ICS 83.140.30 CCS G 33 中华人民共和国国家标准 GB/T 39994—2021 聚烯烃管道中六种金属元素 （铁、钙、镁、锌、钛、铜的测定 Determination of six metal elements (iron, calcium, magnesium, zinc, titanium, copper) in polyolefin pipe system 2021-04-30发布 2021-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39994—2021 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。 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， 本文件由中国轻工业联合会提出。 本文件由全国塑料制品标准化技术委员会（SAC/TC48）归口。 本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、北京建筑材料检验研究院有限公 司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、轻工业塑料加工应用研究所、广州特种承压设备检测 研究院、临海伟星新型建材有限公司、西安塑龙熔接设备有限公司、博禄贸易（上海）有限公司北京分 公司。 本文件主要起草人：卢晓英、申前进、薛燕波、李田华、黄国家、邵慧彬、赵锋、陈会龙、盛力 1 GB/T39994—2021 引言 研究表明在聚烯烃管道原料或制品中添加回收料（再生料）会导致其铁、钙、镁、锌、钛、铜元素的含 量发生明显变化，其中铁和钙元素的变化尤其明显。因此，对聚烯烃管道产品金属元素含量，尤其是铁 Ⅱ GB/T39994—2021 聚烯烃管道中六种金属元素 （铁、钙、镁、锌、钛、铜）的测定 警示一一本文件规定的方法需要使用腐蚀性试剂，操作时应按规定要求佩戴防护用品，溶液配制及 样品预处理应在通风橱中进行。 1范围 本文件规定了聚烯烃管道及原料中铁、钙、镁、锌、钛、铜六种金属含量的测定方法 本文件适用于各种聚烯烃管材、管件、阀门中六种金属（铁、钙、镁、锌、钛、铜）含量的测定，也适用于 混配料、回用料和回收料（再生料）中六种金属元素（铁、钙、镁、锌、钛、铜）的测定。 2规范性引用文件 2 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 本文件。 GB/T602化学试剂杂质测定用标准溶液的制备 GB/T6682一2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T6819溶解乙炔 GB/T9345.1一2008塑料灰分的测定第1部分：通用方法 GB/T19278一2018热塑性塑料管材、管件与阀门通用术语及其定义 GB/T21187原子吸收分光光度计 GB/T36244电感耦合等离子体原子发射光谱仪 GB/T37837—2019四极杆电感耦合等离子体质谱方法通则 3术语和定义 GB/T19278一2018界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法概要 将试样灼烧-溶解或酸消解后，定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、电感耦合 等离子体质谱仪（ICP-MS）、原子吸收光谱仪（AAS)进行测定。 注：测试设备的选择与待测溶液中金属元素的种类和浓度有关 5试剂或材料 5.1 浓硝酸 分析纯及以上级别。 1 GB/T39994—2021 5.2试验用水 符合GB/T6682—2008中4.2二级水的规定。 5.3体积分数为1%的硝酸溶液 于100mL的容量瓶中先加人一半体积的试验用水（见5.2），移入1.0mL的浓硝酸（见5.1），待溶 液冷却至室温后，用试验用水定容至刻度，摇匀备用。 5.4单元素标准溶液［铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、锌（Zn）、钛（Ti）、铜（Cu）」 单元素标准溶液可按GB/T602中的规定进行配制，也可直接使用有证标准物质，其质量浓度为 100 mg/L~1 000 mg/L。 5.5多元素标准溶液［铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、锌（Zn）、钛（Ti）、铜（Cu）』 根据元素间相互干扰的情况和标准溶液的性质分组配制，也可直接使用有证标准物质，其质量浓度 为100mg/L~1000mg/L。 5.6标准使用溶液 分别移取标准溶液（见5.4或5.5）用硝酸溶液（见5.3）稀释定容。 5.7电感耦合等离子体质谱仪内标标准储备溶液 样品、试剂或基体中天然存在的元素不能作为内标；内标元素不应受到同量异位素或多原子离子干 扰，亦不能对被测元素的同位素产生十扰；内标元素的质量数应与被测元素的质量数接近。建议选 用Li、45Sc、74Ge、89Y、103Rh、115In、185Re、209Bi为内标元素。可自行配制或直接购买有证标准溶液。 5.8电感耦合等离子体质谱仪内标标准使用溶液 径不同，内标进入进样系统中的浓度不同，建议内标使用溶液进人试样后的浓度为5ug/L～50ug/L。 5.9电感耦合等离子体质谱仪质谱调谐溶液 不同型号仪器对调谐液中所含元素种类和浓度各有要求，根据仪器说明书配制或直接购买符合要 求的有证标准溶液配制为质谱调谐液。 5.10氩气 氩气纯度不低于99.995%（体积分数）；乙炔应符合GB/T6819规定：使用压缩空气时应充分除去 尘埃。 6仪器设备 6.1前处理设备 6.1.1玻璃器血 所有玻璃器血，使用前用质量分数约为10%的硝酸溶液浸泡至少12h，然后用纯水清洗至少4次。 2 GB/T39994—2021 6.1.2石英埚 带盖的石英埚，洗涤方式同6.1.1。 6.1.3箱式电阻炉 温度能控制在850℃士50℃范围内。 6.1.4电热板 温度可调，工作温度应达到500℃。 注：可使用其他合适的加热源。 6.1.5微波消解仪 输出功率500W～2000W。具有可编程控制功能，能对温度和压力进行全程监控，且具有安全防 护功能。消解罐容积50mL~200mL。 6.1.6分析天平 精度为0.1 mg。 6.2测试仪器 6.2.1电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES） 应符合GB/T36244要求，宜选用石英旋流雾化进样系统。 6.2.2电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS) 应符合GB/T37837一2019中第6章要求，宜选用石英旋流雾化进样系统 SAC 6.2.3原子吸收光谱仪（AAS） 应符合GB/T21187中对火焰原子吸收光谱仪的要求，且有待测元素空心阴极灯。 7样品制备 7.1* 样品剪裁 对于管材，管件或阀门，用割刀割取大于10g的洁净样品，再用剪刀切成长度小于5mm的颗粒备 用。粒料试样可直接使用。若检测目标元素为铁，裁剪成小颗粒样品时应使用钛涂层剪刀避免裁剪时 引入铁元素污染，若检测目标元素包含钛元素时应使用对检定目标元素无干扰的剪刀。 注：根据试样中金属元素含量和设备的检测能力确定样品的取样量以满足测试需求。 7.2样品前处理 7.2.1总则 本文件规定了两种试样的前处理方法：干灰化法和微波消解法 7.2.2干灰化法 取双份试样，所取的试样量应足够产生5.0mg的灰分，建议试样的初次取样量为10g左右，若不 3 GB/T39994—2021 足以产生5.0mg灰分则增加取样量重新进行样品前处理，具体步骤如下： a）按照GB/T9345.1一2008中5.3.1规定将清洁的石英璃烧至恒重 b) 称取适量试样，精确至0.1mg，放人石英中。 将石英放置在电热板上直接加热使试样缓慢地燃烧，直至试样全部形成干性碳化残渣为 止。燃烧不可太剧烈，以免灰分损失。如果试样较多，需分次燃烧，每次加人量不应超过石英 埚的一半高度。 d）将盛有残渣的石英放入箱式高温电阻炉，部分盖上石英盖，以防正灰分损失，在 850℃土50℃下灼烧至少30min，使样品灰化完全。 e) 将石英珀和盖从炉内移出，放入干燥器内，使其冷却至室温。 I(J 向石英埚中加人适量硝酸溶液（见5.3），将在超声振荡机中超声波振荡至少1min，使 待测元素完全溶解后，溶液转入容量瓶，并用少量硝酸溶液（见5.3）洗涤石英三次，将冲洗 液加入到容量瓶中，并用硝酸溶液（见5.3）定容至25mL。 g) 定容后的溶液用0.45μm滤膜过滤后得到样品待测溶液。 注：灰分较高时可能溶解不完全，建议增大定容体积，当灰分质量为5.0mg~50.0mg，50.0mg~200.0mg， 7.2.3微波消解法 微波消解前处理方法步骤如下： a） 称取100.0mg~200.0mg两份试样（精确至0.1mg）分别置于两个消解罐中，加人4ml~ 6mL硝酸（见5.1）在80℃~120℃的电热板上预消解1h。 b) 按微波消解仪器说明装好消解罐，设置程序（见附录A)进行消解。消解程序结束后，消解罐应 在微波消解仪内冷却至室温取出。 c） 在通风橱内打开消解罐盖，用少量试验用水冲洗罐盖至少3次并将冲洗液加入消解罐中，在电 热板上以120℃加热赶酸直至剩余溶液体积约0.2mL。 d）取下消解罐冷却到40℃~60℃，将罐内内容物转移至25mL容量瓶中，用硝酸溶液（见5.3） 洗涤消解罐内壁至少3次并将冲洗液全部转移至25mL容量瓶中，用硝酸溶液（见5.3）定容 至刻度，摇匀，得到样品待测溶液。 e）月 用0.45um滤膜过滤后得到样品待测溶液 注1：消解试剂的选择可根据实际消解情况进行调整，可在硝酸中加人盐酸、氢氟酸、硫酸、过氧化氢等试剂组成复 合消解剂进行消解。氢氟酸的加入会对仪器进样系统造成腐蚀，建议选择耐氢氟酸腐蚀的进样系统配件：过 氧化氢在密闭消解过程中使用有一定危险性，样品中如含有大量易氧化有机物时，避免在密闭消解过程中使 用过氧化氢， 注2：样品量和消解试剂的用量与所使用消解罐的种类和大小有关，可根据实际条件进行调整。 7.3 空白试样 8试验步骤 8.1电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES法） 8.1.1标准工作溶液配制 用移液管或移液器分别移取不同体积的标准使用溶液（见5.6），用硝酸溶液（见5.3）稀释得到不同 浓度的铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、锌（Zn）、钛（Ti）、铜（Cu）标准工作溶液，标准工作溶液至少有5个浓度 4