DB42∕T 2032-2023 土壤中4种有效砷和4种有效硒的测定 液相色谱-原子荧光法(湖北省).pdf

ICS 13.080 CCS Z 10 DB42 湖北省地方标准 DB42/T 20322023 土壤中 4 种有效砷和 4 种有效硒的测定 液相色谱-原子荧光法 Determination of 4 available arsenic and 4 available selenium in soilsLiquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry 2023-05-16 发布 2023-07-16 实施 湖 北 省 生 态 环 境 厅 联合发布 湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 DB42/T 20322023 I 目 次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1 5 试剂和材料.1 6 仪器和设备.3 7 样品.3 8 分析步骤.4 9 结果计算与表示.5 10 准确度.6 11 质量保证和质量控制.6 12 废物处理.7 13 注意事项.7 附录 A（资料性）方法的检出限和测定下限.8 附录 B（资料性）不同酸度土壤采用的浸提液 pH 值.9 附录 C（资料性）准确度.10 DB42/T 20322023 III 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖北省生态环境监测中心站提出。本文件由湖北省生态环境厅归口。本文件起草单位：湖北省生态环境监测中心站、中南民族大学、华中农业大学、恩施市环境监测站、湖北省标准化与质量研究院、湖北省地质局地球物理勘探大队、湖北省地质实验测试中心、湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、湖北省地质科学研究院。本文件主要起草人：贺小敏、范俊楠、田文娟、施敏芳、张胜花、涂书新、杨登、游狄杰、杜维、黄荣、李明、梁龙飞、石若峰、张明杰、姚晶晶、杨军、闫加力、龙渊、王卉。对本文件的有关修改意见，请反馈至湖北省生态环境厅，联系电话：[phone]，邮箱：；本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省生态环境监测中心站，联系电话：[phone]，邮箱：。DB42/T 20322023 1 土壤中 4 种有效砷和 4 种有效硒的测定 液相色谱-原子荧光法 警告：本方法所使用的试剂和标准溶液具有腐蚀性或有毒有害物质特性，试剂配制和样品前处理过程应在通风橱中进行；操作时应按要求佩戴防护器具，避免吸入呼吸道或接触皮肤和衣物。1 范围 本文件规定了测定土壤中 4 种有效砷和 4 种有效硒的液相色谱-原子荧光方法原理、试剂和材料、仪器和设备、样品、分析步骤、结果计算与表示、准确度、质量保证和质量控制、废物处理、注意事项等内容。本文件适用于土壤中砷酸根、亚砷酸根、一甲基砷酸、二甲基砷酸等 4 种有效砷和硒酸根、亚硒酸根、硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸等 4 种有效硒的测定，方法检出限详见附录 A。其他有效砷和有效硒经过方法确认，各项性能指标符合要求，也可采用本方法进行测定。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 HJ 962 土壤 pH 值的测定 电位法 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。4 方法原理 以磷酸二氢钾溶液为提取剂，振荡提取土壤中 4 种有效砷和 4 种有效硒，将提取液离心、过滤后经液相色谱分离，4 种有效砷和 4 种有效硒在酸性条件下分别被硼氢化钾还原成砷和硒的氢化物，在空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度与被测溶液中 4 种有效砷和 4 种有效硒的浓度成正比，以保留时间定性，外标法定量。5 试剂和材料 DB42/T 20322023 2 5.1 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不含目标物的纯水。5.2 盐酸：优级纯。5.3 硝酸：优级纯。5.4 甲酸。5.5 氨水。5.6 氢氧化钾。5.7 碘化钾。5.8 硼氢化钾。5.9 磷酸氢二铵。5.10 磷酸二氢钾。5.11 石英砂。5.12 盐酸溶液：7+93（v+v）。5.13 盐酸溶液：5+95（v+v）。5.14 硝酸溶液：1+4（v+v）。5.15 氢氧化钾溶液（5 mol/L）：称取 28.00 g 氢氧化钾（5.6），溶于约 90 mL 水中，静置冷却，用水定容至 100 mL，混匀。此溶液用于调节 pH 值，储存于塑料瓶中。5.16 碘化钾溶液（10 g/L）：称取 5.00 g 氢氧化钾（5.6）于 1 L 水中，完全溶解，加入 10.0 g 碘化钾（5.7），混匀。此溶液用于 4 种有效硒的测定，临用现配。5.17 硼氢化钾溶液（20 g/L）：称取 5.00 g 氢氧化钾（5.6）于 1 L 水中，完全溶解，加入 20.0 g 硼氢化钾（5.8），混匀。此溶液用于 4 种有效硒的测定，临用现配。5.18 磷酸氢二铵溶液（15 mmol/L）：称取 1.98 g 磷酸氢二铵（5.9）溶于 1 L 超纯水中，完全溶解，滴加甲酸（5.4）或氨水（5.5），调节 pH 值至 6.00 0.02，水相过滤膜抽滤，超声 30 min。此溶液用于液相色谱流动相，临用现配。5.19 磷酸氢二铵溶液（40 mmol/L）：称取 5.28 g 磷酸氢二铵（5.9）溶于 1 L 超纯水中，完全溶解，滴加甲酸（5.4）或氨水（5.5），调节 pH 值至 6.00 0.02，水相过滤膜抽滤，超声 30 min。此溶液用于液相色谱流动相，临用现配。5.20 磷酸二氢钾溶液（0.5 mol/L）：准确称取 68.00 g 磷酸二氢钾（5.10），溶于约 950 mL 水中，用盐酸溶液（5.13）或氢氧化钾溶液（5.15）调节溶液 pH 值至附录 B 中相应的 pH 值，用水定容至 1 L。此溶液用于有效砷的提取，临用现配。5.21 磷酸二氢钾溶液（0.1 mol/L）：准确称取 13.60 g 磷酸二氢钾（5.10），溶于约 950 ml 水中，用盐酸溶液（5.13）或氢氧化钾溶液（5.15）调节溶液 pH 值至附录 B 中相应的 pH 值，用水定容至 1 L。此溶液用于有效硒的提取，临用现配。5.22 砷酸根标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.23 亚砷酸根标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.24 一甲基砷酸标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。DB42/T 20322023 3 5.25 二甲基砷酸标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.26 有效砷混合标准使用液：准确移取适量体积的砷酸根（5.22）、亚砷酸根（5.23）、一甲基砷酸（5.24）、二甲基砷酸（5.25）标准贮备液，用水稀释使砷酸根和一甲基砷酸浓度为 200 g/L，亚砷酸根和二甲基砷酸浓度为 100 g/L，临用现配。5.27 硒酸根标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.28 亚硒酸根标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.29 硒代胱氨酸标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.30 硒代蛋氨酸标准贮备溶液：直接购买有证标准溶液，按照证书要求进行保存。5.31 有效硒混合标准使用液：准确移取适量体积的硒酸根（5.27）、亚硒酸根（5.28）、硒代胱氨酸（5.29）、硒代蛋氨酸（5.30）标准贮备液，用水稀释使硒酸根和亚硒酸根浓度为 100 g/L，硒代胱氨酸 200 g/L，硒代蛋氨酸 300 g/L，临用现配。5.32 氩气：纯度99.999%。6 仪器和设备 6.1 液相色谱-原子荧光联用仪：配砷空心阴极灯、硒空心阴极灯。6.2 色谱柱：阴离子交换色谱柱或其它等效色谱柱。6.3 分析天平：感量分别为 0.01 g 和 0.001 g。6.4 恒温振荡器：温控应满足（25 5），振荡频率应满足（350 10）r/min。6.5 抽滤装置：玻璃材质，可配套使用 0.22 m 孔径水系微孔滤膜。6.6 离心机：最大转速不低于 3000 r/min。6.7 采样瓶：广口棕色玻璃瓶或聚四氟乙烯衬垫螺口玻璃瓶。6.8 pH 计：精度 0.01 pH 单位或更高精度。6.9 一般实验室常用仪器和设备。7 样品 7.1 样品采集和保存 按照 HJ/T 166 中的规定进行土壤样品的采集。样品采集后应保存于洁净采样瓶中（6.7）中，运输过程中应避光、密封、冷藏，尽快运回实验室分析，如暂不能分析，应在 4以下密封、避光并冷藏保存，保存时间不超过 7 天。7.2 样品的制备 按照 HJ/T 166 的相关要求，将采集后的土壤样品在实验室内风干、磨细、过 60 目筛并储存在玻璃瓶中。DB42/T 20322023 4 7.3 干物质的测定 在称取土壤浸提样品时，另称取一份土壤样品，按照 HJ 613 要求进行干物质含量的测定。7.4 pH 值的测定 按照 HJ 962 对土壤样品进行 pH 值的测定。7.5 试样的制备 7.5.1 土壤有效砷或有效硒的浸提 准确称取 1.0 g（精确到 0.001 g）过 60 目孔径筛风干试样于干燥的 15 mL 具盖聚乙烯或硬质玻璃离心管中，加入 10 mL 0.5 mol/L 磷酸二氢钾（5.20）浸提液以提取有效砷或加入 10 mL 0.1 mol/L 磷酸二氢钾（5.21）浸提液以提取有效硒（根据土壤样品 pH 值，参考附录 B 选择浸提液 pH 值），将离心管盖紧，摇匀，置于恒温振荡器上于（25 5）条件下，以（350 10）r/min 的速度振荡 120 min，在3000 r/min 转速下离心 15 min，取上清液经 0.22 m 水系微孔滤膜过滤于聚乙烯或硬质玻璃瓶中，4 以下冷藏保存，5 天内完成测定。7.6 空白试样的制备 用石英砂（5.11）代替实际样品，按照与试样的制备（7.5）相同步骤进行空白试样制备。8 分析步骤 8.1 仪器参考工作条件 8.1.1 液相色谱参考工作条件 色谱柱：阴离子交换色谱柱，250 mm（柱长）4.1 mm（内径）10 m（膜厚），或其它等效色谱柱；流动相：15 mmol/L磷酸氢二铵溶液（有效砷）或40 mmol/L磷酸氢二铵溶液（有效硒），pH 6.000.02，等度洗脱；流速：1.0 mL/min；柱温：40；进样量：100 L。8.1.2 原子荧光参考工作条件 灯电流：砷空心阴极灯60100 mA，硒空心阴极灯80100 mA；负高压：260300 V；原子化器温度：200；载流：盐酸溶液（5.12）；载气流量：400 mL/min；屏蔽器流量：600 mL/min。8.2 标准曲线的建立 8.2.1 有效砷标准曲线的建立 分别移取一定量有效砷混合标准使用液（5.26），用水稀释成至少5个浓度点的混合标准系列，使砷酸根、一甲基砷酸浓度分别为0 g/L、40 g/L、80 g/L、120 g/L、160 g/L、200 g/L，亚砷酸根、二甲基砷酸浓度分别为0 g/L、20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L。使用仪器参考工作条件DB42/T 20322023 5（8.1），从低浓度到高浓度依次进样分析，以标准系列溶液中目标化合物质量浓度（）为横坐标，以其对应峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。8.2.2 有效硒标准曲线的建立 分别移取一定量有效硒混合标准使用液（5.31），用水稀释成至少5个浓度点的混合标准系列，使硒酸根、亚硒酸根浓度分别为0 g/L、20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L，硒代胱氨酸浓度分别为0 g/L、40 g/L、80 g/L、120 g/L、160 g/L、200 g/L，硒代蛋氨酸浓度分别为0 g/L、60 g/L、120 g/L、180 g/L、240 g/L、300 g/L。使用仪器参考工作条件（8.1），从低浓度到高浓度依次进样分析，以标准系列溶液中目标化合物质量浓度（）为横坐标，以其对应峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。8.2.3 标准样品色谱图 在本文件推荐的仪器参考条件下，4 种有效砷和 4 种有效硒的液相色谱图分别见图 1 和图 2。标引序号说明：1亚砷酸根 2二甲基砷酸 3一甲基砷酸 4砷酸根 注：标准溶液的浓度=100 g/L 图 1 4 种有效砷标准样品参考色谱图 标引序号说明：1硒代胱氨酸 2亚硒酸根 3硒代蛋氨酸 4硒酸根 注：标准溶液的浓度=500 g/L 图 2 4 种有效硒标准样品参考色谱图 8.3 试样测定 在标准曲线建立（8.2）相同的分析条件下进行试样（7.5）的测定。如果试样浓度超出标准曲线范围，应适当稀释后重测。以保留时间定性，外标法定量。8.4 空白试样测定 使用与试样测定（8.3）相同的仪器条件进行空白试样（7.6）的测定。9 结果计算与表示 9.1 定性分析 DB42/T 20322023 6 以目标化合物的保留时间进行定性分析。应多次分析标准溶液得到目标化合物的保留时间均值，以平均保留时间3 倍的标准偏差为保留时间窗口，样品中目标化合物的保留时间应在其范围内。9.2 结果计算 土壤样品中目标化合物的质量浓度按式（1）计算：=103（1）式中：wi土壤试样中目标化合物 i 的含量，mg/kg；i由标准曲线所得试料中目标化合物 i 的质量浓度，g/L；Vi试样定容体积，mL；mi称取土壤样品的质量，g；wdm土壤样品的干物质含量，%；10-3转换系数；f稀释倍数。9.3 结果表示 测定结果小数点后位数与方法检出限保持一致，最多保留 3 位有效数字。10 准确度 10.1 精密度 三家实验室对实际土壤 4 种有效砷的加标样品进行了 6 次重复测定和统计。其中，砷酸根和一甲基砷酸分别加标 0.5 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg；亚砷酸根和二甲基砷酸分别加标 0.3 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg。实验室内相对标准偏差分别为：砷酸根 2.5%11.1%、亚砷酸根 5.8%25.8%、一甲基砷酸6.0%25.6%、二甲基砷酸 3.7%28.3%。实验室间相对标准偏差分别为：砷酸根 3.5%8.9%、亚砷酸根 4.6%10.0%、一甲基砷酸 5.6%10.4%、二甲基砷酸 2.0%14.2%。详见附录 C。三家实验室对实际土壤 4 种有效硒的加标样品进行了 6 次重复测定和统计。其中，硒酸根和亚硒酸根分别加标 0.2 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg；硒代胱氨酸加标 0.4 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg；硒代蛋氨酸加标 0.4 mg/kg、1.0 mg/kg、3.0 mg/kg。实验室内相对标准偏差分别为：硒酸根 2.7%13.5%、亚硒酸根 1.3%11.5%、硒代胱氨酸 2.7%14.8%、硒代蛋氨酸 4.6%14.6%。实验室间相对标准偏差分别为：硒酸根 6.3%12.2%、亚硒酸根 5.6%9.9%、硒代胱氨酸 6.5%17.4%、硒代蛋氨酸 2.0%13.6%。详见附录 C。10.2 正确度 三家实验室对实际土壤 4 种有效砷的加标样品进行了 6 次重复测定和统计。其中，砷酸根和一甲基砷酸分别加标 0.5 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg；亚砷酸根和二甲基砷酸分别加标 0.3 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg。实验室加标回收率平均值分别为：砷酸根 65.4%81.2%、亚砷酸根 66.6%73.3%、一甲基DB42/T 20322023 7 砷酸 72.2%82.4%、二甲基砷酸 75.4%84.4%。详见附录 C。三家实验室对实际土壤 4 种有效硒的加标样品进行了 6 次重复测定和统计。其中，硒酸根和亚硒酸根分别加标 0.2 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg；硒代胱氨酸加标 0.4 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg；硒代蛋氨酸加标 0.4 mg/kg、1.0 mg/kg、3.0 mg/kg。实验室加标回收率平均值分别为：硒酸根 78.1%94.3%、亚硒酸根 72.0%90.1%、硒代胱氨酸 90.1%98.0%、硒代蛋氨酸 61.8%101%。详见附录 C。11 质量保证和质量控制 11.1 空白试验 每批样品（不超过 20 个）至少分析 2 个实验室空白样品，其目标化合物的测定值不得高于方法检出限。否则，应检查试剂空白、仪器系统以及前处理过程。11.2 校准 标准曲线的相关系数应0.995。每批样品（不超过 20 个）需用标准曲线的中间浓度点进行 1 次校准。校准的相对误差应在15%之内，否则应重新建立标准曲线。11.3 平行样品 每批样品（不超过 20 个）应至少分析 1 对平行样品。平行双样测定结果的相对偏差应30%。11.4 基体加标 每批样品（不超过 20 个）应至少分析 1 个基体加标样品，各组分的加标回收率应在 60%130%之间。12 废物处理 实验中产生的所有废液和废物应分类收集，置于密闭容器中集中保管，粘贴明显标识，委托有资质的单位处置。13 注意事项 玻璃器皿均应以硝酸溶液（5.14）浸泡 24 h，再用自来水反复冲洗，最后用实验用水冲洗干净。DB42/T 20322023 8 附 录 A（资料性）方法的检出限和测定下限 表A.1给出了样品量为1.0 g，定容体积为10 mL，进样体积为100 L时，4种有效砷和4种有效硒的方法检出限、测定下限要求。表 A.1 方法检出限和测定下限 序号 化合物名称 检出限（mg/kg）测定下限（mg/kg）1 亚砷酸根 0.07 0.3 2 二甲基砷酸 0.07 0.3 3 一甲基砷酸 0.2 0.8 4 砷酸根 0.2 0.8 5 硒代胱氨酸 0.1 0.4 6 亚硒酸根 0.05 0.2 7 硒代蛋氨酸 0.1 0.4 8 硒酸根 0.05 0.2 DB42/T 20322023 9 附 录 B（资料性）不同酸度土壤采用的浸提液 pH 值 不同酸度土壤采用的浸提液pH值见表B.1。表 B.1 不同酸度土壤采用的浸提液 pH 值 土壤 pH 值 浸提液 pH 值 4.0 4.0 4.05.0 5.0 5.06.0 6.0 6.07.0 7.0 7.08.0 8.0 8.0 9.0 DB42/T 20322023 10 附 录 C（资料性）准确度 表C.1和表C.2中列出了方法的精密度和正确度。表 C.1 方法的精密度汇总表 序号 化合物名称 加标浓度（mg/kg）实验室内相对标准偏差（%）实验室间相对标准偏差（%）1 亚砷酸根 0.3 8.821.1 4.6 0.5 5.810.7 3.8 1.0 9.625.8 10.0 2 二甲基砷酸 0.3 6.319.9 8.0 0.5 5.412.1 14.2 1.0 3.728.3 2.0 3 一甲基砷酸 0.5 6.021.6 10.4 1.0 11.814.5 5.6 2.0 8.025.6 6.5 4 砷酸根 0.5 5.68.3 3.5 1.0 6.18.6 4.0 2.0 2.511.1 8.9 5 硒代胱氨酸 0.4 4.811.4 17.4 1.0 2.78.0 6.5 2.0 6.214.8 10.2 6 亚硒酸根 0.2 1.811.5 5.6 0.5 1.37.5 8.5 1.0 5.38.5 9.9 7 硒代蛋氨酸 0.4 4.65.0 2.0 1.0 10.814.6 8.9 3.0 5.413.1 13.6 8 硒酸根 0.2 4.57.8 12.2 0.5 2.713.5 6.3 1.0 4.18.4 6.4 DB42/T 20322023 11 表 C.2 方法的正确度汇总表 序号 化合物名称 加标浓度（mg/kg）加标回收率（%）加标回收率平均值（%）1 亚砷酸根 0.3 63.769.8 66.6 0.5 64.769.7 67.1 1.0 65.580.1 73.3 2 二甲基砷酸 0.3 77.390.3 83.0 0.5 81.290.8 84.4 1.0 73.376.7 75.4 3 一甲基砷酸 0.5 71.587.2 78.1 1.0 67.775.5 72.2 2.0 76.887.5 82.4 4 砷酸根 0.5 63.268.3 65.4 1.0 64.173.0 68.1 2.0 70.776.0 81.2 5 硒代胱氨酸 0.4 72.8103 90.1 1.0 91.2104 97.6 2.0 87.1107 98.0 6 亚硒酸根 0.2 68.077.2 72.0 0.5 77.892.2 86.4 1.0 80.397.8 90.1 7 硒代蛋氨酸 0.4 60.863.2 61.8 1.0 64.576.7 71.7 3.0 85.3109 101 8 硒酸根 0.2 69.990.0 78.1 0.5 87.697.8 92.4 1.0 87.698.5 94.3 _