海洋沉積物中金屬元素總量的測(cè)定

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

（征求意見(jiàn)稿）

編制說(shuō)明

山東省海洋資源與環(huán)境研究院

2024年4月

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來(lái)源、計(jì)劃項(xiàng)目編號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位和參加起草單

位

2022年2月22日，自然資源部辦公廳印發(fā)征集2022年度自然

資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃建議的函（自然資辦函〔2022〕280號(hào)），面

向自然資源全行業(yè)征集標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃建議，我院按要求進(jìn)行了申報(bào)并于5

月10日通過(guò)了海洋調(diào)查觀測(cè)監(jiān)測(cè)分技術(shù)委員會(huì)組織的標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)審查。

2022年9月6日，自然資源部辦公廳印發(fā)2022年度自然資源標(biāo)

準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃的通知（自然資辦發(fā)〔2022〕39號(hào)），將《海洋沉

積物中金屬元素總量的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》標(biāo)準(zhǔn)列

入制修訂計(jì)劃，計(jì)劃號(hào)為202222001，標(biāo)準(zhǔn)由山東省海洋資源與環(huán)境

研究院負(fù)責(zé)起草，遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院、廈門(mén)市翰均科檢測(cè)科

技有限公司參與起草。

（二）制定背景

2016年10月，原國(guó)家海洋局和國(guó)家標(biāo)椎化管理委員會(huì)印發(fā)了

《全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的通知，指出當(dāng)前是實(shí)施“海

洋強(qiáng)國(guó)”和“一帶一路”戰(zhàn)略的關(guān)鍵期，海洋標(biāo)準(zhǔn)化是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、

戰(zhàn)略性工作，對(duì)提高海洋治理水平和海洋工作質(zhì)量非常重要，我們要

加快完善管理制度機(jī)制，構(gòu)建新型海洋標(biāo)準(zhǔn)體系，著力提升海洋標(biāo)準(zhǔn)

化能力水平，解決海洋標(biāo)準(zhǔn)化不適應(yīng)、跟不上的問(wèn)題。2021年1月，

自然資源部發(fā)布《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建總體方案》，要求以構(gòu)

建自然資源分類為核心的調(diào)查監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一自然資源分類標(biāo)準(zhǔn)，

構(gòu)建調(diào)查監(jiān)測(cè)系列規(guī)范，依法組織開(kāi)展自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，查清

我國(guó)各類自然資源家底和變化情況，為科學(xué)編制國(guó)土空間規(guī)劃，逐步

實(shí)現(xiàn)山水林田湖草的整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理，保障國(guó)家生態(tài)

安全提供基礎(chǔ)支撐，實(shí)現(xiàn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供服務(wù)保

障。

1

海洋是地球上最大的水體，覆蓋了地球表面約71%的面積，是全

球生命支持系統(tǒng)的一個(gè)基本組成部分，也是資源的寶庫(kù)和環(huán)境的重要

調(diào)節(jié)器。21世紀(jì)伴隨著海洋開(kāi)發(fā)與利用的不斷深入，海洋資源、生態(tài)

環(huán)境面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)，為避免海洋開(kāi)發(fā)中的無(wú)序狀態(tài)，保證海洋資源

的持續(xù)利用，促進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，海洋開(kāi)發(fā)和利用必須走

海洋可持續(xù)發(fā)展之路，海洋資源調(diào)查開(kāi)發(fā)與海洋可持續(xù)發(fā)展也成為全

球發(fā)展大趨勢(shì)和世界各國(guó)的重要戰(zhàn)略選擇。

海洋沉積物是指各種海洋沉積作用所形成的海底沉積物的總稱，

是以海水為介質(zhì)沉積在海底的物質(zhì)。河口沉積物則是指在河流匯入海

洋或湖泊時(shí)，由于水流速度減慢，水體的動(dòng)力能逐漸減小，導(dǎo)致沉積

物逐漸沉淀下來(lái)，在河口形成的沉積物。

海洋及入海河口沉積物中含有豐富的金屬礦產(chǎn)資源。海濱的砂礦

中含有金、鉑，還有用途廣泛的鐵、鈦、鋯、錫等；鄰接海岸的大陸

架淺海海域，埋藏著工業(yè)上不可缺少的金、銅、鎳等礦產(chǎn)資源；在深

海地帶則沉積著大量富含錳、鐵、銅、鎳、鈷和其他金屬的錳結(jié)核，

以及富含鋅、銅、金、銀的含金屬沉積物，深海底下的巖石中還含有

汞、鎳、鉻、鉬等礦產(chǎn)，因此，做好沉積物中金屬元素總量測(cè)定方法

研究對(duì)于海洋金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用具有重要的意義。

海洋及入海河口沉積物對(duì)水體中重金屬污染物具有吸附作用，作

為污染物的載體，可以通過(guò)一系列化學(xué)和生物過(guò)程，將吸附的污染物

釋放出來(lái)，從而成為海洋水系統(tǒng)的一個(gè)重要污染源。而與水體相比，

沉積物中重金屬具有豐度高、易于準(zhǔn)確檢測(cè)等特點(diǎn)，因而沉積物中重

金屬含量變化還具有重要的預(yù)警、指示意義。

本標(biāo)準(zhǔn)中所測(cè)金屬元素的自然存在形式、理化性質(zhì)、用途及對(duì)人

體和環(huán)境的作用介紹如下：

砷（As）：是一種有毒的半金屬，常見(jiàn)于自然界中的礦石和礦物

中，在海洋沉積物中的含量約為5-10mg/kg，砷在自然界中以多種形

式存在，具有多種氧化態(tài)，可以形成不同的化合物。由于其特殊的化

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學(xué)性質(zhì)，砷的化合物在農(nóng)業(yè)、制藥、木材防腐、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)

揮重要作用。同時(shí)，砷又是一種具有毒性的化學(xué)元素，長(zhǎng)期接觸或攝

入高濃度的砷可對(duì)人體健康造成嚴(yán)重?fù)p害，包括致癌和神經(jīng)系統(tǒng)問(wèn)題，

這對(duì)人類健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。

鈹（Be）：鈹在自然界中是相對(duì)罕見(jiàn)的元素，它在海洋沉積物中

的含量約為2mg/kg,在地殼的含量?jī)H是氧元素的千分之一，是最稀

有的金屬元素之一。鈹具有良好的電學(xué)導(dǎo)熱性、磁學(xué)性質(zhì)和抗熱抗腐

蝕性，不僅可用于制造特種鋼材、電子工業(yè)和儀表零件，還可以用于

制造渦輪機(jī)和太空船的外殼等，因此，鈹有非常重要的用途和價(jià)值。

但是，鈹有劇毒，鈹?shù)幕衔飳?duì)人體的毒性較大，難溶的氧化鈹可引

起肺炎，可溶性的鈹化合物可與血漿蛋白作用，生成蛋白復(fù)合物，引

起臟器或組織的病變而致癌。

鈷（Co）：自然界中鈷的存在形式有三種：獨(dú)立鈷礦物；呈類質(zhì)

同象或包裹體存在于某一礦物中；呈吸附形式存在于某些礦物表面，

這些鈷資源中大部分伴生于紅土型鎳礦床中，另一部分伴生于巖漿型

銅鎳硫化物礦床和砂巖型銅礦床中，少量伴生于多金屬熱液脈型礦床、

矽卡巖型鐵銅礦床、火山巖型銅礦床和大洋海底的錳結(jié)核及錳結(jié)核殼。

鈷在新能源、染料、特種合金以及核工業(yè)方面都有重要的作用。同時(shí)，

鈷又是人體和植物所必須的微量元素之一，在人體內(nèi)主要通過(guò)形成維

生素B12發(fā)揮生物學(xué)作用及生理功能，高濃度的鈷則具有毒性作用，

對(duì)眼、鼻、呼吸道及胃腸道粘膜有刺激作用，皮膚接觸可引起過(guò)敏性

皮炎、接觸性皮炎等。

鉻（Cr）：鉻自然界中主要以鉻鐵礦（FeCr2O4）形式存在，屬于

分布較廣的元素之一，鉻鐵礦是中國(guó)的短缺礦種資源，儲(chǔ)量少，產(chǎn)量

低，但在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，可用于制造不銹鋼、汽車零件、耐熱涂料

等。鉻是生物體所必須的微量元素之一，但有些價(jià)態(tài)的鉻是有毒的，

例如六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的毒性，已被確認(rèn)為是致癌物，還對(duì)皮膚和粘膜

有劇烈的腐蝕性。

3

銅（Cu）：銅是人類最早使用的金屬之一，存在于地殼和海洋中，

自然界中的銅，多數(shù)以化合物即銅礦石存在。銅是與人類關(guān)系非常密

切的有色金屬，不僅在自然界資源豐富且具有較優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱

性、延展性、耐腐蝕性、耐磨性等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛地應(yīng)用于電力、

電子、能源及石化、機(jī)械及冶金、交通、輕工、新興產(chǎn)業(yè)及等領(lǐng)域，

在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。銅也是人體健康不可缺少的

微量元素，對(duì)于血液、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)，頭發(fā)、皮膚和骨骼組織

以及腦、肝和心等內(nèi)臟的發(fā)育和功能都有重要影響。而長(zhǎng)期過(guò)量攝入

銅會(huì)給人帶來(lái)新的健康問(wèn)題，如降低人體對(duì)鐵、鋅等微量元素的吸收，

誘發(fā)缺鐵癥或缺鋅癥，甚至可能引起中毒，損害肝臟，導(dǎo)致肝損害、

小腦功能失調(diào)等。

鋰（Li）：鋰在地殼中的含量約為0.0065%，已知的含鋰礦物有

150多種，主要以鋰輝石、鋰云母、透鋰長(zhǎng)石、磷鋁石礦等形式存在。

鋰廣泛應(yīng)用于電池、陶瓷、玻璃、潤(rùn)滑劑、制冷液、核工業(yè)以及光電

等行業(yè)。隨著電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、移動(dòng)電動(dòng)工具等電子產(chǎn)品的不

斷發(fā)展，電池行業(yè)已經(jīng)成為鋰最大的消費(fèi)領(lǐng)域。目前，我國(guó)主要從鋰

礦石中提鋰，但國(guó)內(nèi)鋰礦石品味較低且生產(chǎn)規(guī)模較小，不能滿足需要，

所以近年來(lái)我國(guó)鋰生產(chǎn)企業(yè)所需的礦石主要依靠進(jìn)口。鋰是人體內(nèi)的

一種微量元素，它的存在和變化會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生很大的影響，研究表明，

鋰對(duì)人體健康有有益作用，如鋰能改善造血功能，提高人體免疫機(jī)能。

鋰對(duì)中樞神經(jīng)活動(dòng)有調(diào)節(jié)作用，鋰也可以替代鈉，用于心血管疾病的

防治。接觸過(guò)量的鋰也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響，如果長(zhǎng)期飲用含鋰藥

物，就有可能造成體內(nèi)鋰含量超標(biāo)，而鋰含量超標(biāo)就有可能產(chǎn)生諸如

頭暈、口齒不清、手顫抖等神經(jīng)問(wèn)題，也有可能造成甲狀腺功能衰退，

還可能造成腎中毒。此外，鋰不僅對(duì)眼睛、皮膚、呼吸道有腐蝕作用，

吸入過(guò)量的鋰還會(huì)造成肺水腫。

鎳（Ni）：世界鎳資源儲(chǔ)量十分豐富，在地殼中的含量不少，鎳

礦在地殼中的含量約為0.018%，紅土鎳礦約占55%，硫化物型鎳礦占

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28%，海底鐵錳結(jié)核中的鎳占17%。地核中含鎳最高，是天然的鎳鐵合

金。鎳具有很好的可塑性、耐腐蝕性和磁性等性能，因此主要被用于

鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等領(lǐng)域，廣泛用于飛機(jī)、雷達(dá)等各種軍

工制造業(yè)，民用機(jī)械制造業(yè)和電鍍工業(yè)等。鎳是人體必需的生命元素，

在人體內(nèi)含量極微，正常情況下，成人體內(nèi)含鎳約10mg，在激素作

用和生物大分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上及新陳代謝過(guò)程中都有鎳的參與。鎳

同時(shí)也是最常見(jiàn)的致敏性金屬，約有20%左右的人對(duì)鎳離子過(guò)敏，鎳

攝入過(guò)多會(huì)導(dǎo)致中毒現(xiàn)象，人體每天攝入可溶性鎳250mg則會(huì)引起

中毒，特有癥狀是皮膚炎、呼吸器官障礙及呼吸道癌癥。

鉛（Pb）：鉛在地殼中的含量為0.0016%，儲(chǔ)量比較豐富。自然界

中，鉛資源多以伴生礦形式存在，以鉛為主的礦床和單一鉛礦床的資

源儲(chǔ)量只占總儲(chǔ)量的32.2%，主要含鉛礦石有方鉛礦（PbS），白鉛礦

（PbCO3）和硫酸鉛礦（PbSO4）。金屬鉛具有良好的延展性、抗腐蝕性，

易與其他金屬制成性能優(yōu)良的合金，金屬鉛、鉛合金和其化合物廣泛

應(yīng)用于蓄電池、電纜護(hù)套、機(jī)械制造業(yè)、船舶制造、輕工、氧化鉛、

射線防護(hù)等行業(yè)。鉛是一種對(duì)人體危害極大的有毒重金屬，鉛及其化

合物進(jìn)入機(jī)體后將對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多

個(gè)系統(tǒng)造成危害，若含量過(guò)高則會(huì)引起鉛中毒。隨著工業(yè)市場(chǎng)的迅速

發(fā)展，鉛被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，鉛對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越重，對(duì)人體

的健康危害也越來(lái)越大，目前鉛主要是通過(guò)食物、飲用水、空氣等方

式影響人體健康。

錫（Sn）：錫在地殼中的含量為0.004%，在自然界中錫主要以自

然元素、金屬互化物、氧化物、氫氧化物、硫化物、硫鹽、硅酸鹽、

硼酸鹽等形式存在。錫具有質(zhì)地柔軟，熔點(diǎn)低，展性強(qiáng)，塑性強(qiáng)和無(wú)

毒等優(yōu)良特性，主要用于制造焊錫、鍍錫板、合金、化工制品等,被

廣泛應(yīng)用于電子、信息、電器、化工、冶金、建材、機(jī)械、食品包裝，

原子能及航天工業(yè)等。錫是人體不可缺少的微量元素之一，它對(duì)人們

進(jìn)行各種生理活動(dòng)和維護(hù)人體的健康有著重要影響,錫能促進(jìn)蛋白質(zhì)

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和核酸的合成，有利于身體的生長(zhǎng)發(fā)育,也能促進(jìn)血紅蛋白的分解，

從而影響血紅蛋白的功能,還能抑制鐵的吸收和卟啉類的生物合成，

從而促進(jìn)組織生長(zhǎng)和創(chuàng)傷愈合，并能參與能量代謝等。一般來(lái)講，金

屬錫是無(wú)毒的，簡(jiǎn)單的錫化合物和錫鹽的毒性非常低，工業(yè)中的錫中

毒，則會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟功能、皮膚粘膜等受到損害；而有機(jī)錫

化合物多數(shù)有害，屬神經(jīng)素性物質(zhì)，部分有機(jī)錫化合物是劇烈神經(jīng)毒

計(jì)，特別是三乙基錫，他們主要抑制神經(jīng)系統(tǒng)的氧化磷酸化過(guò)程，從

而損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

鍶（Sr）：鍶在地球地殼中的含量約為0.04%，豐度位于15位,由

于鍶極易與空氣和水發(fā)生反應(yīng)，因而自然界中沒(méi)有自然態(tài)的金屬鍶,

含鍶的兩大礦物是：天青石（SrS）和菱鍶礦（SrCO3）。金屬鍶用于制

造合金、光電管，以及分析化學(xué)、煙火等,鍶化合物由于其很強(qiáng)的吸

收X射線輻射功能和獨(dú)特的物理化學(xué)性能，而被廣泛應(yīng)用于電子、化

工、冶金、軍工、輕工、醫(yī)藥和光學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。鍶是人體不可缺少

的一種微量元素，人體所有的組織內(nèi)都含有鍶。首先，它是人體骨骼

和牙齒的正常組成部分，對(duì)人體的功能主要是與骨骼的形成密切相關(guān)；

其次，它與血管的功能及構(gòu)造也有關(guān)系，鍶可以幫助人體減少對(duì)鈉的

吸收，增加鈉的排泄，對(duì)高血壓、心血管疾病起到了預(yù)防作用；再次，

由于鍶的一些同位素具有放射性，因此，鍶在疼痛治療中也發(fā)揮著重

要作用。過(guò)量的鍶會(huì)干擾鈣的吸收與代謝，鍶可以代替骨骼中的鈣，

而且比鈣更容易游離而導(dǎo)致一些疾病，所以鍶被認(rèn)為是潛在威脅人類

健康的金屬之一；另外，當(dāng)人體內(nèi)鍶過(guò)量時(shí)就會(huì)出現(xiàn)輕微的消化道反

應(yīng),如惡心、胃部不適等，也可引起骨骼生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)快，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)

粗大、疼痛，嚴(yán)重時(shí)可引起骨骼變形、脆弱、肌肉萎縮及貧血等。

釩（V）：在自然界中，釩很難以單一體存在，主要與其他礦物形

成共生礦或復(fù)合礦。目前發(fā)現(xiàn)的含釩礦物有70多種，但主要的礦物

有以下3種：釩鈦磁鐵礦、鉀釩鈾礦和石油伴生礦，已探明的釩資源

儲(chǔ)量的98%賦存于釩鈦磁鐵礦中。釩是一種重要的合金元素，主要用

6

于鋼鐵工業(yè)，含釩鋼具有強(qiáng)度高，韌性大，耐磨性好等優(yōu)良特性，因

而廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、造船、鐵路、航空、橋梁、電子技術(shù)、國(guó)

防工業(yè)等行業(yè)。釩是人體必需的微量元素，對(duì)維持機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育，促

進(jìn)骨骼及牙齒生長(zhǎng)，促進(jìn)造血功能，增加身體免疫力等有重要作用；

適量的釩，還能降低血糖、血壓、血脂，增加心肌收縮力，預(yù)防心臟

病的發(fā)生；目前研究者們最為關(guān)注的是其降糖功能，胰島素是人體內(nèi)

唯一降低血糖的激素，釩不僅具有胰島素作用，還可保護(hù)胰島細(xì)胞，

降低體內(nèi)血糖。金屬釩的毒性很低，但是釩的化合物對(duì)人和動(dòng)物有中

度和高度毒性，常見(jiàn)的釩化合物有三氧化二釩（V2O3）、五氧化二釩

（V2O5）、三氯化釩（VCl3）、偏釩酸銨（NH4VO3）等，其毒性作用與釩

的價(jià)態(tài)，溶解度，攝取的途徑等有關(guān)，價(jià)態(tài)越高，毒性越大。

鋅（Zn）：鋅是自然界中資源分布較廣的金屬元素。多以硫化物

狀態(tài)存在，主要含鋅礦物是閃鋅礦，也有少量氧化礦如菱鋅礦、硅鋅

礦、異極礦、水鋅礦等。金屬鋅具有良好的壓延性、耐磨性、抗腐蝕

性、鑄造性，且有很好的常溫機(jī)械性，能與多種金屬制成性能優(yōu)良的

合金。主要以鍍鋅、鋅基合金、氧化鋅的形式廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、

家用電器、船舶、輕工、機(jī)械、電池等行業(yè)。鋅是人體必須元素之一，

參加了人體內(nèi)二百多種酶的組成，被譽(yù)為“生命之花”，它直接參酶

的合成，促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育及組織再生，保護(hù)皮膚健康，維護(hù)免疫功

能，進(jìn)而更好的維護(hù)人類身體健康。但若補(bǔ)鋅過(guò)多，會(huì)削弱人的免疫

功能，導(dǎo)致缺鐵性貧血，影響消化系統(tǒng)功能，引發(fā)大、中血管損害，

甚至能促發(fā)幼兒性早熟。

鋁（Al）：鋁在地殼中的含量?jī)H次于氧和硅，居第三位，是地殼

中含量最豐富的金屬元素。由于鋁的儲(chǔ)量非常豐富，同時(shí)具有較多優(yōu)

良性能，這也就決定了鋁在工業(yè)和生活中應(yīng)用廣泛，鋁的消費(fèi)主要集

中在建筑房地產(chǎn)、電子電力、交通運(yùn)輸、耐用消費(fèi)品、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)

域。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到鋁的危害性，鋁元素不僅非人

體所需，而且對(duì)人體的危害十分可怕，世界衛(wèi)生組織于1989年正式

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將鋁確定為食品污染物，體內(nèi)過(guò)鋁多對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、腦、

肝、骨、腎、細(xì)胞、造血系統(tǒng)、免疫功能等均有不良影響；同時(shí)也會(huì)

干擾孕婦體內(nèi)的酸堿平衡，使卵巢萎縮，影響胎兒生長(zhǎng)并影響機(jī)體磷、

鈣的代謝等；鋁在大腦和皮膚中積沉，還會(huì)加快人體的整體衰老過(guò)程，

特別明顯地使皮膚彈性降低、皺紋增多；近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)老年癡呆癥的

出現(xiàn)也與平時(shí)過(guò)多攝入鋁元素有關(guān)。

鋇（Ba）：鋇在地殼中的含量為0.05%，位列14位，在自然界中

的主要礦物為重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3）。鋇被廣泛應(yīng)用到電

子、陶瓷、醫(yī)學(xué)、石油等領(lǐng)域。鋇并非人體所必須的元素，但是對(duì)人

體健康影響卻很大。鋇礦開(kāi)采、冶煉、制造、使用鋇化合物過(guò)程中都

可能接觸到鋇,鋇及其化合物可由呼吸道、消化道及受損的皮膚進(jìn)入

體內(nèi),職業(yè)性鋇中毒主要由于呼吸道吸入引起，見(jiàn)于生產(chǎn)和使用過(guò)程

中的意外事故；非職業(yè)鋇中毒主要由消化道攝食所致，大多由誤食引

起；液態(tài)可溶性鋇化合物可經(jīng)創(chuàng)傷皮膚吸收。

鈣（Ca）：鈣在自然界分布廣泛，但由于它多以離子狀態(tài)或化合

物形式存在，且不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài)，因此鈣遲遲未被發(fā)

現(xiàn)，甚至很長(zhǎng)一段時(shí)間，化學(xué)家們將從含碳酸鈣的石灰石焙燒得到的

鈣的氧化物當(dāng)作是不可再分割的物質(zhì)。鈣的應(yīng)用歷史較為悠久。在科

學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種元素之前，鈣就已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到建筑生活當(dāng)中。古代

建筑中常見(jiàn)的大理石的主要成分就是鈣，鈣的化合物也被廣泛應(yīng)用到

現(xiàn)代建筑中。鈣對(duì)人體健康至關(guān)重要，是人體必需的常量元素。在工

業(yè)領(lǐng)域中，鈣的應(yīng)用形式也非常廣泛，如冶煉錫青銅、鎳、鋼時(shí)，鈣

用作脫氧劑；電子管制作中，鈣用作吸氣劑；鈣還是有機(jī)溶劑的脫水

劑。

鐵（Fe）：自然界中主要礦物是赤鐵礦（Fe2O3），磁鐵礦（Fe3O4）

和菱鐵礦（FeCO3）等。鐵的最重要用途是冶煉鋼和合金，少部分的鐵

以鑄鐵和生鐵的形式應(yīng)用；鐵還用于農(nóng)藥、粉末冶金、熱氫發(fā)生器、

凝膠推進(jìn)劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑、燒結(jié)活性劑、粉

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末冶金制品、各種機(jī)械零部件制品、硬質(zhì)合金材料制品等；還有一些

鐵的化合物可作為人的內(nèi)服藥物。鐵是動(dòng)物身體組織和血液的極重要

的組成物，是人體中必需的痕量元素中含量最高的一個(gè)，約占人體總

重量的0.006%；鐵不僅是人體血液中交換與輸送氧氣所必需的，而且

又是某些酶（如過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、苯丙氨酸羥化酶等）和許

多氧化還原體系所不可缺少的元素，在生物催化、在呼吸鏈上傳遞電

子等方面都起著重要的作用。鐵本身不具有毒性，但當(dāng)攝入過(guò)量或誤

服過(guò)量的鐵制劑時(shí)也可能導(dǎo)致鐵中毒。

鉀（K）：由于鉀的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，所以鉀在自然界中只以化

合物形式存在,鉀在地殼中的含量為2.47%，占第七位；鉀在海水中以

鉀離子的形式存在，含量約為0.38g/kg。鉀對(duì)人體和植物都有重要

的作用，在人體內(nèi)可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)適宜的滲透壓和體液的酸堿平衡，

參與細(xì)胞內(nèi)糖和蛋白質(zhì)的代謝；鉀能促進(jìn)植株莖稈健壯，改善果實(shí)品

質(zhì)，增強(qiáng)植株抗寒能力，提高果實(shí)的糖分和維生素C的含量。

鎂（Mg）：鎂是地球上儲(chǔ)量最豐富的輕金屬元素之一,地殼豐度為

2%，海水中含量第三。鎂在自然界分布廣泛，主要以固體礦和液體礦

的形式存在，固體礦主要有菱鎂礦、白云石等，液體礦主要來(lái)自海水、

天然鹽湖水、地下鹵水等。原鎂的應(yīng)用主要集中在鎂合金生產(chǎn)，煉鋼

脫硫，還用在稀土合金、金屬還原、腐蝕保護(hù)及其他領(lǐng)域。鎂合金在

廣泛領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如交通運(yùn)輸、電子工業(yè)，醫(yī)療、軍事工業(yè)等。

錳（Mn）：自然界中不存在錳的單質(zhì)，而以氧化物、硅酸鹽和碳

酸鹽的形式存在的錳礦卻很常見(jiàn)，此外，地球海底的錳結(jié)核中含有大

約24%的錳。海底錳結(jié)核除了含錳外，還含有鐵、鎳、銅、鈷、鈦等

20多種金屬元素，含量都很高。此外，海底錳結(jié)核還會(huì)不斷地生長(zhǎng)，

堪稱是“取之不盡，用之不竭”的可再生多金屬礦物資源，受到越來(lái)

越多國(guó)家的關(guān)注，對(duì)海底錳結(jié)核的調(diào)查、研究也隨之大規(guī)模展開(kāi)，開(kāi)

采、冶煉技術(shù)也不斷出現(xiàn)。錳的用途非常廣泛，幾乎涉及人類生產(chǎn)生

活的方方面面，全球每年生產(chǎn)的錳中，約90%用于鋼鐵工業(yè)，10%用于

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有色冶金、化工、電子、電池、農(nóng)業(yè)等部門(mén)。錳是人體必需的微量元

素，在維持人身體健康方面卻發(fā)揮著重要作用，如在促進(jìn)骨骼的正常

生長(zhǎng)和發(fā)育，維持正常的糖代謝和脂肪代謝，提高蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的

吸收利用等方面均有重要作用。人體由于日常飲食或在工作環(huán)境中攝

入過(guò)量錳時(shí)，會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)錐體外束的損害和與之相應(yīng)的震顫麻痹

綜合癥等。

鈉（Na）：鈉是活波的金屬，也是堿金屬元素中的第二個(gè)元素，

鈉元素在地殼中的含量排在第六位，由于堿金屬的性質(zhì)都相當(dāng)活波，

所以鈉在自然界中基本都是以化合物的形式存在，以鹽的形式廣泛的

分布于陸地和海洋中，是海洋中含量最多的金屬元素。鈉是重要的原

料，它在化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。鈉是

人體最基本的電解質(zhì)，對(duì)人體的作用包括維持水平衡、維持酸堿平衡、

腺體分泌物的組成、調(diào)節(jié)心肌和神經(jīng)等。

鈦（Ti）：鈦在地球上的儲(chǔ)量十分豐富，地殼豐度約為0.45%，海

水中鈦含量比常見(jiàn)的銅、鎳、錫、鉛、鋅都要高。已知的鈦礦物約有

140種，但工業(yè)應(yīng)用的主要是鈦鐵礦（FeTiO3）和金紅石（TiO2）。鈦

合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、導(dǎo)熱率低、無(wú)毒無(wú)磁、可焊

接、生物相容性好、表面可裝飾性強(qiáng)等特性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、

化工、石油、電力、醫(yī)療、建筑、體育用品等領(lǐng)域。在生產(chǎn)鈦金屬過(guò)

程，接觸四氯化鈦及其水解產(chǎn)物對(duì)眼和上呼吸道粘膜有刺激作用，長(zhǎng)

期作用可形成慢性支氣管炎。

因此，開(kāi)展海洋及入海河口沉積物中金屬元素的調(diào)查監(jiān)測(cè)，補(bǔ)充

制定海洋及入海河口沉積物中金屬元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法，對(duì)開(kāi)展海洋及

入海河口金屬礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境安全，建立

健全海洋調(diào)查監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)我國(guó)海洋可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡具

有重要意義。

目前海洋及入海河口沉積物中金屬元素含量測(cè)定方法有原子熒

光法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。原子熒光法和

10

原子吸收光譜法為單元素測(cè)定方法，線性范圍較窄，操作步驟繁瑣，

檢測(cè)周期長(zhǎng)。電感耦合等離子體質(zhì)譜法雖然可進(jìn)行多元素同步測(cè)定，

但儀器昂貴，維護(hù)費(fèi)用和使用成本高，不適宜大范圍推廣普及。因此，

針對(duì)海洋及入海河口沉積物性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定、金屬元素種類多、含量較

高的特點(diǎn)和自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系的需求，很有必要建立一種成

本低、易普及且快速、安全的多元素同步測(cè)定方法。電感耦合等離子

體發(fā)射光譜儀的靈敏度較高、線性范圍寬、準(zhǔn)確度及精密度好，可同

時(shí)測(cè)定多種金屬元素，已經(jīng)在材料、環(huán)境、醫(yī)藥食品、地質(zhì)礦產(chǎn)等行

業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。微波消解儀作為樣品前處理設(shè)備，具有高溫高壓、

消解速度快、消解完全的特點(diǎn)。兩者組合建立的微波消解-電感耦合

等離子體發(fā)射光譜法，可以作為海洋及入海河口沉積物中金屬元素測(cè)

定的重要補(bǔ)充方法，滿足上述測(cè)定要求。

（三）主要工作過(guò)程、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作

1.主要工作過(guò)程

1.1準(zhǔn)備階段（2018年8月至2020年12月）

2018年8月，山東省實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化綜合改

革試點(diǎn)工作）小組辦公室印發(fā)的魯標(biāo)改辦發(fā)（2018）2號(hào)文，“關(guān)于印

發(fā)貫徹落實(shí)山東省人民政府《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化綜合改革試點(diǎn)工作

的實(shí)施方案》2018年度行動(dòng)計(jì)劃和建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃的通知”，由山東省

海洋資源與環(huán)境研究院提出并承擔(dān)了《海洋沉積物中主要重金屬元素

的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》省地方標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)，對(duì)海

洋沉積物中銅、鉛、鋅等6種金屬元素的總量采用電感耦合等離子體

發(fā)射光譜法進(jìn)行了測(cè)定，該標(biāo)準(zhǔn)于2020年底完成了報(bào)批工作，但由

于山東省市場(chǎng)監(jiān)管局對(duì)地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廢舊標(biāo)準(zhǔn)清理工作，直到2022

年2月份才發(fā)布實(shí)施。

2020年5月，山東省海洋資源與環(huán)境研究院接到自然資源部辦

公廳的函，〔2020〕922號(hào)“自然資源部辦公廳關(guān)于征集2020年度自

然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃建議的函”后，組織人員認(rèn)真研究，按照

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要求填寫(xiě)了《2020年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃建議匯總表》和

《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃建議書(shū)》，根據(jù)原有研究基礎(chǔ)和地方標(biāo)準(zhǔn)《海

洋沉積物中主要重金屬元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》

的內(nèi)容，初步確定了標(biāo)準(zhǔn)名稱及測(cè)定元素種類等標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，完成本標(biāo)

準(zhǔn)的技術(shù)審查草案。

2020年7月，該項(xiàng)目通過(guò)了自然資源部組織的標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃

立項(xiàng)技術(shù)審查，將本標(biāo)準(zhǔn)列為擬開(kāi)展預(yù)研究項(xiàng)目，確定項(xiàng)目編號(hào)為

HY20204153。

2020年9月，自然資源部辦公廳發(fā)43號(hào)文“自然資源部辦公廳

關(guān)于印發(fā)2020年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃的通知”，將該標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目列為預(yù)可研標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，確定由山東省海洋資源與環(huán)境研究院承擔(dān)

該研究任務(wù)，遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院參與，序號(hào)為80〔2020年

度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃（擬開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究項(xiàng)目）〕，項(xiàng)目編

號(hào)：HY20204153。

接到通知后，我院立即會(huì)同參加起草單位成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，

對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行人員分配和責(zé)任分工，工作組成員中包括有分析工作經(jīng)

驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)修制訂工作經(jīng)驗(yàn)的同志，對(duì)過(guò)去各自的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)和交

流，初步制定了工作方案和技術(shù)路線，并在儀器設(shè)備、試驗(yàn)材料和資

料檢索等方面為標(biāo)準(zhǔn)起草做好準(zhǔn)備。

2020年10月至12月，開(kāi)展了土壤和海洋沉積物中金屬元素的

國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法的資料調(diào)研，國(guó)外的主要是EPA（美國(guó)環(huán)境保護(hù)

署）、ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、DIN（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）及ASTM（美國(guó)

材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）的一些方法，國(guó)內(nèi)的主要是各行業(yè)已經(jīng)發(fā)布的采用

電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定不同對(duì)象中金屬元素含量的標(biāo)準(zhǔn)方

法。在分析和借鑒現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，最終確定了本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線

和研究?jī)?nèi)容。

1.2標(biāo)準(zhǔn)（工作組）草案編制階段（2021年1月至2022年3月）

2021年1月至12月，工作組按照技術(shù)路線和研究?jī)?nèi)容對(duì)14種

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金屬元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室室驗(yàn)，根據(jù)原有地方標(biāo)準(zhǔn)研究基礎(chǔ)，對(duì)新增元素

的消解體系、消解方法、元素測(cè)定的干擾消除等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行了

試驗(yàn)，初步完成了本標(biāo)準(zhǔn)工作組草案的編制。

2022年1月至2月，工作組召開(kāi)多次內(nèi)部技術(shù)研討會(huì)，依據(jù)GB/T

1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》、GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第4部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)方法檢出限、精密度及準(zhǔn)確度等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了研討，對(duì)

工作組草案進(jìn)行了認(rèn)真修改，形成了第一次修改稿。

2022年3月，工作組接到《自然資源部辦公廳關(guān)于征集2022年

度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃建議的函》，根據(jù)申報(bào)要求填寫(xiě)了

《2022年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃建議匯總表》和《自然資源

標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目建議書(shū)》。

2022年3月底，工作組組織專家及相關(guān)技術(shù)人員對(duì)第一次修改

稿進(jìn)行了討論，工作組根據(jù)專家意見(jiàn)和建議對(duì)草案進(jìn)行了認(rèn)真修改，

修改了部分元素種類并進(jìn)行了試驗(yàn)，形成了第二次修改稿。

（3）行標(biāo)立項(xiàng)及起草階段（2022年5月至2024年2月）

2022年5月，工作組參加了全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織的

標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評(píng)審會(huì)，與會(huì)專家聽(tīng)取了項(xiàng)目組的立項(xiàng)匯報(bào)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)立

項(xiàng)評(píng)審。

2022年9月，自然資源部辦公廳發(fā)39號(hào)文“自然資源部辦公廳

關(guān)于印發(fā)2022年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃的通知”，確定由

山東省海洋資源與環(huán)境研究院承擔(dān)該研究任務(wù)，遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)

研究院參與，序號(hào)為271〔2022年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃

（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃）〕，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃號(hào)為202222001。

2022年10月至2023年7月，工作組根據(jù)立項(xiàng)評(píng)審會(huì)專家意見(jiàn)

繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增加元素測(cè)定種類至21種，繼續(xù)按照標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行

反復(fù)實(shí)驗(yàn)，在全面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，于7月底基本完成了標(biāo)準(zhǔn)

草案的征求意見(jiàn)稿初稿。

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2023年8月，工作組聯(lián)系外部6家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，截至9

月底，完成3家實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證工作。

2022年9月至12月，工作組對(duì)外部實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，進(jìn)一步對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說(shuō)明進(jìn)行修改補(bǔ)充。

2023年12月，工作組組織召開(kāi)了專家咨詢會(huì)，對(duì)修改完的標(biāo)準(zhǔn)

草案和編制說(shuō)明進(jìn)行了研討，之后針對(duì)專家意見(jiàn)和建議再次進(jìn)行了修

改和完善。

2024年1月至3月，陸續(xù)收回另外3家實(shí)驗(yàn)室的方法驗(yàn)證報(bào)告，

將驗(yàn)證數(shù)據(jù)補(bǔ)充完善至標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說(shuō)明中，最終完成了標(biāo)準(zhǔn)草案

和編制說(shuō)明的征求意見(jiàn)稿。

2.標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及承擔(dān)工作

該標(biāo)準(zhǔn)由山東省海洋資源與環(huán)境研究院牽頭，遼寧省海洋水產(chǎn)科

學(xué)研究院、廈門(mén)市翰均科檢測(cè)科技有限公司三家單位共同完成，項(xiàng)目

負(fù)責(zé)人為王立明。

王立明：山東省海洋資源與環(huán)境研究、起草兼執(zhí)筆起草人

馬元慶、孫珊、趙玉庭、蘇博：山東省海洋資源與環(huán)境研究、項(xiàng)

目協(xié)調(diào)人兼起草人

金曉杰、于瀟瀟、王曉霞、劉家琦、田澤豐：山東省海洋資源與

環(huán)境研究、參與起草人

吳金浩、邵澤偉：遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院、項(xiàng)目協(xié)調(diào)人兼參

與起草人

吳儒雅：廈門(mén)市翰均科檢測(cè)科技有限公司、參與起草人

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》中規(guī)定的目標(biāo)、原則和要求進(jìn)行編制。

主要遵循以下原則：

14

1.先進(jìn)性原則

標(biāo)準(zhǔn)編制結(jié)合目前海洋資源調(diào)查、生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)

中金屬元素總量同步測(cè)定技術(shù)的最新研究進(jìn)展、技術(shù)成果和實(shí)際應(yīng)用

狀況，認(rèn)真分析海洋資源與海洋生態(tài)領(lǐng)域的需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有

標(biāo)準(zhǔn)中，海洋和河口沉積物中多種痕量及常量金屬元素總量同步測(cè)定

的方法空白，在充分查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，建立了一種

快速、污染少、成本低及易普及的多元素同步測(cè)定方法，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)

的先進(jìn)性。

2.規(guī)范性和一致性原則

依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的

結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第4部分：

試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在準(zhǔn)確把握標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象、文件使用者和文件編

制目的原則的基礎(chǔ)上，明確文件類別和功能類型，選擇和確定文件的

規(guī)范性要素，合理設(shè)置和編寫(xiě)文件的層次和要素，保證結(jié)構(gòu)及其要素

的表述保持一致，從而準(zhǔn)確表達(dá)文件的技術(shù)內(nèi)容，保證標(biāo)準(zhǔn)編制的規(guī)

范性和一致性。

3.協(xié)調(diào)性原則

標(biāo)準(zhǔn)編制注意了與現(xiàn)行相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相互協(xié)調(diào)，避免了

重復(fù)和不必要差異，可以做為HY/T147《海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》等海洋

資源與生態(tài)預(yù)警調(diào)查等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有效補(bǔ)充。

4.易用性原則

標(biāo)準(zhǔn)編制以促進(jìn)海洋資源開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)預(yù)警調(diào)查為目的，在堅(jiān)

持標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性的同時(shí)，廣泛吸取廣大同行豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)容易于直接應(yīng)用，充分保證了標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)海洋及河口資源調(diào)查、生

態(tài)預(yù)警和生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)際狀況的適用性，綜合考慮了試驗(yàn)方法操作

難度、實(shí)驗(yàn)成本、社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益等因素，努力使標(biāo)準(zhǔn)具有可操作

性、簡(jiǎn)便性和易用性。

（二）確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

15

《海洋沉積物中金屬元素總量的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光

譜法》（征求意見(jiàn)稿）共11章，主要內(nèi)容包括范圍、規(guī)范性引用文件、

術(shù)語(yǔ)和定義、方法原理、試劑或材料、儀器設(shè)備、樣品、試驗(yàn)步驟、

記錄與計(jì)算、準(zhǔn)確度和精密度、質(zhì)量保證和控制。

1.關(guān)于本標(biāo)準(zhǔn)的范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于遠(yuǎn)海、近岸海域及入海河口沉積物中鋁（Al）、砷

（As）、鋇（Ba）、鈹（Be）、鈣（Ca）、鈷（Co）、鉻（Cr）、銅（Cu）、

鐵（Fe）、鉀（K）、鋰（Li）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鈉（Na）、鎳（Ni）、

鉛（Pb）、錫（Sn）、鍶（Sr）、Ti（鈦）、釩（V）、鋅（Zn）21種金屬

元素總量的測(cè)定。

依據(jù)我國(guó)國(guó)情，考慮不同金屬元素在海洋資源、生態(tài)預(yù)警及生態(tài)

環(huán)境保護(hù)中的作用和意義，考慮遠(yuǎn)海與近岸海域及入海河口沉積物中

金屬元素含量的范圍（約2mg/kg-20%）以及電感耦合等離子體發(fā)射

光譜儀的各金屬元素的儀器檢出限，在保證結(jié)果準(zhǔn)確度的情況下盡量

減少實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)材料，并能快速同步測(cè)定更多種類金屬元素的總

量，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)篩選，最終確定標(biāo)準(zhǔn)范圍的21種金屬元素。

2.關(guān)于本標(biāo)注的引用文件

本標(biāo)準(zhǔn)引用以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法

GB17378.2海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第2部分：數(shù)據(jù)處理與分析質(zhì)量控

制

GB17378.3海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)輸

GB17378.5海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析

GB/T14506.32硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法第32部分：三氧化二

鋁等20個(gè)成分量測(cè)定混合酸分解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜

法

其中，《GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》是分析實(shí)

驗(yàn)室用水的基本標(biāo)準(zhǔn)，金屬元素測(cè)定為痕量或微量分析，需要用到實(shí)

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驗(yàn)室用水中的一級(jí)水。

《GB17378.2海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第2部分：數(shù)據(jù)處理與分析質(zhì)量

控制》規(guī)定了海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理常用術(shù)語(yǔ)及符號(hào)，離群數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢

驗(yàn)，兩均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)，分析方法驗(yàn)證，內(nèi)控樣的配制與應(yīng)用，

分析質(zhì)量控制圖繪制等，適用于本標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部

分析質(zhì)量控制。

《GB17378.3海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運(yùn)

輸》規(guī)定了海洋監(jiān)測(cè)過(guò)程中，進(jìn)行樣品采集、貯存和運(yùn)輸?shù)幕痉椒?/p>

和程序，適用于本標(biāo)準(zhǔn)中樣品的采集、貯存與運(yùn)輸。

《GB17378.5海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析》對(duì)沉積

物樣品采集、貯存、運(yùn)輸、預(yù)處理、測(cè)定結(jié)果和計(jì)算等提出技術(shù)要求，

部分適用于本標(biāo)準(zhǔn)中的沉積物樣品。

《GB/T14506.32硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法第32部分：三氧化

二鋁等20個(gè)成分量測(cè)定混合酸分解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光

譜法》中的9.2規(guī)定了采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定樣品過(guò)

程中，干擾校正系數(shù)及受干擾待測(cè)元素真實(shí)濃度計(jì)算過(guò)程。

3.術(shù)語(yǔ)和定義

本標(biāo)準(zhǔn)遵循了GB17378《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》和HY/T147《海洋監(jiān)

測(cè)技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義，沒(méi)有特定需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

4.方法原理

采用硝酸+氫氟酸+高氯酸消解體系進(jìn)行微波消解，所得的酸性消

化液經(jīng)霧化器轉(zhuǎn)化為氣溶膠，然后由樣品引入系統(tǒng)導(dǎo)入等離子體中，

樣品經(jīng)過(guò)去溶劑、原子化、激發(fā)電離，發(fā)射出特征輻射，經(jīng)分光之后

把各波長(zhǎng)的輻射分開(kāi)，最后利用檢測(cè)器對(duì)不同波長(zhǎng)處的特征譜線進(jìn)行

檢測(cè)，根據(jù)分析譜線的強(qiáng)度和待測(cè)元素的濃度成正比，計(jì)算得到樣品

中待測(cè)元素的濃度。

5.試劑或材料

列舉了試驗(yàn)所需要的試劑和材料。

17

5.1本方法所有試劑均為優(yōu)級(jí)純或更高級(jí)純度試劑（例如電子

級(jí)），主要包括：硝酸、氫氟酸和高氯酸，水為超純水或相當(dāng)純度的

水。

5.221種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)貯備液：購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)有證物質(zhì)或者自己

配制，可以是混標(biāo)或者單標(biāo)。

5.321種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)樣品：本標(biāo)準(zhǔn)研究中選擇國(guó)家有證標(biāo)

準(zhǔn)物質(zhì)主要有海洋沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)-近海海洋沉積物（GBW07314）和

河口沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)-黃河三角洲沉積物（GBW07344）。

5.4氬氣或液氬：純度不低于99.99%。

6.儀器和設(shè)備

6.1電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。

6.2微波消解儀：具有程序化升溫設(shè)置功能，配有聚四氟乙烯或

者同級(jí)材質(zhì)的耐高溫消解罐，功率范圍為400～1600W。

6.3趕酸裝置：最高溫度至少能達(dá)到且穩(wěn)定在180℃。

6.4分析天平：感量為0.1mg。

6.5其他一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。

7.樣品

樣品的采集、制備及貯存按照GB17378.3和GB17378.5的相關(guān)

規(guī)定執(zhí)行。

按照GB17378.3-2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第3部分：樣品采集、

貯存與運(yùn)輸》中5.4執(zhí)行樣品的采集，5.5進(jìn)行樣品的現(xiàn)場(chǎng)描述，5.6

進(jìn)行樣品的保存與運(yùn)輸，5.7進(jìn)行樣品采集的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制。

按照GB17378.5-2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析》

中的4.1執(zhí)行具體樣品的采集、預(yù)處理、制備及保存。

8.試驗(yàn)步驟

按照GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)規(guī)則第4部分：試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)》中6.9規(guī)定確定分析步驟，包括樣品消解、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、樣

品測(cè)定。

18

8.1樣品消解

沉積物樣品消解方法使用微波消解法，具體方法如下：

稱取約0.1g（精確至0.0001g）沉積物干樣于微波消解罐中，

加入6mL硝酸（5.2），2mL氫氟酸（5.3），待反應(yīng)平穩(wěn)后，旋緊瓶

蓋，放入微波消解儀中，按選定的微波工作條件消解（參考表1）。消

解完畢，待冷卻至室溫后取出。加入約1.0mL高氯酸（5.4），將消

解罐置于趕酸裝置上，加熱趕酸，趕酸溫度設(shè)置180℃，持續(xù)加熱約

3h后，剩余液體約為0.5mL（約黃豆粒大小），取下冷卻至室溫，

加入少許水沖洗管壁，將溶液轉(zhuǎn)入25mL比色管中，重復(fù)2-3次，用

水定容至比色管標(biāo)線，同時(shí)按照相同步驟制備分析空白溶液。

如果空白溶液值過(guò)高，對(duì)試劑空白及樣品分析測(cè)試過(guò)程進(jìn)行檢查，

選用純度更高的試劑或?qū)υ噭┻M(jìn)行提純處理以降低試劑干擾；樣品消

解時(shí)，根據(jù)樣品量適當(dāng)增減酸的用量；如果沉積物樣品有機(jī)物含量較

高，需反復(fù)用硝酸消解，使大部分有機(jī)物分解后，再加高氯酸。

方法試驗(yàn)：

選擇了常用5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中用于消解土壤、沉積物的混酸+微波消解

的方法進(jìn)行消解試驗(yàn)并上機(jī)測(cè)試，以此來(lái)確定樣品稱取量、酸體系及

用量、最高消解溫度及保持時(shí)間、趕酸溫度、趕酸耗時(shí)和定容介質(zhì)及

體積。具體方法及條件等見(jiàn)表1。

19

表1常用微波消解方法及條件

序號(hào)消解方法樣品質(zhì)量加酸體積消解程序趕酸趕酸耗時(shí)定容介質(zhì)及體積

水潤(rùn)濕，按標(biāo)準(zhǔn)，最高溫度消解完有黑色殘?jiān)?，補(bǔ)加補(bǔ)加混酸約

HJ832-2017

方法10.2～0.5g6mLHNO3+3mLHCl190℃，保持時(shí)間2mLHNO3+1mLHF+1mLHClO4，160℃趕酸至少量6.5h；直接1%HNO3至25mL

中7.1

+2mLHF25min白煙，粘稠狀；否則直接趕酸不補(bǔ)加趕酸約1.5h

水潤(rùn)濕，按標(biāo)準(zhǔn)，最高溫度

HJ781-2016加入2mLHClO4，160℃趕酸至少量白煙，粘稠2mL1%HNO3，再

方法20.1～0.5g9mLHNO3+2mLHCl180℃，保持時(shí)間約10h

狀1%HNO3至25mL

中7.3.1.1+3mLHF10min

少量水洗滌后加2mLHF飛硅，120～140℃飛不補(bǔ)加HClO4

按標(biāo)準(zhǔn)，最高溫度硅，再加1mLHClO4，然后160～180℃趕酸至約10h；每

HJ135-2023水潤(rùn)濕，

方法30.1～0.5g180℃，保持時(shí)間白煙幾乎冒盡，粘稠狀；若有黑色殘?jiān)?，繼續(xù)補(bǔ)加1mL1%HNO3至25mL

中7.4.19mLHNO3+3mLHCl

25min補(bǔ)加1mLHClO4，然后160～180℃加蓋趕酸至HClO4，延長(zhǎng)

黑色物質(zhì)消失，白煙幾乎冒盡，粘稠狀約4h

加1mL體積比

按標(biāo)準(zhǔn)，最高溫度

HY/T132-水潤(rùn)濕，（1+1）HCl浸

方法40.1～1.0g170～180℃，保持120～140℃趕至近干約2h

9mLHNO3+3mLHCl提，加水至

2010中7.1時(shí)間15～25min

25mL

加1mL體積比

HY147.2-水潤(rùn)濕，按標(biāo)準(zhǔn)，最高溫度

（1+1）HNO3浸

0.1g6mLHNO3+3mLHCl180℃，保持時(shí)間加入數(shù)滴（10滴）HClO4，180℃趕至近干約3h

方法52013中提，加水至

+2mLHF15min

6.5.1.225mL

20

表2常用微波消解方法消解南海海洋沉積物（GBW07344）測(cè)定結(jié)果

元素及含量（mg/kg）AsBeCoCrCuNiPbVZn

序號(hào)樣品質(zhì)量（2.37）（1.96）（11.2）（60.0）（20.7）（39.2）（16.8）（80.8）（90.4）

約0.25g（有黑色殘

1.041.1311.460.519.327.68.4470.172.7

渣，補(bǔ)加混酸）

方法1

約0.1g（無(wú)黑色殘

-未檢出10.166.211.432.516.368.487.9

渣，未補(bǔ)加酸）

方法2約0.25g未檢出1.2911.469.221.531.28.1978.981.9

方法3約0.25g0.9591.2010.665.520.727.68.5070.271.7

方法4約0.25g0.3051.037.1859.316.824.36.4542.485.1

方法5約0.1g-未檢出11.759.714.332.98.3275.990.2

元素及含量（%，Ba除外）Al（以BaCa（以CaOFe（以K（以K2OMg（以Mn（以MnONa（以Ti（以

Al2O3計(jì)）（mg/kg）計(jì)）Fe2O3計(jì)）計(jì)）MgO計(jì)）計(jì)）Na2O計(jì)）TiO2計(jì)）

序號(hào)樣品質(zhì)量

（11.02）（458）（18.25）（4.05）（2.12）（2.03）（0.0619）（2.47）（0.52）

約0.25g（有黑色殘

11.848218.24.282.232.010.06342.630.52

渣，補(bǔ)加混酸）

方法1

約0.1g（無(wú)黑色殘

6.0230411.44.042.051.630.06172.500.52

渣，未補(bǔ)加酸）

方法2約0.25g9.7737015.13.491.961.590.04712.410.36

方法3約0.25g10.239616.03.731.961.730.05312.490.38

方法4約0.25g8.1832714.93.341.411.960.06502.400.083

方法5約0.1g11.045917.94.082.141.960.06282.530.53

21

采用以上方法對(duì)南海海洋沉積物（GBW07334）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行消解，

得到結(jié)果如表2。

對(duì)表中結(jié)果進(jìn)行分析，選擇測(cè)定譜線波長(zhǎng)、優(yōu)化并最終確定消解

的條件。

8.1.1樣品量與定容體積的選擇

方法1～4均規(guī)定稱取量為范圍值（0.1～1.0g），方法5規(guī)定稱

取量0.1g左右，定容體積均為25mL。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中各元素含量，

選擇0.25g作為代表性消解質(zhì)量，采用方法1～4消解；選擇0.1g

采用方法1和方法5消解。上機(jī)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，稱取0.1g樣品，同步

測(cè)定As、Be、Co等低含量元素時(shí)，定容至25mL，標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度最高

點(diǎn)為500μg/L時(shí)，即可直接上機(jī)測(cè)試，不需要進(jìn)行稀釋；同步測(cè)定

Al、Ba、Ca等高含量元素時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度最高點(diǎn)為25mg/L時(shí)，只

需進(jìn)行一次稀釋，倍數(shù)為10倍，即可直接上機(jī)測(cè)試。而稱取更多量

的0.25g樣品時(shí)，無(wú)論是測(cè)定低含量還是高含量元素，均需通過(guò)多

次稀釋，增加定容體積，或者提高標(biāo)準(zhǔn)曲濃度線最高點(diǎn)的方式來(lái)滿足

測(cè)定要求，這不但增加了操作步驟，而且增加了標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量。

因此，在減少測(cè)定過(guò)程中不同元素同步測(cè)定時(shí)稀釋上機(jī)的次數(shù)，

保證樣品代表性和全溶的前提下，確定消解時(shí)樣品稱取量為0.1g左

右，定容體積為25mL。

8.1.2酸體系及用量的選擇

方法2、3、5均采用硝酸+鹽酸+氫氟酸+高氯酸的四酸體系并保

證樣品消解時(shí)全溶；方法1采用硝酸+鹽酸+氫氟酸的三酸體系，在樣

品量為0.1g時(shí)能完全溶解，0.25g則消解后有黑色殘?jiān)?，需補(bǔ)加

混酸（硝酸+氫氟酸+高氯酸）；方法4則只采用硝酸+鹽酸的兩酸體系，

樣品不能全溶，需要用鹽酸溶液（體積比1+1）浸提。

在酸的用量方面，0.25g樣品在方法1的6mL硝酸+3mL鹽酸

+2mL氫氟酸的條件下無(wú)法全溶，殘?jiān)柩a(bǔ)加混酸后才能溶解；而0.1

g樣品在方法1的6mL硝酸+3mL鹽酸+2mL氫氟酸的條件下則能全

22

溶。0.25g樣品在方法2、3均采用的9mL硝酸+鹽酸+氫氟酸四酸

體系下能夠全溶；0.1g樣品在方法5的6mL硝酸+3mL鹽酸+2mL

氫氟酸+數(shù)滴高氯酸的的條件下也能全溶。

考慮到鹽酸為易制毒試劑，且在微波消解過(guò)程中作用可以被硝酸

和氫氟酸代替，而且在不加入鹽酸的條件下進(jìn)行微波消解，趕酸時(shí)加

入高氯酸，樣品也能全溶，且測(cè)定結(jié)果不受影響；在減少樣品稱取量

至0.1g的條件下，硝酸用量可減少至6mL；為保證樣品全溶且鹽

分不析出，趕酸時(shí)增加高氯酸用量至1mL，在趕酸至剩余約0.5mL

液體，即不需要趕至粘稠狀或者近干的情況下，測(cè)定結(jié)果依然準(zhǔn)確。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，消解所用酸的純度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重大影響，例

如優(yōu)級(jí)純硝酸中As元素含量明顯高于電子級(jí)，影響了As元素的檢出

限，建議在有條件的情況下，盡量選擇純度更高的酸。

因此，通過(guò)試驗(yàn)確定微波消解時(shí)采用6mL硝酸+2mL氫氟酸，

趕酸時(shí)加入1mL高氯酸即可滿足樣品全溶的要求，而且趕酸至剩余

約0.5mL液體時(shí)即為終點(diǎn)。

8.1.3最高消解溫度及保持時(shí)間

微波消解程序的設(shè)置主要包括消解的溫度（起始、中間及最終）、

升溫速率和保持時(shí)間，其中最關(guān)鍵的是最終溫度和保持時(shí)間，這對(duì)樣

品的消解效果有決定性影響。

方法1～5中微波消解的程序設(shè)置均不相同，最高溫度范圍為

170～190℃，保持時(shí)間范圍為10～25min，考慮到部分微波消解儀

的最高溫度不超過(guò)180℃，在保證消解效果和測(cè)定結(jié)果滿意的情況

下，最終將微波消解儀參考最高溫度和保持時(shí)間分別設(shè)置為180℃、

20min，消解總用時(shí)（消解+冷卻）大約為45min。

8.1.4趕酸溫度和趕酸耗時(shí)

趕酸的主要作用是在高溫的條件下，將用于消解樣品的剩余混酸

從消解液中蒸發(fā)除去，同時(shí)將消解過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并且析出的部

分化合物重新溶解，最終將待測(cè)元素完全變?yōu)榭扇軕B(tài)離子的過(guò)程。

23

趕酸時(shí)加入高氯酸，利用高氯酸的強(qiáng)氧化性和高沸點(diǎn)，不但能將

消解過(guò)程中形成的氟類化合物溶解，還能將剩余的氫氟酸除盡，避免

了氫氟酸對(duì)儀器設(shè)備中石英部件的腐蝕。

2+

有文獻(xiàn)資料認(rèn)為高氯酸與鉻離子會(huì)以CrO2的形式揮發(fā)，認(rèn)為趕

酸溫度高于170℃時(shí),鉻會(huì)有明顯損失，溫度以140～160℃為宜。

方法1～5趕酸溫度范圍為120～180℃，在測(cè)定南海海洋沉積物

（GBW07334）時(shí)未發(fā)現(xiàn)鉻元素有明顯損失，但在后續(xù)測(cè)定近海海洋沉

積物（GBW07314）和黃河三角洲河口沉積物（GBW07343）時(shí)，鉻元素

含量均偏低，改為160℃趕酸后，結(jié)果正常，這說(shuō)明鉻離子在不同的

樣品中存在不同的損失狀況。

由于高氯酸沸點(diǎn)為203℃，所以趕酸時(shí)加入高氯酸將會(huì)大大延

長(zhǎng)趕酸時(shí)間，也延長(zhǎng)了整個(gè)前處理的時(shí)間，趕酸溫度、高氯酸的加入

量和趕酸終點(diǎn)的確定是控制前處理耗時(shí)的關(guān)鍵。通過(guò)方法1～5的試

驗(yàn)得出，在160～180℃的條件下，趕完1mL高氯酸約需要4h，且

160℃與180℃趕酸耗時(shí)相差不大；方法1～5的趕酸終點(diǎn)均為消解

液至粘稠狀或者近干，實(shí)際試驗(yàn)表明，剩余少量高氯酸不會(huì)影響測(cè)定

結(jié)果，例如加入1mL高氯酸趕酸至剩余約0.5mL。

因此，在保證鉻元素不損失，不影響其他元素結(jié)果的情況下，盡

量減少趕酸耗時(shí)，將趕酸溫度設(shè)為160℃，加入1mL高氯酸后，趕

酸終點(diǎn)確定為剩余約0.5mL液體，此時(shí)趕酸耗時(shí)約為3h，遠(yuǎn)低于

趕酸終點(diǎn)設(shè)為消解液至粘稠狀或者近干的方法。

8.1.4定容介質(zhì)

趕酸完成后，方法1～5對(duì)定容介質(zhì)分為1%硝酸和水，定容體積

均為25mL，定容前有不同的處理方式，包括用1%硝酸沖洗、鹽酸或

者硝酸溶液（體積比1+1）浸提等。

試驗(yàn)證明，采用1%硝酸會(huì)增加空白測(cè)定值，對(duì)方法檢出限有一定

的影響，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實(shí)際樣品結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)，因此，確

定定容介質(zhì)為水。

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按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定了部分有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同一個(gè)標(biāo)樣平行消解并測(cè)定6

次，平均測(cè)定值結(jié)果見(jiàn)表2，各元素相對(duì)誤差范圍為-24.5%～16.1%。

表3沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

近海海洋沉積物GBW