HJ7802015土壤和沉积物无机元素的测定波长色散X射线荧光光谱法

中华人民共和国国家环境保护标准HJ780-2015土壤和沉积物无机元素的测定波长色散X射线荧光光谱法Soilandsediment-Determinationofinorganicelement-WavelengthdispersiveX-rayfluorescencespectrometry（发布稿）本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2015-12-14发布2016-02-01实施环境保护部发布i目录前言............................................................................................................................................ii1适用范围...................................................................................................................................12规范性引用文件.......................................................................................................................13方法原理...................................................................................................................................14干扰和消除...............................................................................................................................15试剂和材料...............................................................................................................................26仪器和设备...............................................................................................................................27样品...........................................................................................................................................28分析步骤...................................................................................................................................29结果计算与表示.......................................................................................................................310精密度和准确度.......................................................................................................................311质量保证和质量控制...............................................................................................................312注意事项...................................................................................................................................4附录A（规范性附录）方法检出限和测定下限.........................................................................5附录B（资料性附录）基体效应校正、谱线重叠干扰情况.....................................................6附录C（资料性附录）分析仪器参考条件.................................................................................8附录D（资料性附录）测定元素校准曲线范围.......................................................................13附录E（资料性附录）方法的精密度和准确度汇总数据........................................................14ii前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护环境，保障人体健康，规范土壤和沉积物中无机元素的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定土壤和沉积物中25种无机元素和7种氧化物的波长色散X射线荧光光谱法。本标准为首次发布。本标准附录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、环境保护部环境标准研究所。本标准验证单位：国土资源部华东矿产资源监督检测中心、国土资源部南京矿产资源监督检测中心、山东省地质科学实验研究院、镇江出入境检验检疫局、苏州市环境监测中心站和江苏省环境监测中心。本标准环境保护部2015年12月14日批准。本标准自2016年2月1日起实施。本标准由环境保护部解释。1土壤和沉积物无机元素的测定波长色散X射线荧光光谱法1适用范围本标准规定了测定土壤和沉积物中25种无机元素和7种氧化物的波长色散X射线荧光光谱法。本标准适用于土壤和沉积物中25种无机元素和7种氧化物的测定，包括砷（As）、钡（Ba）、溴（Br）、铈（Ce）、氯（Cl）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、镓（Ga）、铪（Hf）、镧（La）、锰（Mn）、镍（Ni）、磷（P）、铅（Pb）、铷（Rb）、硫（S）、钪（Sc）、锶（Sr）、钍（Th）、钛（Ti）、钒（V）、钇（Y）、锌（Zn）、锆（Zr）、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（Fe2O3）、氧化钾（K2O）、氧化钠（Na2O）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）。本方法22种无机元素的检出限为1.0mg/kg~50.0mg/kg，测定下限为3.0mg/kg~150mg/kg；7种氧化物的检出限为0.05%~0.27%，测定下限为0.15%~0.81%。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。凡是未注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB17378.3海洋监测规范第3部分样品采集、贮存与运输GB17378.5海洋监测规范第5部分沉积物分析HJ/T166土壤环境监测技术规范3方法原理土壤或沉积物样品经过衬垫压片或铝环（或塑料环）压片后，试样中的原子受到适当的高能辐射激发后，放射出该原子所具有的特征X射线，其强度大小与试样中该元素的质量分数成正比。通过测量特征X射线的强度来定量分析试样中各元素的质量分数。4干扰和消除4.1试样中待测元素的原子受辐射激发后产生的X射线荧光强度值与元素的质量分数及原级光谱的质量吸收系数有关。某元素特征谱线被基体中另一元素光电吸收，会产生基体效应（即元素间吸收-增强效应）。可通过基本参数法、影响系数法或两者相结合的方法（即经验系数法）进行准确的计算处理后消除这种基体效应（见附录B）。4.2试样的均匀性和表面特征均会对分析线测量强度造成影响，试样与标准样粒度等保持一致，则这些影响可以减至最小甚至可忽略不计。4.3用干扰校正系数校正谱线重叠干扰（见附录B）。重叠干扰校正系数计算方法：通过元素扫描，分析与待测元素分析线有关的干扰线，确定参加谱线重叠校正的干扰元素；利用标准样品直接测定干扰线校正X射线强度的方法，求出谱线重叠校正系数。25试剂和材料5.1硼酸（H3BO3）：分析纯。5.2高密度低压聚乙烯粉：分析纯。5.3标准样品：土壤、沉积物，含测定25种无机元素和7种氧化物的市售有证标准物质或标准样品。5.4塑料环：内径34mm。5.5氩气-甲烷气：P10气体，90%氩气+10%甲烷。6仪器和设备6.1X射线荧光光谱仪：波长色散型，具计算机控制系统，靶材、分光晶体见附录C。6.2粉末压片机：最大压力40吨。6.3分析天平：精度0.1mg。6.4筛：非金属筛，孔径为0.075mm，200目。7样品7.1样品的采集、保存和前处理土壤样品的采集和保存按照HJ/T166执行，沉积物样品的采集和保存按照GB17378.3和GB17378.5执行。样品的风干或烘干按照HJ/T166及GB17378.5相关规定进行操作，样品研磨后过200目筛，于105℃烘干备用。7.2试样的制备用硼酸（5.1）或高密度低压聚乙烯粉（5.2）垫底、镶边或塑料环（5.4）镶边，将5g左右过筛样品（7.1）于压片机上以一定压力压制成≥7mm厚度的薄片。根据压力机及镶边材质确定压力及停留时间。8分析步骤8.1建立测量方法参照仪器操作程序建立测量方法。根据确定的测量元素，从数据库中选择测量谱线并校正。不同型号的仪器，其测定条件不尽相同，参照仪器厂商提供的数据库选择最佳工作条件，主要包括X光管的高压和电流、元素的分析线、分光晶体、准直器、探测器、脉冲高度分布（PHA）、背景校正。附录C给出了部分仪器分析的工作条件。8.2校准曲线按照与试样的制备（7.2）相同操作步骤，将至少20个不同质量分数元素的标准样品（5.3）压制成薄片，25种无机元素和7种氧化物的质量分数范围见附录D。在仪器最佳工作条件下，依次上机测定分析，记录X射线荧光强度。以X射线荧光强度（kcps）为纵坐标，以对应各元素（或氧化物）的质量分数（mg/kg或百分数）为横坐标，建立校准曲线。8.3测定待测试样（7.2）按照与建立校准曲线（8.2）相同的条件进行测定，记录X射线荧光强度。39结果计算与表示9.1结果计算土壤及沉积物样品中无机元素（或氧化物）的质量分数（mg/kg或百分数），按照以下公式进行计算。bIIkjijkijii1式中：i——待测无机元素（或氧化物）的质量分数，mg/kg或%；j——干扰元素的质量分数，mg/kg或%；k——校准曲线的斜率；b——校准曲线的截距；iI——测量元素（或氧化物）的X射线荧光强度，Kcps；ij——谱线重叠校正系数；kI——谱线重叠的理论计算强度；ij——干扰元素对测量元素（或氧化物）的α影响系数。9.2结果表示样品中铝、铁、硅、钾、钠、钙、镁以氧化物表示，单位为%；其他均以元素表示，单位为mg/kg。测定结果氧化物保留四位有效数字，小数点后保留两位；元素保留三位有效数字，小数点后保留一位。有证标准物质测定结果保留位数参照标准值结果。10精密度和准确度10.1精密度六家实验室分别对国家