HJ 803消解方式的优化

HJ 803消解方式的优化
涂大龙;谢诚
【摘要】在大批量测定土壤中金属的过程中,前处理方式对于检测效率和结果具有重要的影响.HJ 803采用电热板加热消解和微波消解两种消解模式进行样品制备,在消解容器清洗方面需要消耗大量的试剂和时间,优化后的HJ 803消解方式则减少了消解容器清洗步骤.本文探讨了优化后的HJ 803消解方式对于土壤中金属测定结果的影响.
【期刊名称】《江西化工》
【年(卷),期】2019(000)004
【总页数】2页(P93-94)
【关键词】土壤;HJ803;消解方式优化;金属
【作者】涂大龙;谢诚
【作者单位】上海实朴检测技术服务有限公司,上海201108;上海实朴检测技术服务有限公司,上海201108
【正文语种】中文
随着GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》和GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》在2018年8月1日正式实施，土壤中部分金属元素(如GB 15618方法中的As和GB 36600方法中的As、Sb、Co、V)的测定可以使用ICP-MS进行测定，参照HJ
803-2016 《土壤和沉积物 12种金属元素的测定王水提取-电感耦合等离子体质
谱法》方法。

HJ 803方法中推荐使用电热板加热消解和微波消解两种方式进行样
品制备，这两种消解方式基本能够满足方法的要求，得到相对稳定合理的结果，但在实际操作过程中，消解容器清洗步骤存在酸消耗量大、易受污染等问题。

这些问题一方面会导致样品检测时间过长、成本过高、废液产生量过多等情况，一定程度上影响实验室的效率；另一方面可能会导致测试数据的不稳定，尤其是ICP-MS
灵敏度比较高，器皿的细微污染会导致部分元素的结果异常[3]。

优化后的HJ 803消解方式是使用王水在石墨消解仪上加热消解，与HJ 803方法
中的电热板加热消解类似，但相比于电热板加热消解，优化后的消解方式减少了消解容器清洗步骤，具有步骤缩减、耗酸量减少、时间缩短、器具污染减少等优点。

本文探讨了优化后的HJ 803消解方式对于土壤中金属测定结果的影响，希望为实验室检测人员提供参考。

1 实验部分
1.1 样品及试剂
实验室所用样品均为土壤(或沉积物)标准物质：GBE07425辽河平原(GSS-11)、GBW07447内蒙古杭锦后旗盐碱土(GSS-18)、GBW07452浙江省象山东海滩涂
沉积物(GSS-23)、GBW07455安徽五河淮河沉积物(GSS-26)、GBW07381湖北
恩施黑色页岩区(GSD-30)、GBW07383湖南汝城花岗岩区(GSD-32)
实验室所用试剂为苏州晶瑞化学股份有限公司UPS级硝酸、国药集团化学试剂有
限公司GR级盐酸和上海柯灵斯试剂有限公司GR级硝酸。

所用超纯水由明澈K-350纯水机制备，电阻率为18.2MΩ·cm。

校准溶液由国家有色金属及电子材料分析测试中心的混合标准溶液和国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院的钼Mo标准溶液配制，介质为2%的硝酸，浓度为：0.0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10、20、50、100、200、500、1000μg/L。

1.2 样品消解
样品消解使用北京莱伯泰科仪器有限公司ED36石墨消解仪，天平为梅特勒
ME104E/02型电子天平。

消解过程：准确称取约0.1g土壤标准物质，精确至0.0001g，于50mL聚丙烯消解管中，加入6mL王水溶液，加盖(盖子不必旋紧)；将消解管置于石墨消解仪中，升温至95℃，加热回流2h；加热结束后取出消解管冷至室温，用超纯水定容并混匀。

静置后用0.45μm滤头过滤至放免管中待测。

滤液直接上电感耦合等离子体
质谱仪ICP-MS测定。

1.3 仪器参数
Aglient 7900型ICP-MS，He模式。

雾化器石英，雾室石英，连接管石英，中心喷射管石英，载气 0.65 L/min，稀释气 0.60 L/min，射频功率1550W，采样深度11.0mm，采样锥(铂锥)孔径1.0mm，截取锥(铂锥)孔径0.45mm。

2 结果与讨论
2.1 准确度
HJ 803方法附录B(资料性附录)方法的精密度和准确度汇总数据中，给出了10种土壤或沉积物标准物质的平均值、重复性限r和再现性限R。

根据张霞、鄂学礼的《实验室在制定标准分析方法时如何给出重复性限和复现性限》，测量标准不确定度为u(X1)=r/2.83或u(X2)=R/2.83[2]。

取GSS-11、GSS-18、GSS-23三种标准物质，每种标准物质测定3次，计算其
平均值。

数据如表1。

表1 准确度测量结果单位：mg/kg质控样VCoAsSbCdCuCrMnNiPbZnMo土
壤GSS-11结果36.79.726.70.40.1220.3344202319550.4标准值
36.69.476.50.50.1318.6354202121590.4R21.64.693.00.30.089.21721710152 00.2u(X2)7.61.661.10.10.033.36774570.1土壤GSS-18结果
27.68.229.30.50.1417.3274232214550.5标准值
27.18.9710.10.50.1518.7293972419490.5R15.26.378.70.40.1421.131149222 5200.2u(X2)5.42.253.10.10.057.511538970.1沉积物GSS-23结果
39.513.011.10.40.1428.2387483224820.5标准值
40.212.49.80.70.1526.3376593028770.5R22.87.547.41.00.1517.7292731517 360.3u(X2)8.12.662.60.40.056.3109656130.1
其中结果为3次测量的平均值，标准值为HJ 803附录B中给出的平均值，不确定度以u(X2)=R/2.83计。

2.2 精密度
HJ 803方法“质量保证和质量控制”中表示，平行双样测定结果中，电热板消解测定Co、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb、Zn、V、As的相对偏差应小于30%，Cd、Mo、Sb的相对偏差应小于40%[1]。

取GSS-11、GSS-18、GSS-23、GSS-26、GSS-30、GSS-32六种标准物质，每种标准物质测定2次，计算其相对偏差RD%。

数据如表2。

表2 精密度测量结果质控样VCoAsSbCdCuCrMnNiPbZnMo土壤GSS-
11RD%1.51.94.1167.80.63.32.03.11.41.53.2GSS-
18RD%0.21.11.10.5100.41.50.81.01.01.46.9沉积物GSS-
23RD%3.23.42.6165.32.63.03.22.72.02.10.5GSS-
26RD%0.92.61.1114.03.31.00.82.11.33.13.1GSS-
30RD%5.62.71.5134.71.82.85.22.31.69.82.9GSS-
32RD%1.00.61.17.15.00.20.30.20.30.52.81.0方法要求
RD%303030404030303030303040
2.3 数据讨论
依据表1，部分元素如V、Cd、Co、Cu、Cr、Ni的3种标准物质测定值与HJ
803附录B中给出的平均值相差并不大，同时也有部分元素如Pb测定值整体偏低，但基本满足不确定度u(X2)的要求。

依据表2，除Sb外其他元素的6种标准物质2次测量的相对偏差均小于10%，
远低于HJ 803方法要求的30%(或40%)的要求。

Sb的相对偏差最高为16%，也满足HJ 803方法要求的40%的要求。

因此，优化后的HJ 803消解方式可以满足方法的精密度和准确度要求。

3 结论
优化后的HJ 803消解方式与HJ 803方法中要求的电热板加热消解和微波消解相比，减少了消解容器清洗步骤，消解时间大大缩短；消解过程中不需要人为控制消解程度，有效的避免人为误差；消解容器为一次性聚丙烯消解管，有效的避免锥形瓶(或微波消解管)的重复使用带来的交叉污染；消解过程中消解管加盖，有效的避免消解过程中带来的外部污染[3]；消解步骤耗酸量一致，但减少了清洗消解管的
用酸量，同时减少了实验人员的清洗负担。

本文简单介绍了优化后的HJ 803消解方式的消解过程与测试结果，为大批量HJ 803的检测工作提供参考。

但需要注意的是，部分标准物质的部分元素的回收率还是偏低，虽然能够满足再现性限的要求，却无法满足重复性限的要求，希望在后续工作中深入探讨和优化消解条件，以获得更好的测试结果。

参考文献
【相关文献】
[1]HJ 803-2016土壤和沉积物 12种金属元素的测定王水提取-电感耦合等离子体质谱法.环境保护部发布，2016.
[2]张霞，鄂学礼，实验室在制定标准分析方法时如何给出重复性限和复现性限.中国卫生检验杂志，
2003，2，13(1)：127-128.
[3]赵志南，陈观宇，杨仁康，土壤快速消解与ICP-MS测定条件的优化.环境化学，2017，6，36(6)：1428-1431.。