LY∕T 3129-2019 森林土壤铜、锌、铁、锰全量的测定电感耦合等离子体发射光谱法

ICS13.080.10

B10

LY

中华人民共和国林业行业标准

LY/T3129—2019

森林土壤铜、锌、铁、锰全量的测定电感

耦合等离子体发射光谱法

Determinationofthetotalcopper,zinc,ironandmanganeseinforestsoilsby

InductivelyCoupledPlasma-OpticalEmissionSpectrometer(ICP-OES)

（发布稿）

2019-10-23发布2020-04-01实施

国家林业和草原局

发布

LY/T3129—2019

I

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3注意事项..........................................................................1

4方法提要..........................................................................1

5试剂和材料........................................................................2

6仪器和设备........................................................................2

7分析步骤..........................................................................3

8质量保证和质量控制................................................................5

附录A（资料性附录）标准溶液系列质量浓度............................................6

附录B（资料性附录）仪器操作参考条件................................................7

参考文献.............................................................................8

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II

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由国家林业和草原局提出并归口。

本标准起草单位：中国林业科学研究院林业研究所，北京林业大学，中国林业科学研究院亚热带林

业研究所，北京华测北方检测技术有限公司。

本标准主要起草人：焦如珍、董玉红、厚凌宇、孙启武、耿玉清、屈明华、田赟、张英、倪张林、

岳志毅、文唤成、徐至澄。

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1

森林土壤铜、锌、铁、锰全量的测定电感耦合等离子体发射光谱法

1范围

本标准规定了测定森林土壤铜（Cu）、锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）全量的电感耦合等离子体

发射光谱法（ICP-OES）。

本标准适用于森林土壤铜、锌、铁、锰全量的测定。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件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文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法

GB/T4842氩气

LY/T1210森林土壤样品的采集与制备

3注意事项

实验中所使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性，加酸、消解和赶酸等操作要在通风橱中进行，操作时

应按规定佩戴防护用品，避免接触皮肤和衣服，如不慎喷溅到皮肤上应立即使用喷淋设施或清水冲洗。

在采样和试样制备过程中应该防止污染。样品分析过程中所用器皿需用10+90的硝酸溶液浸泡24h，

然后用自来水和实验用水依次冲洗干净，置于干净的环境中晾干备用。

铜、锌、铁、锰测定误差的主要来源是样品消解是否完全，实际测定过程中可根据土壤有机质差异，

适当调整硝酸、盐酸和氢氟酸用量。

使用微波消解仪消解过程中应注意相应仪器的使用要求及消解罐使用的温度和压力限制，避免由于

爆罐带来人员和仪器的损伤。

ICP-OES在点燃等离子体后，不可以打开矩室门或者矩管室，防止高频辐射对人员带来危害。

因各个实验室使用的仪器制造商及型号的差异，故仪器安全和操作说明书是不同的，列出所有相关

的建议不在本方法范围内，可参考相关的仪器手册，向生产商咨询，或查阅安全操作方面的文献。

4方法提要

土壤样品加混合酸，经电热板、石墨消解炉、微波消解仪或全自动消解仪消解后，用电感耦合等离

子体发射光谱仪（ICP-OES）进行检测。

消解后的试样进入等离子体发射光谱仪的雾化器中被雾化，由氩载气带入等离子体火炬中，目标元

素在等离子体火炬中被气化、电离、激发并辐射出特征谱线。特征谱线的强度与试样中待测元素的含量

在一定浓度范围内成正比。

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5试剂和材料

5.1试剂

5.1.1水：

所用去离子水或蒸馏水应符合GB/T6682中二级水的规格要求。建议在同一批测定中使用同一批水。

5.1.2氢氟酸：优级纯，浓度ω(HF)=40%。。

5.1.3硝酸：优级纯，ω(HNO3)=65%。

5.1.4高氯酸：优级纯，ω(HClO4)=70%。

5.1.5盐酸：优级纯，ω(HCl)=36%。

5.1.6双氧水：优级纯，ω(H2O2)=30%。

5.1.7氩气：纯度≥99.99%。

5.2试剂配制

5.2.1硝酸溶液（1+99）。

取10mL硝酸，缓慢加入990mL水中，混匀。

5.2.2硝酸溶液（10+90）。

取100mL硝酸，缓慢加入900mL水中，混匀。

5.3标准溶液

5.3.1元素标准储备液

用高纯度金属（纯度大于99.99%）或金属盐类（基准或高纯试剂），配置成100mg/L或1000mg/L

含硝酸溶液的铜、锌、铁、锰标准溶液，溶液酸度保持在1%（v/v）以上。或使用经国家认证并授予标

准物质证书的标准溶液。

5.3.2标准系列溶液的配制

精确吸取适量元素标准储备液，用硝酸溶液（1+99）逐级稀释配制成混合标准溶液系列，各元素

质量浓度见附录表A.1。依据样品溶液中元素质量浓度，可适当调整标准系列各元素质量浓度范围。

6仪器和设备

6.1电感耦合等离子体发射光谱仪。

6.2电热板：温度控制精度为±2.5℃。

6.3石墨消解炉：配有聚四氟乙烯消解罐。

6.4微波消解仪：温度精度为±2.5℃，配有聚四氟乙烯消解罐。

6.5赶酸仪：微波消解仪配套的赶酸设备。

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6.6全自动消解仪：配有聚四氟乙烯消解罐。

6.7天平：精度为0.0001g。

6.8聚四氟乙烯坩埚：50mL。

6.9土壤筛：非金属筛，0.149mm（100目）。

6.10铂金包头坩埚钳。

6.11防护手套。

6.12一般实验室常用设备。

7分析步骤

7.1样品制备

按LY/T1210规定制备实验室样品。

7.2水分含量的测定

按LY/T1210规定测定试样水分换算系数。

7.3试样制备

7.3.1全消解法

称取过0.149mm筛的风干土0.1~0.5g（精确到0.0001g）于50mL聚四氟乙烯坩埚或石墨消解炉配套

的聚四氟乙烯消解罐内，用少量水湿润，依次加入5mL氢氟酸，3mL硝酸和3mL高氯酸，轻轻摇动使

样品与消解酸充分混合，待气泡排尽，加盖。

将坩埚或消解罐放在电热板或石墨消解炉上，先低温130℃消煮1h后，逐渐升至高温200℃消煮，

待开始冒白烟时，佩戴防护手套或用坩埚钳取下盖子，轻轻摇动坩埚或消解罐，使液土混合充分反应。

待高氯酸冒尽白烟、样品呈糊状时，继续加热至近干，残渣呈无色透明或亮黄色，即为消化完全。如果

残渣呈现灰色，说明消化不完全，再加1mL高氯酸，3mL氢氟酸，继续消煮直至消化完全。

取下坩埚或消解罐冷却至室温，加入5mL硝酸溶液（10+90），加热溶解残渣，冷却后，完全转移

入50mL容量瓶中，用水洗涤坩埚或聚四氟乙烯消解罐，将所有洗涤液转移到容量瓶中，最后用水定容

摇匀静置待测。

7.3.2微波消解

准确称取过0.149mm筛孔的风干土0.1~0.5g（精确至0.0001g）于微波消解仪配套的聚四氟乙烯消

解罐中，用少量水湿润，依次加入2mL盐酸、3mL氢氟酸、6mL硝酸（8mL<溶液总体积<30mL）。

轻轻摇动使样品与消解酸充分混合，待气泡排尽，加盖。称量每个消解罐的重量。

将消解罐装入消解罐支架后放入微波消解仪炉腔内。采用仪器生产厂家推荐的工作程序设置升温程

序，参考升温程序见附录表B.1。消解结束后冷却至室温。取出消解罐，称量每个罐的重量，消解前后

重量差异应小于10%~15%。如果消解后的重量比消解前的重量减少超过此数值，舍弃该样品，并査找

原因。

缓慢打开消解罐内盖进行排气，并用水洗涤消解罐内盖，将洗涤液转入消解罐中，继续向消解罐中

加入1mL高氯酸或1mL双氧水，用赶酸仪赶酸。如果没有赶酸仪，可将消解罐中的溶液转移至聚四氟

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乙烯坩埚中，用少许水洗涤消解罐内盖和消解罐后，将洗涤液完全转移入坩埚，将坩埚置于电热板上在

微沸的状态下进行赶酸。

待消解液呈粘稠状，无色透明或亮黄色，冷却，用5mL硝酸溶液（10+90）溶解，转移入50mL容

量瓶中，用水洗涤坩埚或聚四氟乙烯消解罐，将所有洗涤液并入容量瓶中，最后用水定容摇匀静置待测。

7.3.3全自动消解

准确称取过0.149mm筛孔的风干土0.1~0.5g（精确至0.0001g）于全自动消解仪配套的聚四氟乙烯

消解罐内，用少量水湿润，将消解罐置于自动消解仪的消解罐孔中，在自动消解仪的控制软件中设置好

样品位置，参照仪器清单，设置工作程序，启动已编辑好的工作程序（表1），样品消解过程将自动完

成。

表1自动消解仪工作程序

程序设置步骤方法内容

1加入10mL硝酸，4mL氢氟酸

260%强度下震荡1min

3加热到140℃，维持60min

4加入2mL高氯酸

5加热到160℃，维持60min

6加热到180℃，维持30min

7冷却30min

8加入0.5mL硝酸

9加入20mL水，用水定容到50mL

7.4空白试样的制备

空白溶液的制备除不加土样外，其他步骤同7.3。

7.5仪器参考条件

不同型号的仪器最佳测试条件不同，根据仪器说明书要求优化测定条件。并根据样品基体情况选择

合适的分析谱线。仪器参考测量条件及推荐波长见附录B.2、B.3。待仪器预热至各项指标稳定后开始进

行测量。

7.6校准曲线的绘制

将标准系列溶液从低浓度到高浓度依次通过蠕动泵等量提取导入电感耦合等离子体发射光谱仪中，

测定待测元素分析谱线的强度信号响应值，以待测元素的质量浓度为横坐标，待测元素的信号响应值为

纵坐标，绘制标准曲线。

7.7测定

将空白溶液和试样溶液分别通过蠕动泵等量提取导入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定待测元

素的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的质量浓度。试样测定过程中，若待测元素浓度

超出校正曲线范围，试样需稀释后重新测定。

7.8计算

土壤样品中各金属元素的含量ω（mg/kg），按照公式（1）进行计算：

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5

km

tV

s

)-(

ω

0

Mn)Fe,Zn,(Cu,

.............................(1)

1

2

V

V

ts.........................................(2)

式中：

ω—土壤全量元素质量分数，mg/kg；

ρ—待测试样中被测元素的质量浓度，mg/L；

ρ0—空白试样中被测元素的质量浓度，mg/L；

V—试样的定容体积，mL；

ts—分取倍数；

V1—分取试液的体积，mL；

V2—分取后测定试液的定容体积，mL；

m—称取过筛后风干样品的质量，g；

k—风干样品质量换算成烘干样品质量的水分换算系数。

7.9结果表示

计算结果保留三位有效数字，按科学计数法表示。

7.10允许偏差

表3平行双样允许最大相对偏差的控制

含量范围

(mg/kg)

允许最大相对偏差

(%)

>1005

10~10010

<1020

8质量保证和质量控制

8.1空白实验

空白实验的测定结果应小于方法检出限。

8.2校准

每批样品分析均须绘制校准曲线，校准曲线的相关系数应大于或等于0.999。

每分析20个样品须用一个校准曲线的中间点浓度标准溶液进行校准核査，其测定结果与最近一次校

准曲线该点浓度的相对偏差应≤10%，否则应重新绘制校准曲线。

8.3准确度控制

每20个样品应测定一个有证土壤标准样品或有证标准物质，其测定值应在保证值范围内。

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6

AA

附录A

（资料性附录）

标准溶液系列质量浓度

ICP-OES方法中元素标准溶液系列质量浓度参见表A.1。

表A.1标准溶液系列质量浓度

序号元素

标准系列质量浓度（mg/L）

系列1系列2系列3系列4系列5系列6

1Cu00.050.501.005.0010.0

2Zn00.050.501.005.0010.0

3Fe00.505.0010.050.0100

4Mn00.050.501.005.0010.0

B

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7

附录B

（资料性附录）

仪器操作参考条件

B.1微波消解仪操作参考条件

表B.1微波消解仪参考升温程序

B.2电感耦合等离子体发射光谱仪仪器参数

表B.2电感耦合等离子体光谱仪操作参考条件

功率

(kW)

观测方式

等离子

气流量

(L/min)

辅助

气流量

(L/min)

冲洗

泵速

(rpm/min)

分析

泵速

(rpm/min)

雾化器压力

(kPa)

清洗

时间

(s)

1.15

铜、锌、锰水平观

测，铁垂直观测

120.51005020028

B.3元素测定推荐波长及干扰元素

表B.3元素测定推荐波长及干扰元素

序号测定元素推荐波长（nm）干扰元素

1Cu324.752/327.393Fe、Al、Ti、Mo

2Zn

202.548

206.200

213.856

Co、Mg

Ni、La、Bi

Ni、Cu、Fe、Ti

3Fe

238.204

239.924

240.488

259.940

261.762

Cr、W

Mo、Co、Ni

Mo、W

Mg、Cu、Be、Mn

4Mn

257.610

259.372

293.306

Fe、Mg、Al、Ce

Fe

Al、Fe

步骤温度（℃）升温时间（min）保持时间（min）

113055

215043

318043