ГОСТ ISO 22036-2014
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КАЧЕСТВО ПОЧВЫ
Определение микроэлементов в экстрактах почвы с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ИСП-АЭС)
Soil quality. Determination of trace elements in extracts of soil by inductively coupled plasma - atomic emission spectrometry (ICP-AES)
МКС 13.080.10
Дата введения 2015-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением "Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии" Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ "ВНИИСХРАЭ" Россельхозакадемии) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5.
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации (ТК 025)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 мая 2014 г. N 67-П)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ISO 3166) 004-97 | Код страны по МК (ISO 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Украина | UA | Госпотребстандарт Украины |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 05 июня 2014 г. N 510-ст ГОСТ ISO 22036-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 июля 2015 года.
5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 22036:2008* Soil quality - Determination of trace elements in extracts of soil by inductively coupled plasma - atomic emission spectrometry (ICP - AES) [Качество почвы. Определение микроэлементов в экстрактах почвы с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ИСП-АЭС)]
Международный стандарт разработан подкомитетом SC 3 "Химические методы и характеристики почв" технического комитета по стандартизации ISO/TC 190 "Качество почвы" Международной организации по стандартизации (ISO).
Перевод с английского языка (en).
Официальный экземпляр международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, имеется в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации.
Сведения о соответствии межгосударственного стандарта ссылочному международному стандарту приведены в дополнительном приложении ДА.
Степень соответствия - идентичная (IDT)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Процедуры, описанные в настоящем стандарте, должны проводиться компетентными, квалифицированными специалистами. Некоторые методы и реактивы, включая использование оборудования, могут быть весьма опасными. Пользователи настоящего стандарта, которые не имеют четкого представления о потенциальных опасностях и связанной с ними техники безопасности, должны получить профессиональную консультацию перед началом любой операции.
1 Область применения
Настоящий стандарт описывает определение микроэлементов в экстрактах после кислотного разложения почв или в почвенных растворах с использованием метода атомно-эмиссионной спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ИСП-АЭС) для 34 элементов (см. таблицу 1).
Метод мультиэлементного определения применим к почвенным экстрактам, полученным с помощью "царской водки" в соответствии с ISO 11466, диэтилентриаминпентауксусной кислоты (DTPA) в соответствии с ISO 14870 или с помощью других слабых экстрагентов, а также для почвенных экстрактов при определении общего содержания элемента с помощью метода кислотного разложения по ISO 14869-1 или метода сплавления по ISO 14869-2.
Выбор метода калибровки зависит от экстрагента и может быть адаптирован к концентрации экстрагента.
2 Нормативные ссылки
Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа. Для недатированных ссылок применяют последнее издание справочного документа (включая все его изменения).
ISO Guide 32, Calibration in analytical chemistry and use of certified reference materials (Калибровка в аналитической химии и использование сертифицированных стандартных образцов)
ISO 3696, Water for analytical laboratory use. Specification and test methods (Вода для лабораторного использования в аналитических целях. Характеристики и методы тестирования)
ISO 5725-1, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results. Part 1: General principles and definitions [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения]
ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results. Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений]
ISO 11465, Soil quality. Determination of dry matter and water content on a mass basis - Gravimetric method (Качество почвы. Определение массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги. Гравиметрический метод)
ISO 11466, Soil quality. Extraction of trace elements soluble in aqua regia (Качество почвы. Извлечение микроэлементов, растворимых в "царской водке")
ISO 14869-1, Soil quality. Dissolution for the determination of total element content. Part 1: Dissolution with hydrofluoric and perchloric acids [Качество почвы. Растворение для определения общего содержания элементов. Часть 1. Растворение с помощью фтористоводородной (плавиковой) и хлорной кислот]
ISO 14869-2, Soil quality. Dissolution for the determination of total element content. Part 2: Dissolution by alkaline fusion (Качество почвы. Растворение для определения общего содержания элементов. Часть 2. Растворение с помощью щелочного сплавления)
ISO 14870, Soil quality. Extraction of trace elements by buffered DTPA solution (Качество почвы. Экстракция микроэлементов с помощью буферного раствора DTPA)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ISO 5725-1, ISO 5725-2, ISO Guide 32, а также следующие.
3.1 определяемый элемент (analyte): Элемент, определяемый при анализе.
3.2 холостой калибровочный раствор: Раствор, полученный таким же образом, как калибровочный раствор, исключая определяемый элемент.
3.3 холостой тест-раствор (холостая проба): Раствор, полученный таким же образом, как раствор испытуемого образца, за исключением самого образца.
3.4 калибровочный раствор: Раствор, используемый для калибровки прибора, полученный из основных (запасных) растворов путем добавления кислоты, буфера, эталонного элемента и солей по мере необходимости.
3.5 предел обнаружения прибора: Наименьшая концентрация, которая может быть обнаружена с определенной статистической вероятностью с помощью чистого прибора и чистого раствора.
Примечание - Чистым раствором обычно является разбавленная азотная кислота.
3.6 лабораторный образец (проба): Образец, отправляемый в лабораторию для анализа.
3.7 линейность: Прямолинейная зависимость между средним значением измерения и количеством (концентрацией) определяемого элемента.
3.8 предел обнаружения метода: Наименьшая концентрация, которая может быть обнаружена с помощью конкретного аналитического метода с определенной статистической вероятностью для заданных максимальных концентраций матричных элементов.
3.9 чистый химический реактив: Химический реактив с максимально доступной чистотой и известной стехиометрией.
Примечание - Содержимое анализируемого вещества и загрязняющих веществ должно быть известно с установленной степенью достоверности.
3.10 основной (запасный) раствор: Раствор с точно известной концентрацией анализируемого вещества, полученный из чистых химических реактивов (3.9).
Примечание - исходные растворы являются эталонными в соответствии с Руководством ИСО 30.
3.11 испытуемый (исследуемый) образец: Часть, взятая из лабораторного образца после гомогенизации, измельчения, деления и т.д.
3.12 раствор испытуемого образца: Раствор, полученный после экстракции или растворения тестируемого образца согласно соответствующим техническим условиям.
Примечание - Раствор испытуемого образца предназначен для измерения.
4 Принцип
Метод атомно-эмиссионной спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ICP-AES) может быть использован для определения микроэлементов в растворе. Раствор диспергируют с помощью соответствующего распылителя, и образующаяся аэрозоль поступает в плазменный факел. В радиочастотной индуктивно-связанной плазме сначала испаряется растворитель, затем также испаряются, диссоциируют, атомизируются и подвергаются ионизации сухие соли. Атомы или ионы термически возбуждаются и число фотонов, испускаемых при переходе на более низкий энергетический уровень, измеряется с использованием метода оптической эмиссионной спектрометрии. Спектры разделяются дифракционным спектрометром, и интенсивности эмиссионных линий регистрируются светочувствительными устройствами. Определение элемента проводят по длине волны излучения (энергии фотонов), в то время как концентрация элемента пропорциональна интенсивности излучения (количеству фотонов). Метод ИСП-АЭС может быть использован для выполнения многоэлементного определения с помощью последовательных или синхронных оптических систем и осевого (аксиального) или радиального расположения плазмы.
В таблице 1 приведены примеры рекомендуемых длин волн и пределы обнаружения для конкретного прибора. Представленные данные действительны для воды, подкисленной азотной кислотой и оптимизированного прибора. Использование других приборов может привести к изменению пределов обнаружения. Возможен подбор других длин волн.
|
|
|
|
|
|
|
|
Длины волн и аналитические линии элементов | Осевой (аксиальный) обзор | Радиальный обзор |
| ||||
Элемент | Длина волны, нм | Линии I=атом II=ион | Предел обнаружения, мкг/дм | Предел обнаружения, мг/кг | Предел обнаружения, мкг/дм | Предел обнаружения, мг/кг |
|
Алюминий | 396,068 |
| 1 | 0,10 | 4 | 0,4 |
|
| 308,215 | I | 2,6 | 0,26 |
|
|
|
| 309,271 | I |
|
|
|
|
|
| 396,152 | I | 0,1 | 0,01 | 4 | 0,4 |
|
| 167,078 | I | 0,3 | 0,03 | 1 | 0,1 |
|
Сурьма | 206,833 | I | 0,5 | 0,5 | 16 | 1,6 |
|
| 217,581 | I | 1,8 | 0,18 | 5 | 0,5 |
|
| 231,146 | I | 2 | 0,2 |
|
|
|
Мышьяк | 188,979 |
| 2 | 0,2 | 12 | 1,2 |
|
| 193,696 |
| 1 | 0,1 | 11 | 1,1 |
|
| 197,198 | I | 5 | 0,5 |
|
|
|
| 189,042 | I |
|
|
|
|
|
| 188,979 | I | 1,5 | 0,15 | 5 | 0,5 |
|
Барий | 233,061 | II | 0,06 | 0,006 | 0,7 | 0,07 |
|
| 455,403 | II | 0,01 | 0,001 | 0,15 | 0,02 |
|
| 493,409 | II | 0,04 | 0,004 | 0,15 | 0,02 |
|
Бериллий | 313,107 | II | 0,03 | 0,003 | 0,15 | 0,02 |
|
| 313,402 | II | 0,01 | 0,001 | 0,15 | 0,02 |
|
| 234,861 | II | 0,01 | 0,001 | 0,05 | 0,005 |
|
Висмут | 223,061 | I | 1,8 | 0,18 | 6 | 0,6 |
|
| 306,771 | I | 17 | 1,7 |
|
|
|
| 315,887 |
|
|
|
|
|
|
Бор | 208,959 | I | 0,7 | 0,07 | 1,2 | 0,12 |
|
| 249,678 | I | 1,1 | 0,11 | 1,5 | 0,15 |
|
| 249,772 | I | 0,5 | 0,05 | 1 | 0,1 |
|
Кадмий | 214,438 | II | 0,1 | 0,01 | 0,5 | 0,05 |
|
| 226,502 | II | 0,11 | 0,011 | 0,6 | 0,06 |
|
| 228,802 | II | 0,20 | 0,02 | 0,5 | 0,05 |
|
Кальций | 396,847 | II | 0,5 | 0,05 | 0,3 | 0,03 |
|
| 317,933 | II | 0,3 | 0,03 | 6,5 | 0,7 |
|
| 393,366 | II | 0,5 | 0,05 |
|
|
|
Хром | 267,716 | II | 0,1 | 0,01 | 1 | 0,1 |
|
| 205,552 | II | 0,3 | 0,03 |
|
|
|
| 206,149 | II |
|
|
|
|
|
| 283,563 | II | 0,2 | 0,02 |
|
|
|
| 284,325 | II |
|
|
|
|
|
Кобальт | 238,892 | II | 0,4 | 0,04 | 1,2 | 0,1 |
|
| 228,616 | II | 0,4 | 0,04 | 1 | 0,1 |
|
| 230,786 | II |
|
|
|
|
|
Медь | 327,396 | I | 0,3 | 0,03 | 1,5 | 0,1 |
|
| 224,700 | II |
|
|
|
|
|
| 324,754 | I | 0,6 | 0,06 |
|
|
|
Железо | 238,204 | II | 0,3 | 0,03 | 0,9 | 0,09 |
|
| 239,562 | II |
|
|
|
|
|
| 259,940 | II | 0,5 | 0,05 | 0,7 | 0,07 |
|
Свинец | 220,353 | II | 0,4 | 0,04 | 8 | 0,8 |
|
| 216,999 | I |
|
|
|
|
|
| 224,688 | I |
|
|
|
|
|
| 261,418 | I |
|
|
|
|
|
| 283,306 | I | 1,8 | 0,18 |
|
|
|
Литий | 670,783 | I | 1,7 | 0,17 | 1 | 0,1 |
|
| 460,286 | I | 67 | 6,7 |
|
|
|
Магний | 279,553 | II | 0,02 | 0,002 | 0,1 | 0,01 |
|
| 279,079 | II | 1 | 0,1 | 4 | 0,4 |
|
| 285,213 | I | 0,06 | 0,006 | 0,25 | 0,025 |
|
| 279,806 | II | 1,5 | 0,15 | 10 | 1 |
|
Марганец | 257,610 | II | 0,10 | 0,01 | 0,13 | 0,01 |
|
| 260,569 | II |
|
|
|
|
|
| 279,482 | II |
|
|
|
|
|
| 293,306 | II | 0,4 | 0,04 | 1 | 0,1 |
|
| 403,076 | I | 0,8 | 0,08 |
|
|
|
| 259,372 | II | 0,05 | 0,005 |
|
|
|
Ртуть | 194,227 | II | 1,2 | 0,12 | 2,5 | 0,25 |
|
| 253,652 | I | 1 | 0,1 | 2 | 0,20 |
|
| 184,890 | I |
|
|
|
|
|
Молибден | 202,030 | II | 0,2 | 0,02 | 2 | 0,2 |
|
| 204,598 | II | 0,6 | 0,06 | 3 | 0,3 |
|
Никель | 231,604 | II | 0,4 | 0,04 | 2,1 | 0,2 |
|
| 221,647 | II | 0,3 | 0,03 | 1,4 | 0,14 |
|
| 216,555 | I | 0,15 | 0,015 |
|
|
|
| 232,003 | II |
|
|
|
|
|
Фосфор | 177,428 | I | 1,5 | 0,15 | 25 | 2,5 |
|
| 178,222 | I | 7 | 0,7 |
|
|
|
| 213,618 | I | 1,3 | 0,13 | 5,3 | 0,53 |
|
| 214,914 | I | 1 | 0,1 | 11 | 1,1 |
|
Калий | 766,491 | I | 0,2 | 0,02 | 4 | 0,4 |
|
| 769,896 | I | 23 | 2,3 | 12 | 1,2 |
|
Рубидий | 780,03 |
| 1 | 0,1 | 5 | 0,5 |
|
Селен | 196,026 | I | 0,8 | 0,08 | 16 | 1,6 |
|
| 203,985 | I | 2,8 | 0,28 |
|
|
|
Кремний | 251,611 | I | 0,9 | 0,09 | 2,2 | 0,22 |
|
| 212,412 | I | 1,3 | 0,13 | 5 | 0,5 |
|
| 288,158 | I | 1 | 0,1 |
|
|
|
Серебро | 328,068 | I | 0,4 | 0,04 | 1 | 0,1 |
|
| 338,289 | I | 1 | 0,1 | 2 | 0,2 |
|
Натрий | 589,592 | I | 0,6 | 0,06 | 1,5 | 0,2 |
|
| 588,995 | I | 12 | 1,2 | 15 | 0,15 |
|
| 330,237 | I | 69 | 6,9 |
|
|
|
Стронций | 407,771 | II | 0,01 | 0,001 | 0,1 | 0,01 |
|
| 421,552 | II | 0,01 | 0,001 | 0,1 | 0,01 |
|
| 460,733 | I | 0,3 | 0,03 |
|
|
|
Сера | 181,962 | I | 4 | 0,4 | 13 | 1,3 |
|
| 182,036 |
|
|
|
|
|
|
Таллий | 190,800 | II | 2 | 0,2 | 13 | 0,1 |
|
| 190,864 | II |
|
|
|
|
|
Олово | 189,933 | II | 6 | 0,6 | 8 | 0,8 |
|
| 235,484 | I | 23 | 2,3 | 20 | 2,0 |
|
| 283,998 | I | 11 |
|
|
|
|
Титан | 336,121 | II | 0,15 | 0,015 | 1 | 0,1 |
|
| 334,941 | II | 0,2 | 0,02 | 0,25 | 0,25 |
|
| 337,280 | II | 0,2 | 0,02 | 1 | 0,1 |
|
Ванадий | 292,402 | II | 0,3 | 0,03 | 2 | 0,2 |
|
| 309,310 | II | 0,08 | 0,008 |
|
|
|
| 311,837 | II | 0,1 | 0,01 |
|
|
|
| 290,882 | II |
|
|
|
|
|
| 310,230 | II |
|
|
|
|
|
Цинк | 213,856 | I | 0,05 | 0,005 | 0,8 | 0,08 |
|
| 202,548 | II | 0,03 | 0,003 | 0,7 | 0,07 |
|
| 206,200 | II | 0,15 | 0,015 | 2 | 0,02 |
|
Обычные пределы обнаружения, равные 3-сигма, полученные при 30 с времени интеграции. Предел обнаружения (ПО), в виде массовой доли образца почвы в мг/кг сухого вещества, дается при условии, что испытуемый образец в количестве 1 г извлекается и разбавляется до 100 см . ПО, представленные в Таблице 1, являются лишь примерами для данного оборудования и лабораторных условий. Каждая лаборатория должна выбрать соответствующие длины волн и определить ПО для конкретных лабораторных условий. |
| ||||||
Примечание - Длины волн, приведенные в таблице 1, используют наиболее часто, но они приведены здесь только в качестве примера. Подбор других длин волн возможен. Предел обнаружения и линейный диапазон изменяют для каждого элемента с изменением длины волны, спектрометра, условий эксплуатации и состава матрицы в растворе образца. Если измеряют растворы с высокой концентрацией соли (что типично для экстрагируемых из почв растворов), пределы обнаружения (ПО) существенно увеличиваются по сравнению с водными образцами. |
Настоящий стандарт конкретно относится к использованию метода атомно-эмиссионной спектрометрии индуктивно связанной плазмы. Пользователям настоящего стандарта рекомендуется работать в своих лабораториях в соответствии с принятыми процедурами контроля качества. Сертифицированные стандартные образцы (ГСО) должны использоваться для установления количеств соответствующих элементов во внутренних стандартных образцах. Последние могут быть использованы для процедур текущего контроля качества, приведенных в настоящем стандарте.
Результаты должны быть установлены с использованием контрольных графиков (таблиц), для каждого элемента, в лаборатории. Результат не принимается, если он выпадает из согласованного предела. Для установки данных пределов должны использоваться процедуры контроля качества, основанные на общепризнанных статистических методах. Эти же процедуры контроля качества используются для того чтобы убедиться, что согласованные пределы стабильны и не происходит долговременного отклонения. Необходимо регулярно использовать сертифицированные стандартные образцы (ГСО) для обеспечения чистоты внутренних стандартных образцов, и, следовательно, системы контроля качества.
5 Помехи
5.1 Общая информация
Наличие различных матричных элементов в испытуемом растворе образца может вызвать серьезные помехи, которые приводят к систематическим ошибкам анализируемого сигнала. Для компенсации таких помех могут быть использованы специальные методы, например коррекция фона, соответствие матрицы калибровочного раствора или метод стандартных добавок.
Помехи делятся на спектральные и неспектральные. Они могут быть специфичными или неспецифичными для анализируемого вещества.
Спектральные помехи (см. 5.2), вызванные неполной изоляцией излучения, испускаемого анализируемым веществом, от других источников излучения обнаруживаются и усиливаются детектором (аддитивные помехи).
Неспектральные помехи (см. 5.3) - это помехи, где чувствительность изменяется в зависимости от состава исследуемого раствора (мультипликативные помехи). Наблюдаемый матричный эффект является составной помехой, вызываемой всеми компонентами в растворе образца.
Для определения микроэлементов требуется коррекция фона. Фоновая эмиссия должна измеряться смежно линии анализируемого элемента в образцах в ходе анализа. Положение, выбранное для измерений фоновой интенсивности с одной или с обеих сторон аналитической линии, определяется сложностью спектра линий, соседствующих с анализируемой. Используемое положение должно быть как можно более свободным от спектральных помех и должно отражать те же изменения интенсивности фона, как и на длине волны анализируемого элемента. Увеличение фона происходит более интенсивно на аксиальных приборах. Коррекция фона не требуется в случаях уширения аналитической линии, где результат анализа фактически нивелируется измерением коррекции фона.
5.2 Спектральные помехи
Спектральными помехами являются, например:
- частичное или полное перекрытие линией излучения другого элемента линии определяемого; особый случай: увеличение фона, обусловленное крылом сильной линии излучения расположенной рядом, например сдвиг фона на Pb 220,353 нм, вызванный AI 220,463 нм;*
- увеличение фона, обусловленное явлением рекомбинации, например непрерывное спектральное излучение, испускаемое AI в диапазоне от 190 нм до 220 нм;
- повышение фона, обусловленного рассеянным светом.
Наложение спектральных линий обычно приводит к выбору альтернативных линий. Если это невозможно, для компенсации помех можно использовать математические процедуры коррекции (например метод межэлементной коррекции, многокомпонентное спектральное сглаживание). Параллельный сдвиг фона может быть компенсирован фоновой коррекцией. Для исправления наклонного сдвига фона можно использовать две точки коррекции фона на каждой стороне пика.
________________
5.3 Неспектральные помехи
Неспектральные помехи могут возникнуть во время распыления или ввода пробы (физическая природа) или в самой плазме (как физическая, так и химическая природа).
Физические помехи, возникающие при транспортировке пробы, связаны с различиями физических свойств (вязкость, поверхностное натяжение, плотность) калибровочных растворов и экстрактов из почвы, что обусловлено различиями в составе веществ (например, соли, органические вещества), а также типом или концентрацией кислоты. Как следствие, подача раствора в распылитель, эффективность распыления и распределение по размеру капель аэрозоля меняются, и, следовательно, изменяется чувствительность. Ошибки, вызванные этими помехами, могут быть преодолены путем разбавления растворов, путем подбора (уравнивания) матриц, использованием метода стандартных добавок или с помощью метода, включающего использование элемента сравнения (внутреннего стандарта).
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.