯酸分解，用电感藕合等离子体发射光谱法测定其中的铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷。
5 试剂材料
除非另有说明，本标准所用试剂均为优级纯，所用水为去离子水或同等程度的蒸馏水。
5.1 氢氟酸(GB 620)：质量分数为40%以上。
5.2 高氯酸(GB 623)：质量分数为70%以上。
5.3 硝酸(GB 626)：相对密度1.42。
5.4 硝酸溶液：体积比为(l+1)。
5.5 硝酸溶液：体积比为(l+19)。
5.6 铜标准溶液(1000 μg/mL)。
5.7 锌标准溶液(1000 μg/mL)。
5.8 镍标准溶液(1000 μg/mL)。
5.9 铅标准溶液(1000 μg/mL)。
5.10 铬标准溶液(1000 μg/mL)。
5.11 镉标准溶液(1000 μg/mL)。
5.12 砷标准溶液(1000 μg/mL)。
5.13 铜、锌、镍、铅、铬、镉混合工作标准溶液(20 μg Cu/mL、20 μg Zn/mL、20 μg Ni/mL、20 μg Pb/mL、20 μg Cr/mL和20 μg Cd/mL)。
分别吸取铜标准溶液(5.6)、锌标准溶液(5.7)、镍标准溶液(5.8)、铅标准溶液(5.9)、铬标准溶液(5.10)和镉标准溶液(5.11)5 mL，注入到250 mL容量瓶中，用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度，摇匀，转入到塑料瓶中。
5.14 砷工作标准溶液(20 μg As/mL)
吸取砷标准溶液(5.12)5 mL注入到250 mL容量瓶中，用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度，摇匀，转入到塑料瓶中。
6 仪器设备
6.1 马弗炉：炉膛具有足够的恒温区，能保持温度为(815±10) ℃。炉后壁的上部带有直径为(25～30) mm的烟囱，下部离炉膛底(20～30) mm处有一个插热电偶的小孔。炉门上有一个直径为20 mm的通气孔。
6.2 灰皿：瓷质，长方形，底长45 mm，底宽2 2 mm，高14 mm。
图1 灰皿(单位毫米)
6.3 干燥器：内装变色硅胶或者粒状的无水氯化钙。
6.4 分析天平：最大称量为100 g，感量为0.1 mg。
6.5 电感藕合等离子体原子发射光谱仪(ICP)。
6.6 电热板：温度可调。
6.7 聚四氟乙烯坩埚：容量30 mL。
6.8 耐热瓷板或石棉板。
7 试验步骤
7.1 待测样品灰化
7.1.1 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于80目的一般分析试样(1.0±0.1)g，称准至0.0002 g，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.15 g。
7.1.2 将灰皿送入炉温不超过100 ℃的马弗炉恒温区中，关上炉门并使炉门留有15 mm左右的缝隙。在不少于30 min的时间内将炉温缓慢升至550 ℃，并在此温度下保持120 min。继续升温到(650±10) ℃，并在此温度下灼烧120 min。
7.1.3 从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5 min左右，移入干燥器中冷却至室温(约20 min)后称量。
7.1.4 检查性灼烧。温度为(650±10) ℃，每次20 min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010 g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分小于15.00%时，不必进行检查性灼烧。
7.1.5 结果计算
样品中灰分的质量分数按(1)式计算
式中：
Ad—干基灰分，单位以百分数(%)表示；
m1—测试样品+已恒重的空坩埚的质量，单位为克(g)；
m0—已恒重的空坩埚的质量，单位为克(g)；
m—测试样品的质量，单位为克(g)；
Mad—测试样品的分析基水分，单位以百分数(%)表示。
计算结果按GB/T 483数字修约规则，结果修约至小数点后三位。
7.2 待测样品溶液的制备
称取已磨细并干燥至恒重的灰化后样品0.1000 g(称准至0.0002 g)于聚四氟乙烯坩埚中，用少量水润湿，加2 mL高氯酸(5.1)、10 mL氢氟酸(5.2)，盖上盖子，置于电热板上缓缓加热，蒸至白烟基本冒尽，取下坩埚，稍冷，加入硝酸溶液(5.4)10 mL、水10 mL，再置于电热板上加热至近沸并保持2 min，取下坩埚，用热水将坩埚中试样溶液转入100 mL容量瓶中，稀释至刻度摇匀。此溶液为原液。
7.3 样品空白溶液的制备
每分解一批样品应同时制备一个样品空白溶液，样品空白溶液的制备除不加试样外，其余操作同7.2。
7.4 系列标准溶液的制备
7.4.1 铜、锌、镍、铅、铬、镉系列标准溶液：取6个200 mL容量瓶，分别加入铜、锌、镍、铅、铬、镉混合工作标准溶液(5.13)0 mL，1 mL，5 mL和10 mL，用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度，摇匀。
7.4.2 砷系列标准溶液：取4个100 mL容量瓶，分别加入砷标准工作溶液(5.14)0 m L，1 mL，5 mL和10 mL，用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度，摇匀。
7.5 测定
7.5.1 仪器工作条件的确定
按仪器说明书，将各元素测试条件调至最佳值。各元素波长推荐值见表1。
表1 各元素波长推荐值
7.5.2 工作曲线的绘制
在7.5.1确定的仪器工作条件下，分别测定各元素系列标准溶液的强度值，以各元素的浓度值(μg/mL)为横坐标，强度值为纵坐标，绘制工作曲线。
7.5.3 样品侧定
在7.5.1确定的仪器工作条件下，分别测定样品空白溶液和样品溶液的强度值。从工作曲线上查出各元素的浓度。
注：测定时，如果待测元素的浓度超出工作曲线范围，则可用(l+19)硝酸溶液(5.5)进行适当的稀释。
8 结果计算
样品中各元素的质量分数(%)按(2)式计算：
式中：
X—元素的质量分数，单位为百分数(%);
c1—从工作曲线上查得的各元素的浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；
c0—从工作曲线上查得的各元素的空白值，单位为微克每毫升(μg/mL)；
V—上机测试溶液体积，单位为毫升(mL)；
f1—稀释倍数；
m—样品的灰重，单位为克(g)。
计算结果按GB/T 483数字修约规则，结果修约至小数点后三位。单元素换算为氧化物的因数见附录A。
9 方法精密度
各元素测定结果及相对标准偏差见表2。
10 试验报告
试验报告应包括:试样编号、依据标准、试验结果、与标准的偏离、试验中观察到的异常现象和试验日期等信息。
表2 各元素测定结果及相对标准偏差(n=6)
