生态地球化学评价样品分析技术要求.pdf

中国地质调查局地质调查技术标准 中国地质调查局地质调查技术标准 DD2005-03 DD2005-03 生态地球化学评价样品分析技术要求 生态地球化学评价样品分析技术要求 （试行） （试行） 中国地质调查局 中国地质调查局 2005 年 10 月 2005 年 10 月 目 次 目 次 前言 . 3 1 范围.4 2 规范性引用文件.4 3 总则.4 4 土壤样品中元素有效态及可浸提性分析.5 4.1 元素有效态及元素的浸提性分析项目选择.5 4.2 样品的制备 5 4.3 质量要求 5 4.4 质量控制 8 5 土壤样品形态分析...9 5.1 元素的形态划分 . 9 5.2 元素形态分析项目 . 10 5.3 样品的制备 . 10 5.4 质量要求 .10 5.5 质量控制 11 6 土壤、水样品元素价态分析12 6.1 价态分析..12 6.2 元素价态分析项目选择..12 6.3 样品的制备..12 6.4 质量要求..12 6.5 质量控制 .13 7 生物样品分析13 7.1 生物样品分析项目选择 ... 13 7.2 生物样品的实验室处理 . 13 7.3 质量要求 .17 7.4 质量控制 18 8 水质样品分析18 1 8.1 水质样品类别划分 . 18 8.2 水质样品分析元素 18 8.3 水质样品金属元素的测定18 8.4 样品的贮存与保管 .18 8.5 质量要求及质量控制19 9 有机污染物分析..21 9.1 有机污染物分析项目选择 21 9.2 样品的贮存与保管..21 9.3 质量要求与质量控制 .22 附录 A 形态分析方法（规范性附录） .24 附录 B 土壤样品元素价态分析方法（资料性附录） 33 2 前前 言言 生态地球化学评价样品分析技术要求 （试行） 是针对生态地球化学评价中所采集的土壤、 地表水、浅层地下水、土壤溶液、生物、有机污染物等样品元素和指标分析的需要，在广泛收 集国内外资料基础上，参照有关国家标准、行业标准和分析方法试验成果，制订的一套适用于 生态地球化学评价样品分析的技术要求。 本技术要求共分为六个部分。分别为土壤样品中元素有效态和浸提性分析；土壤样品中元 素形态分析；土壤、水样品中元素价态分析；生物样品分析；水样品中元素全量分析；土壤、 水、生物样品有机污染物分析。 本技术要求附录 A 为规范性附录，附录 B 为资料性附录。 本技术要求由中国地质调查局提出。 本技术要求由湖北省地质调查院负责起草。 本技术要求主要起草人叶家瑜 李锡坤 刘棕 熊采华 姚岚 本技术要求由中国地质调查局负责解释。 3 1 范围 1 范围 本技术要求规定了生态地球化学评价工作土壤、生物、地表水、浅层地下水、土壤溶液等 样品分析元素和指标的选择，分析质量的基本要求及质量控制方法。 本技术要求适用于生态地球化学评价样品分析质量评估、检查和报告验收。 2 规范性引用文件 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本技术要求本部分的引用而成为本部分的条款。 下列不注日期的引用 文件，其最新版本适用于本技术要求。 GB 12999 水质采样 样品的保存和管理技术规定 GB/T 7468-GB/T 7494 水质分析方法系列标准 GB/T 11889-GB/T 11914 水质分析方法系列标准 GB/T 13192-GB/T 13905 水质分析方法系列标准 GB/T 14500-GB/T 14551 土壤有机污染物分析方法系列标准 GB/T 5009 生物样品元素分析分解方法 LY/T 1210-LY/T 1275 森林土壤中元素有效态分析方法系列标准 3 总则 3 总则 3.1 3.1 编制生态地球化学评价样品技术要求的目的， 是为了规范生态地球化学评价样品中有效态、 形态、价态、水质、生物样、有机地球化学分析项目、分析方法和分析条件，以及质量控制方 法。 3.23.2 土壤中元素有效态分析方法，等效采用 LY/T 1210-LY/T1275 森林土壤中元素有效态分析方 法。 水质样品分析方法， 等效采用GB/T 7468-GB/T 7494水质分析方法系列标准、 GB/T 11889-GB/T 11914 水质分析方法系列标准、GB/T 13192-13905 水质分析方法系列标准。生物样分解方法， 等效采用 GB/T 5009 生物样品元素分析分解方法。水质样品贮存与保管，等效采用 GB/12999 水 质采样 样品的保存和管理技术规定。 3.3 3.3 分析方法的质量参数，是本着需要和可能两者相结合的原则制定的。 3.43.4 采用国家标准物质加标回收、空白试验和重复性检验，进行内部质量控制。形态分析采用 各形态分析结果总和，与元素全量分析比对的方法进行内部质量控制。 3.53.5 所有评价样品分析完成后，除按规定格式要求发出分析数据报告外，还应以测区为单元， 提交质量评估报告。评估报告内容包括样品分析种类、数量、分析元素或项目、所采用的分 析方法、分析方法质量水平、质量控制方法及控制效果、质量评价等内容。 4. 土壤样品中元素有效态及可浸提性分析 4. 土壤样品中元素有效态及可浸提性分析 4 4.1 元素有效态及元素的浸提性分析项目 4.1 元素有效态及元素的浸提性分析项目 4.1.1 元素有效态分析项目包括铵态氮，硝态氮、有效磷、缓效钾、速效钾、交换性钾、交换 性钠、交换性钙、交换性镁、阳离子交换量、有效硼、有效钼、有效铜、有效锌、有效铁、交 换性锰、易还原锰、有效硫、有效硅、有机质。 4.1.2 元素的浸提性分析项目包括浸提性铅、浸提性钴（其它有害重金属元素，归并在形态分 析、价态分析中） 。 4.1.3 应根据生态地球化学调查所圈出的元素异常及主要农作物耕作区所施化肥的类别，从 4.2.1 和 4.2.2 所列分析元素及项目中，有针对性的选择需要分析的元素和项目。 4.2 样品的制备 4.2 样品的制备 4.2.1 实验室样品验收 4.2.1.1 送样单位（人）送样时，应填写送样单（或委托检验单）一式二份，送样单内容包括 图幅代号、样品编号、要求分析项目以及技术要求和要求完成日期、送样日期、送样人、并盖 有送样单位公章。同时，附上采样点位、土壤名称、母质母岩及相关背景资料。 4.2.1.2 实验室管理人员应对送样单进行查核，如果发现样品不能满足分析要求，如样袋破损 或样品重量不够，标签记录不全影响后期工作者，即与送样单位（人）妥善处理，若实验室管 理人员认为不能满足检测要求时，立即报告实验室技术负责人或合同签订人处理，经验收合格 后，由收样人在送样单上签字确认，一份交送样单位（人） ，一份实验室留存。 4.2.2 样品的制备 4.2.2.1 试样的制备。 首先要剔除其他非土成分， 然后经过风干 （需用新鲜土分析的样品除外） 、 磨细、过筛、混匀、分装、制成待分析试样。 4.2.2.2 元素的有效态分析和元素的浸提性分析，对试样的粒度、质量和状态有不同的要求， 具体每个项目所需试样的质量粒度和状态见表 1。 4.2.2.3 为保证分析质量控制需要，样品质量应在表 1 最低质量的基础上增加一倍。 4.2.2.4 制备好的样品需用聚乙烯密实袋或磨口玻璃瓶盛装，隔绝空气，防止因微生物活动而 变质、发霉，外套牛皮纸袋以便编号和防止磨损划破。 4.3 质量要求 4.3 质量要求 4.3.1 分析方法的选择 4.3.1.1 土壤中元素有效态和元素浸提性分析方法，等效采用 LY/T 1210-1275 系列森林土壤 分析方法 ，见表 2。 5 表 1 分析项目对样品的要求 表 1 分析项目对样品的要求 分析项目 分析项目 一次测试需要样量（g）一次测试需要样量（g）样品粒度（mm）及状态要求 样品粒度（mm）及状态要求 铵态氮 1.0～2.0 2（风干土） 硝态氮 50.0 2（新鲜土） 有效磷 5.0 2（风干土） 缓效钾 5.0 2（风干土） 速效钾 5.0 2（风干土） 交换性钾钠钙镁 2.0～5.0 2（风干土） 阳离子交换量 2.0～5.0 2（风干土） 有效硼 20.0 2（风干土） 有效钼 25.0 2（风干土） 有效铜、锌、铁和浸提性铅、钴 10.0～25.0 2（风干土） 交换性锰 10.0 2（新鲜土） 易还原锰 10.0 2（新鲜土） 有效硫 10.0 2（风干土） 有效硅 10.0 2（风干土） 有机质 1.0 0.149（风干土） pH 值 10.0 2（风干土） 表 2 有效态使用分析方法标准号 表 2 有效态使用分析方法标准号 1 铵态氮 LY/T 1231-1999 2 硝态氮 LY/T 1230-1999 3 速效钾 LY/T 1236-1999 4 缓效钾 LY/T 1235-1999 5 有效磷 LY/T 1233-1999 6 交换性钙和镁 LY/T 1245-1999 7 交换性钾和钠 LY/T 1246-1999 8 阳离子交换量 LY/T 1243-1999 9 有效硫 LY/T 1265-1999 10 有效（活性）硅 LY/T 1266-1999 11 有效铁 LY/T 1262-1999 12 有效硼 LY/T 1258-1999 13 有效（活性）锰 LY/T 1263-1999 LY/T 1264-1999 6 续表续表 2 有效态推荐使用分析方法标准号有效态推荐使用分析方法标准号 14 有效钼 LY/T 1259-1999 15 有效铜 LY/T 1260-1999 16 有效锌 LY/T 1261-1999 17 有机质 LY/T 1237-1999 18 pH 值 LY/T 1239-1999 19 浸提性钴 20 浸提性铅 浸提方法与有效铜 浸提方法相同 4.3.1.2 分析方法允许在浸提原则（浸提剂及浸提条件）不变的情况下，对取样量、测定方法 可作适度有限制的调整，但无论采用何种方法测定，其方法的质量参数必须满足本技术要求的 规定。 4.3.2 分析方法的质量要求 4.3.2.1 分析方法检出限要求，见表 3。 表 3 分析方法检出限要求 表 3 分析方法检出限要求 序号 序号 项目 项目 方法检出限要求（mg/kg） 方法检出限要求（mg/kg） 1 铵态氮 1.25 2 硝态氮 1.25 3 有效磷 0.25 4 速效钾和交换性钾、钠 1.25 5 缓效钾 1.25 6 交换性钙和镁 1.25 7 有效硫 0.10 8 有效（活性）硅 0.10 9 有效铁 0.02 10 有效硼 0.005 11 有效（活性）锰 0.01 12 有效钼 0.005 13 有效铜 0.02 14 有效锌 0.02 15 浸提性钴 0.02 16 浸提性铅 0.02 17 阳离子交换总量 2.5 m mol/L 18 有机质 250 19 pH 值 0.1（无量纲） 7 4.3.2.2 表 3 所列各元素方法检出限要求是指用于元素有效态和元素浸提性分析方法的最低要 求，能否满足某些测区样品分析要求，还需以各元素的报出率来衡量，报出率低于 85时，必 须采取有效的措施降低分析方法检出限，以满足生态地球化学评价土壤样品分析的要求。 4.3.3 分析方法的准确度及精密度， 应采用国家一级标准物质进行考查。 选择 2～3 个标准物质， 每个标准物质测定 5～8 次， 测定结果按单个元素单个标准物质计算测定值与标准值的相对误差 （RE＝ 100 − Cs CsCi ） ，其测量值与标准值的相对误差允许限，等同采用样品分析相对偏差 允许限，以考查分析方法的准确度。同时计算 5～8 次测定的 RSD，考查分析方法精密度，RSD 要求≤20。 4.4 质量控制 4.4 质量控制 4.4.1 实验室内部质量控制 4.4.1.1 对所要分析的样品先进行 pH 值测定，以 pH 值 7.50 为界，分成中、酸性土壤和碱性土 壤两大类，pH ≤7.50 为中、酸性土，pH＞7.50 为碱性土，按类编码、分批，并按不同土类采 用不同浸提剂进行浸提。 4.4.1.2 准确度的控制 每一分析批（50 件样品）密码插入 2 个与土壤酸碱性相匹配的国家一级标准物质与样品一 同分析，每批分析完毕，按每个标准物质计算测量值与标准值之间的相对误差，并按表 4 允许 相对偏差要求，统计合格率，合格率要求达到 100。 4.4.1.3 精密度的控制 按所送样品总数随机抽取 5试样编成密码，交由熟练分析技术人员，单独进行重复分析， 并按表 4 允许相对偏差要求，统计合格率，合格率要求≥85。 4.4.1.4 每一批样品（50 件）应同时进行 2 个空白试验以控制全过程空白变化，空白值不得高 于本分析方法检出限的 2/3。 4.4.1.5 在没有标准物质可供选择时，每批样品分析中应安排 2 对空矿加标回收，以酸洗后含 SiO2在 99.8 以上石英粉作空矿，其中一对加标量必须在三倍检出限内，另一对加标回收量应 在工作曲线的上端。每对回收值不得超差（按表 4 要求统计） ，回收率（一对平均）须在 80～ 110之间。 4.4.1.6 pH 值测定允许偏差 两次称样测定结果允许绝对偏差为 0.1。 4.4.1.7 批量样品必须严格控制分析全过程，用标准物质，空白试验，密码内检样，重复分析 样及空矿加标回收等办法，评估实验室各分析人员检测过程是否受控，是否达到规定的精密度 和准确度要求。 8 表 4 元素有效态及浸提性分析相对偏差允许限 表 4 元素有效态及浸提性分析相对偏差允许限 测定项目 测定项目 含量范围 含量范围 允许相对偏差 允许相对偏差 ＞50 （mg/kg） 5 铵态氮、硝态氮、速效 钾、缓效钾 ≤50（mg/kg） 2.5 mg/kg（绝对偏差） ＞10（mg/kg） 10 10～2.5（mg/kg） 20 有效磷 ≤2.5（mg/kg） 0.5 mg/kg（绝对偏差） ＞100（m mol/kg） 10 100～10（m mol/kg） 20 交换性钾、钠、钙、镁 ≤10（m mol/kg） 2m mol/kg（绝对偏差） ＞100（m mol/kg） 5 阳离子交换量 ≤100（m mol/kg） 5m mol/kg（绝对偏差） ＞1（mg/kg） 5 1～0.1（mg/kg） 10 有效硫、硅、铁、硼、 锰、钼、铜、锌、浸提 性钴、铅 ≤0.1（mg/kg） 0.01mg/kg（绝对偏差） ＞10（g/kg） 5 有机质 ≤10（g/kg） 0.5g/kg（绝对偏差） 注绝对偏差测定值－平均值 相对偏差（测定值－平均值）/平均值100 4.4.2 分析数据的处理与评估 4.4.2.1 实验室内部质量参数准确度、精密度、加标回收、重复试验、空白试验中有 1～2 个单 项超过相应允许限要求，应及时检查原因，除因结果计算产生的偶然误差，可重新计算外，其它 原因必须重新取样返工。 4.4.2.2 连续二个分析批，统计质量都不能满足上述质量参数要求时，应仔细检查原因，直到原 因查明并获得改进后，方可继续进行样品分析。 4.4.2.3 分析结果须与全量分析结果、取样点土壤类型、母岩特点进行对照。对异常高低值应抽 出，重新安排复查验证。 4.4.2.4 每批样品已进行 100双份密码重复分析，合格后的分析数据取平均值发出结果。凡未 进行 100％重复分析的数据，以基本分析数据报出结果。 4.4.2.5 所有有效态和浸提性结果须换成 105℃烘干基表示。 4.4.3 实验室外部质量控制办法，另行发布。 5 土壤样品形态分析 5 土壤样品形态分析 9 5.1 元素的形态划分5.1 元素的形态划分 土壤中元素的形态分析， 根据评价工作的要求及目前常用的顺序提取方案， 本技术要求确定 为将元素分为七种形态，即以水为提取剂提取水溶态；以氯化镁为提取剂提取离子交换态；以 醋酸－醋酸钠为提取剂提取碳酸盐结合态；以焦磷酸钠为提取剂提取弱有机（腐殖酸）结合态； 以盐酸羟胺为提取剂提取铁锰结合态； 以过氧化氢为提取剂提取强有机结合态； 以氢氟酸提取残 渣态。 5.2 元素形态分析项目5.2 元素形态分析项目 包括 Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Cd、Cr、Mn、Mo、Se、Hg、As、Sb 等 13 种元素，也可根据评价 工作需要及测区实际情况，从上述 13 种元素中选择部分元素，或增加其他元素进行形态分析。 5.3 样品的制备 5.3 样品的制备 接收样品时， 应将所送样品与送样单进行核对， 检查其是否符合相关规范要求和实际分析工 作的需要。发现问题及时与送样人和送样单位联系，妥善处理。经验收合格后由收样人在送样单 上（一式两份）签字，并加盖实验室公章，一份交送样人带回，另一份留实验室。 送至实验室的样品应过 20 目筛（＜0.84 ㎜） ，经室温风干混匀后缩分取土壤试样 200g，采 用玛瑙无污染样品制备机具将样品粉碎至 100 目（＜0.25 ㎜）装袋备用。 5.4 质量要求 5.4 质量要求 5.4.1 分析方法的选择 元素形态分析方法见附录 A。 5.4.2 分析方法的质量要求 5.4.2.1 分析方法的检出限要求见表 5。 表 5 分析方法的检出限要求 表 5 分析方法的检出限要求 检出限（检出限（μμg/g） g/g） 元素 元素 测定范围 测定范围 ug/g g/g 水溶态 水溶态 离子交换 态 离子交换 态 碳酸盐态碳酸盐态 弱有机 弱有机 结合态 结合态 铁锰 铁锰 结合态 结合态 强有机 强有机 结合态 结合态 残渣态残渣态 Cu 0.05～1000 0.05 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1 Pb 0.1～200 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2 Zn 0.1～200 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2 Co 0.05～200 0.05 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1 Ni 0.05～200 0.05 0.3 0.3 0.5 0.3 0.5 2 Cd 0.005～200 0.005 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 Cr 0.1～200 0.1 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 5 10 续表 5 分析方法的检出限要求续表 5 分析方法的检出限要求 检出限（检出限（μμg/g） g/g） 元素 元素 测定范围 测定范围 ug/g ug/g 水溶态 水溶态 离子交换 态 离子交换 态 碳酸盐态碳酸盐态 弱有机 弱有机 结合态 结合态 铁锰 铁锰 结合态 结合态 强有机 强有机 结合态 结合态 残渣态残渣态 Mn 1～600 1 5 5 5 5 5 10 Mo 0.05～200 0.05 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 Se 0.005～20 0.005 0.010 0.005 0.005 0.010 0.005 0.01 Hg 0.001～2 0.001 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.005 As 0.05～100 0.05 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 1 Sb 0.005～100 0.005 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.05 5.4.2.2 分析方法准确度和精密度 5.4.2.2.1 形态分析方法的准确度是以土壤中元素全量分析作为标准， 与各分态之和比较， 计算 其相对偏差RE＝ 全 全总 C CC− 100，要求RE≤40％。 （式中C全元素全量；C总元素形态 总量） 5.4.2.2.2 形态分析方法的精密度，以同一份样品重复测定 8 次，计算各形态重复分析的 RSD， 要求 RSD≤30％。 5.5 质量控制 5.5 质量控制 5.5.1 实验室内部质量控制 5.5.1.1 准确度控制 形态分析样品准确度的控制，等同采用分析方法的准确度考查办法。 5.5.1.2 精密度控制 形态分析样品精密度的控制，按样品总数的 15～40随机抽取重复性检 验样品，基本样品与重复性样品一同分析。计算基本分析与内检分析测量值的相对偏差 100 − BA BA RE ，应满足表 6 的要求。单元素单形态分析数据的合格率应≥85。 表 6 检查分析监控限 表 6 检查分析监控限 含量范围10 -6 RE（） ≤三倍方法检出限 40 ＞三倍方法检出限 30 5.5.1.3 残渣态是经分离水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态后残渣用 氢氟酸分解后测定，不应采用总量与前六种形态之和相减求得，各形态加和总量不应低于 80， 不得高于 105，各态总和超过全量 5以上者，必须检查原因，直至全部返工。 5.5.1.4 异常点抽查检查分析 11 基本分析完成后，根据样品的含量，抽取 5的特高或特低样品进行异常点抽查分析。计算 基本分析与检查分析的相对偏差 100 − BA BA RE ，并按大于 3 倍检出限含量，RE≤40； 小于等于 3 倍检出限，RE≤50要求统计合格率。合格率要求≥85。 5.5.1.5 对超过监控限的分析数据应查明原因，及时扩大检查范围，直至全部返工。 5.5.1.6 每一个分析批应进行 2 个空白试验，以控制空白的变化。 5.5.2 实验室外部质量控制办法，另行发布。 6. 土壤、水样品元素价态分析 6. 土壤、水样品元素价态分析 6.1 价态分析6.1 价态分析 生态地球化学评价土壤、 水样品中元素价态分析， 是指元素离子不同价态的定性和定量分析。 6.2 元素价态分析项目选择6.2 元素价态分析项目选择 元素的价态分析主要是选择土壤水溶态和可交换态以及水质样品中具有变价化学特征的有毒 有害金属元素，包括 As、Sb、Cr、Se 四种元素。 6.3 样品的制备 6.3 样品的制备 6.3.1 土壤样品元素价态分析样品一般应保存在磨口玻璃瓶或外套牛皮纸袋的密实聚乙烯袋中。 6.3.2 土壤中元素的价态分析试样制备， 按本技术要求 5.4 要求进行， 然后分别按附录 B 方法浸 提水溶态或离子交换态后进行测定。 6.3.3 土壤中铬价态分析样品应过 20 目筛（＜0.84 ㎜） ，新鲜土样，尽快分析，另取一份样品同 时进行水份分析，用以校正价态分析结果。 6.3.4 浅层地下水、地表水和土壤溶液，可根据测试要求，取一定量水样，直接测定，当水样混 浊时，先用 0.45um 膜过滤，滤液用于测定。 6.4 质量要求 6.4 质量要求 6.4.1 分析方法的选择 分析方法可参考附录 B 所推荐的方法进行分析。 也可选择其它方法测量。 无论采用何种方法， 其方法质量参数，必须达到本技术要求的规定。 6.4.2 分析方法的质量要求 6.4.2.1 分析方法的检出限，见表 7。 6.4.2.2 分析方法的准确度， 采用水样或土壤提取液中加入不同价态元素标准溶液进行标准加入 回收试验（标准加入量应为 10 倍分析方法检出限量）考核分析方法的准确度，标准加入回收率 应为 90～110。 6.4.2.3 采用样品多份重复分析考核分析方法的精密度，当样品中被测组份含量大于或等于 10 倍的检出限量时，12 次测定的相对标准偏差应小于 15。 12 6.5 质量控制 6.5 质量控制 6.5.1 实验室内部质量控制 6.5.1.1 准确度控制 每一分析批次应做不少于 2 次不同价态元素标准溶液回收试验， 当标准加 入量为 10 倍方法检出限量时，标准回收率应为 90～110。 表 7 分析方法检出限 表 7 分析方法检出限 样品 样品 元素 元素 形态 形态 价态 价态 检出限（检出限（ g/g） g/g） 砷 水溶态 和可交换态 As 3 As 5 0.02 0.02 铬 水溶态 和可交换态 Cr 3 Cr 6 0.05 0.02 锑 水溶态 和可交换态 Sb 3 Sb 5 0.02 0.02 土壤 硒 水溶态 和可交换态 Se 4 Se 6 0.01 0.01 * 水质样品元素价态分析检出限要求参照上表要求，计量单位为g/mL。 6.5.1.2 精密度控制 每批分析样品应随机抽取 25～100的样品（不得少于 2 件样品）进行不 同时间不同分析人员的重复性分析，计算 2 份分析的相对偏差（ 100 − BA BA RE ） ，当样 品含量在 3 倍检出限以内应不大于 100，3 倍检出限以上应不大于 50。 6.5.1.3 空白试验，每一个分析批，至少插入 2 个空白试验样。 6.5.2 实验室外部质量控制办法，另行发布。 7 生物样品分析7 生物样品分析 生物样品分析，是指对自然界生物圈中各种生物种属所含元素的定性和定量分析。生物样品 包括动物样品和植物样品两大类。动物样品有人体、猪、牛、羊、鱼、家禽等。分析试样包括人 体血液、毛发、动物家禽的肌肉、脏器、蛋、乳等。植物样品有粮食、蔬菜、瓜果等，分析试样 包括根、茎、叶、果实及根系土壤。采样时，应根据测区内农业及环境特点，选择具有代表性的 植物样，一般选择植物可食部分进行分析。 7.1 生物样品分析项目选择7.1 生物样品分析项目选择 生物样品分析，主要跟踪研究 Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn、Co、Ni 和 F 等元素，同时结合 考虑当地饲料、农药等使用情况，适当增加有机分析项目。 7.2 生物样品的实验室处理 7.2 生物样品的实验室处理 7.2.1 动物样品的室内处理 13 7.2.1.1 人发样品的处理，应先经 1的洗洁精浸泡 12h，再用一般蒸馏水冲洗干净，最后用去离 子水清洗 3 次，于 60℃烘干备用。 7.2.1.2 人体血液样品从冷冻箱内取出后，直接进行消化分析。 7.2.1.3 大个体动物样、鲜活水产品样、贝类样品，从冷冻箱取出后进行解冻，将解冻样品在捣 碎器内捣成均匀浆质，取部分浆质进行分析。 7.2.1.4 蛋类、乳类样品需搅拌均匀后，取部分样品消化后分析。 7.2.2 植物样品的室内处理 7.2.2.1 农产品（包括稻谷、大米、小麦、玉米、豆类、茶叶等）的果实及根、茎、叶；蔬菜的 果实及根、茎、叶应在刚采集的新鲜状态下冲洗，除去粘附土壤和因施肥、喷农药引起的污染， 然后再用蒸馏水冲洗 1～2 次，在室温下晾干。 7.2.2.2 将洗净的稻谷、大米、玉米、豆类、茶叶按下列要求处理分析易起变化的成分（如 硝态氮、氨态氮、氰、无机磷、水溶性糖、维生素等）须用新鲜样品，如需短期保存，须在冰 箱中冷藏。分析不易变化的成分（常量元素和微量元素）在 80℃～90℃烘箱（最好用鼓风烘箱） 中烘 15-30min，然后降温至 60℃～70℃，逐尽水分，时间大约 12～24h。 7.2.2.3 瓜果的可食部分，按分析要求，取足样品，直接用捣碎机捣碎后消化分析。 7.2.2.4 蔬菜须先经切碎后捣碎或打浆后消化分析。 7.2.2.5 农产品和瓜果的根、茎、叶，经洗净后，用专门的切碎机切碎或用不锈钢工具切碎后， 再用无污染破碎机，粉碎至 20 目～40 目（0.84 mm～0.42mm）过筛，按 7.4.2.2 的要求干燥后 消化分析。 7.2.3 生物样品的分解，生物样品的分解方法分为干法和湿法两种，干法分解法又分为直接干 法分解法和保护灰化分解法。湿法分解法分为常压分解法、高压分解法和微波分解法，应根据 实验室设备配置、样品种类和所需分析元素不同，选用适当的分解方法。 7.2.3.1 分析 Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni、Cr、Sn、Fe、Mn 等元素试样消解方法。 7.2.3.1.1 湿法消解法 a、硝酸－高氯酸法Ⅰ 称取适量样品于锥形瓶或高型烧杯中，加入 5～10 倍量的HNO3-HClO4（41）混合酸（可加 入 1mL H2O2[φ（H2O2）＝30]促进消解） ，混匀后加盖，放置过夜。次日在电热板上加热消解， 先低温加热，待泡沫消失后，升至高温消解，当加热蒸发至小体积时，溶液为清澈无色或淡黄 色，即为消解完全，冷却后，定容分析。若溶液颜色变深，说明样品未消解完全，应沿容器壁 补加混合酸，反复消解，直至消解完全。蒸发过程中应避免蒸干炭化。 b、硝酸-高氯酸法Ⅱ 14 取适量样品，加入 5～10 倍的硝酸[ρ（HNO3）＝1.41g/mL]放置过夜，次日在电热板上低温 消解，待大部分有机物分解后，加入少量高氯酸[ρ（HClO4）＝1.67g/mL]继续加热至冒白烟， 如溶液仍发黑，继续补加硝酸[ρ（HNO3）＝1.41g/mL]加热至冒黑烟，反复处理至溶液清澈为 止。 C、硫酸-硝酸-高氯酸法 取适量样品， 加入 5～10 倍的HNO3-HClO4（41） 混合酸， 1～10mL H2SO4[ρ （H2SO4） ＝1.84g/mL]， 放置过夜，次日按硝酸-高氯酸法相同的操作进行消解。 （含糖高的样品开始要低温加热，注意 防止炭化，补加混合酸时要待泡沫消失再升高温度） 。消解完全后，蒸发至高氯酸白烟冒尽，开 始冒硫酸烟时停止加热。 7.2.3.1.2 压力消解法 取适量样品（干样，高脂肪样＜1g，鲜样＜2g，于聚四氟乙烯内罐（100mL）中，加 2～4mL HNO3[ρ（HNO3）＝1.41g/mL]浸泡过夜，加H2O2[φ（H2O2）＝30]2～3mL（总量不超过内罐容积 的 1/3） ，盖好内盖，旋紧不锈钢外套，放入烘箱，于 120～140℃保持 3～4h，冷却后，转移溶 液，定容分析。 7.2.3.1.3 干法消解法 a、直接灰化法Ⅰ 取适量试样于坩埚（瓷、石英、银等） ，低温炭化至无烟后，转入马弗炉，于 500 0C灰化 6～ 7h，冷却，用稀酸提取灰分，定容分析。 （测定果菜打浆样及乳类样品中的Pb、Zn时，需加入 1mL磷酸[φ（H3PO4）＝10]，低温蒸干后再炭化） 。 b、直接灰化法Ⅱ 取适量试样于坩锅中，低温炭化至无烟，转入马弗炉于 500 0C灰化 3h，冷却取出坩锅，加少 量HNO3（11）润湿灰分，低温蒸干，重新放入马弗炉于 500 0C继续灰化 1h，冷却后，用盐酸[φ （HCl）＝20]提取灰分，定容分析。 c、过硫酸胺灰化法取适量试样于瓷坩埚中，加HNO3[ρ（HNO3）＝1.41g/mL]浸泡 1h以上，低 温蒸干并炭化，冷却后加 2～3g（NH4）2S2O8，继续炭化至无烟，转入马弗炉于 500 0C灰化 2h ， 再升温至 800 0C保持 20min，冷却后根据分析要求，用盐酸[φ （HCl）＝20]提取灰分，定容分析。 7.2.3.2 测定 As 元素样品消解方法 7.2.3.2.1 湿法消解法，按 7.4.3.1 要求进行。 7.2.3.2.2 干法消解法，取适量试样（1～5g）于坩埚中，加入 1g MgO及 10mL MgNO32（ρ＝ 150g/L） ，浸泡 4h，水浴蒸干，低温炭化至无烟后，转入马弗炉 550 0C灰化 2～4h，冷却取出， 加少量水，用HCl（1＋1）中和MgO并溶解灰分，定容测定。油脂类样品加入 10g MgNO32覆盖 15 2g MgO，低温加热至刚冒烟，取下冷却，反复加热至完全炭化，转入马弗炉灰化，以下按上述 要求处理。 7.2.3.3 测定 Hg 元素试样消解方法 7.2.3.3.1 湿法消解 a、压力消解法按 7.4.3.1.2 方法进行处理。 b、硝酸－硫酸回流法 干样 取 10g试样于锥形瓶中， 加 45mL HNO3[ρ （HNO3） ＝1.41g/mL]， 缓慢加入 10mL H2SO4[ρ （H2SO4）＝1.84g/mL]，边加边摇动锥形瓶防止局部炭化，装上冷凝管，低温加热，待开始起泡 时停止加热，气泡停止后，继续加热回流 2h，溶液清亮后停止加热，冷却后从冷凝管上端小心 加水 20mL，继续加热回流 10min，冷却，转移过滤消化液，定容分析。 油脂类样品取 5g试样，加 7mL H2SO4[ρ（H2SO4）＝1.84g/mL]，小心混匀，至溶液变为棕 色后，加 40mL HNO3[ρ（HNO3）＝1.41g/mL]，接上冷凝管，以下按干样方法处理。 瓜果、 蔬菜、 肉、 蛋、 乳制品鲜匀浆样 取 10～20g