ICS 13.060.50;71.040.40 CCS G 76
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T413302022
锅炉用水和冷却水分析方法痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法
Analysis of water used in boiler and cooling system-Determination of trace copper,iron,sodium,calcium and magnesiumInductively
coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
(ISO 17294-2:2016,Water quality-Application of inductively coupled plasmamass spectrometry (ICP-MS)--Part 2:Determination of selected
elements including uranium isotopes, NEQ)
2022-10-01实施
2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 41330—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件参考ISO17294-2：2016《水质 电感耦合等离子体质谱法的应用第2部分：包含铀同位素在内的多种元素的测定》起草，一致性程度为非等效，
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。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国化学标准化技术委员会（SAC/TC63)归口。 本文件起草单位：广东省特种设备检测研究院东莞检测院、南京御水科技有限公司、华测检测认证
集团股份有限公司、山东泰和水处理科技股份有限公司、石家庄给源环保科技有限公司、中海油天津化工研究设计院有限公司、天津大学、神美科技有限公司、赛默飞世尔科技（中国有限公司、金华水知音检测有限公司、天津沃川水处理工程技术有限公司、同济大学、天津正达科技有限责任公司。
本文件主要起草人：侯冀川、陈伟、武广元、王东海、李永广、蔡延彬、王妍、张勇、石伟杰、王飞俞明华、俞梁敏、张冰如、孙振宏、曹现福。
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I GB/T41330—2022
锅炉用水和冷却水分析方法痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法
警告：本文件使用的强酸具有腐蚀性，使用时避免吸入或接触皮肤。溅到身上应立即用大量水冲洗，严重时应立即就医。
1范围
本文件描述了锅炉用水和冷却水中痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定电感耦合等离子体质谱法。 本文件适用于锅炉用水和冷却水中痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定。测定范围：铜含量
0.1μg/L~1000μg/L、铁含量5μg/L~1000μg/L、钠含量10μg/L~1000μg/L、钙含量10μg/L~ 1000μg/L、镁含量1μg/L~1000μg/L，超过1000μg/L时应稀释后测定。
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/T602 2化学试剂杂质测定用标准溶液的制备 GB/T6041质谱分析方法通则 GB/T6907 锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法 GB/T33087一2016仪器分析用高纯水规格及试验方法 GB/T39486 化学试剂电感耦合等离子体质谱分析方法通则
3术语和定义
GB/T6041、GB/T39486界定的术语和定义适用于本文件。
4方法提要
试样溶液中待测元素经雾化系统雾化后形成气溶胶，由载气带人等离子体炬焰中，在高温和情性气体中被充分蒸发、解离、原子化和电离，转化为带正电荷的离子，经离子采集系统进人质谱仪，质谱仪根据离子的质量电荷比（质荷比)进行分离。各待测元素的质谱响应值与其在样品中的浓度成正比，从而对各元素进行定量分析。
5试剂或材料
除非另有规定，仅使用优级纯及以上试剂。 5.1水：符合GB/T33087—2016中仪器分析用高纯水的规定。
1 GB/T41330—2022
5.2试验中所需杂质标准溶液，在没有注明其他要求时，均按GB/T602的规定制备或选用市售标准溶液。 5.3硝酸：光谱纯。 5.4盐酸：光谱纯。 5.5盐酸溶液：1十1。 5.6硝酸溶液：1十1。 5.7硝酸溶液：1十99。 5.8铜标准贮备溶液I：1000mg/L。称取1.000g金属铜，精确至0.2mg。在50mL盐酸溶液中加热至全部溶解，冷却后转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。或选用市售标准溶液， 5.9铜标准贮备溶液Ⅱ：100mg/L。 5.10铁标准贮备溶液I：1000mg/L。称取1.000g金属铁，精确至0.2mg。在100mL盐酸溶液中加热至全部溶解后，冷却后转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。或选用市售标准溶液。 5.11铁标准贮备溶液Ⅱ：100mg/L。 5.12钠标准贮备溶液I：1000mg/L。称取2.542g预先于500℃～600℃灼烧至恒量的基准氯化钠，精确至0.2mg，溶于水，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。或选用市售标准溶液。 5.13钠标准贮备溶液Ⅱ：100mg/L。 5.14钙标准贮备溶液I：1000mg/L。称取2.500g预先于105℃~110℃干燥至恒量的优级纯碳酸钙，精确至0.2mg。置于100mL烧杯中，加入50mL水，10mL盐酸，溶解后转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。或选用市售标准溶液。 5.15钙标准贮备溶液Ⅱ：100mg/L。 5.16镁标准贮备溶液I：1000mg/L。称取1.660g预先于800℃土50℃灼烧至恒量的优级纯氧化镁，精确至0.2mg。置于100mL烧杯中，加人少量水使样品润湿，加入25mL盐酸，溶解后转移至 1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。或选用市售标准溶液。 5.17镁标准贮备溶液Ⅱ：100mg/L。 5.18混合标准贮备溶液：可购买有证混合标准溶液，也可根据元素间相互干扰的情况、标准溶液的性质以及待测元素的含量，将各元素标准贮备溶液I或Ⅱ分组配制成混合标准贮备溶液，保存在密封的聚乙烯或聚丙烯瓶中。 5.19混合标准溶液：10mg/L。移取10.00mL铜、铁、钠、钙、镁标准贮备溶液IⅡI，置于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1十99)稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。 5.20内标标准贮备溶液：10mg/L或1mg/L，市售。宜选用Li、45Sc、7*Ge为内标元素，各待测元素的质量数对应内标物的选择见附录A。 5.21内标标准溶液：根据仪器说明书的要求，用硝酸溶液（1十99)稀释内标贮备溶液至合适的浓度。 5.22质谱仪调谐溶液：1μg/L或10μg/L，也可采用仪器说明书推荐的其他浓度。宜选用含有锂 (Li)、钇（Y）、铍（Be）、镁（Mg）、钻（Co）、铟（In）、铊（TI)、铅（Pb)和铋（Bi)元素的标准溶液为质谱仪调谐溶液。 5.23金 氩气：纯度不低于99.999%。 5.24 氮气：纯度不低于99.999%。 5.25 微孔滤膜：醋酸纤维素滤膜，孔径为0.45μm。
6仪器设备
6.1电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)，宜配置碰撞/反应池。 6.2消解设备：温控电热板或微波消解仪或石墨消解仪。 2 GB/T41330—2022
6.3采样瓶：材质为高密度聚丙烯、高密度聚乙烯或氟化聚乙烯丙烯（FEP）。瓶体及瓶盖的材料不应含有或可浸出任何被测元素。 6.4烧杯：材质为聚四氟乙烯，100mL或250mL。 6.5容量瓶：材质为聚丙烯、可熔性聚四氟乙烯(PFA)或石英。
7试验步骤
7.1通则 7.1.1环境要求：仪器环境中0.5um粒径以上的粒子数宜在3.5×105个/m以下，或按照仪器说明书的安装条件控制。 7.1.2除非另有说明，应按照以下步骤对试验中使用的所有玻璃和塑料容器进行清洗：
a）在使用前，容器需在硝酸溶液（1十99)中浸泡至少24h； b）至少用水冲洗三次。
7.1.3 聚酰胺容器不可用酸浸泡。 7.1.4盛放过高浓度金属离子溶液的容器不可再用于痕量元素的分析测定。 7.2采样方法
采样前，向采样瓶中加入硝酸溶液（1十1)（每100mL水样加1mL硝酸溶液（1十1)），采取水样后立即摇匀。酸化后水样酸度应与校准曲线溶液一致。碱性水样可增加酸量，使样品的pH值小于2.0。 水样的采集方法与存放应符合GB/T6907的规定。 7.3样品制备 7.3.1当水样中悬浮物较多时，应用0.45μm滤膜过滤，弃去初始的50mL滤液，用少量滤液清洗采样瓶，收集滤液保存于采样瓶内，该样品可放置14d。 7.3.2当样品中化学需氧量（COD)的含量大于100mg/L时，应准确移取40mL(或视样品待测元素浓度调整)水样于聚四氟乙烯烧杯中，加入2.0mL硝酸和1.0mL盐酸，盖上表面皿，加热微沸约30min，直至消解完全；或将加酸后的样品置于消解罐中，在微波消解仪或石墨消解仪上于150℃消解30min，转移到50mL容量瓶中，用水定容至刻线，摇匀。以同样的处理方式制备空白试验溶液。 7.4校准溶液的制备 7.4.1 根据样品中待测元素的含量范围，选择合适的校准溶液系列。 7.4.2移取适量混合标准溶液置于8个100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1十99)稀释至刻度，摇匀，得到浓度为0.0μg/L，5.0μg/L，10.0μg/L，20.0μg/L，40.0μg/L，60.0μg/L，80.0μg/L，100.0μg/L的低浓度系列校准溶液。 7.4.3移取适量混合标准溶液置于8个100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1十99）稀释至刻度，摇匀，得到浓度为0μg/L，50μg/L，100μg/L，200μg/L，400μg/L，600μg/L，800μg/L，1000μg/L的高浓度系列校准溶液。 7.4.4内标标准溶液可直接加入校准溶液中，也可在样品雾化之前通过蠕动泵自动加人。 7.4.5可根据样品中待测元素的实际浓度调整校准溶液的浓度范围。 7.5测定 7.5.1仪器准备
点燃等离子体后，按照仪器使用说明书设置最佳工作条件。用质谱仪调谐溶液调整仪器的灵敏度、
3 GB/T41330—2022
氧化物、双电荷、分辨率等各项指标，符合要求后进样测定。 7.5.2校准曲线的绘制
仪器符合要求后，依次测定校准溶液。以待测元素信号与内标信号的比值为纵坐标，相对应的元素的质量浓度（μg/L)为横坐标，绘制校准曲线并计算回归方程，相关系数应不小于0.995。 7.5.3试样的测定
测试条件同7.5.1。每个样品测定前，先用硝酸溶液冲洗系统至信号稳定。样品测定时应加人与校准曲线相同量的内标标准溶液。每个样品平行测定两次，取算术平均值为测定结果。如果待测元素的含量超出校准曲线的范围，应用硝酸溶液（1十99）稀释后重新测定，记录稀释倍数（f）。样品溶液存在多原子离子干扰时，可根据仪器推荐条件，通过碰撞模式进行校正。
同时测定空白试验溶液。
8结果计算
试样中待测元素的含量以质量浓度（p)计，数值以微克每升（μg/L)表示，按公式（1)计算：
.（1）
p=(ppo)f
式中： P1——从校准曲线得到的待测元素的质量浓度的数值，单位为微克每升(μg/L)； P。——空白试验溶液中待测元素的质量浓度的数值，单位为微克每升(μg/L); f—样品的稀释倍数（无稀释时f=1)。 计算结果表示到小数点后两位。
9允许差
取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果的相对标准偏差应符合表1要求。
表 1
相对标准偏差
待测元索含量(p）
μg/L 0.1≤p<10.0 10.0≤p<100.0 100≤p≤1000
% ≤10 ≤5 ≤8
10干扰与消除
10.1同量异位素干扰：原子序数不同，原子质量相同的元素有相同的质荷比，不能被质谱仪有效分辨，可能引起严重干扰。可通过选择合适的待测元素同位素，或采用校正公式校正。 10.2丰度较大的同位素对相邻元素的干扰：丰度较大的同位素会产生拖尾峰，影响相邻质量峰的测定。可调整质谱仪的分辨率以减少这种干扰。 10.3多原子（分子)离子干扰：由两个或三个原子组成的多原子离子，并且具有和某待测元素相同的质
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荷比所引起的干扰。多原子（分子）离子干扰很大程度上受仪器操作条件的影响，通过调整仪器参数可以减少这种干扰。 10.4物理干扰：包括检测样品与标准溶液的黏度、表面张力和溶解性总固体的差异所引起的干扰。用内标物可校正物理干扰 10.5基体抑制（电离干扰）：易电离的元素浓度增加将增加电子数量而引起等离子体平衡转变，通常会减少分析信号，称基体抑制。用内标法可以校正基体干扰。 10.6 6记忆干扰：在连续分析浓度差异较大的样品或标准品时，样品中待测元素易沉积并滞留在真空界面、喷雾腔和雾化器上会导致记忆干扰，可通过延长样品间的洗涤时间来避免这类干扰的发生。
11 安全事项
11.1 仪器的燃烧器上方应安装排风装置。 11.2 经常检查管道，防止气体泄漏，严格遵守有关操作规程。 11.3 氩气、氨气为惰性气体，使用时注意通风，防止室息。
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附 录A （资料性）内标物的选择
待测元素的质量数对应内标物的选择见表A.1。
表 A.1 质量数 63 65 56 57 23 44 24
元素铜
内标物 Ge Ge Sc Sc Sc 或 Li Sc Sc或Li
铁钠钙镁
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