🌿 用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定污水污泥、处理后生物废物和土壤的王水或硝酸消解液中约 70 种元素（包括 As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、P、S、稀土元素和铂族金属）——校正同量异位素和分子离子干扰，内标，信号抑制时稀释；检出限 0,1–2,0 mg/kg 干物质；该标准已由 PKN 于 05.03.2026 废止并由 PN-EN ISO 16965:2026-03 取代，PN-EN 16171

环境 PN-EN 16171

概述

本标准涵盖的内容。PKN 目录卡 PN-EN 16171:2017-02（英文版）的“范围”字段开头为（我们的翻译）：“本欧洲标准规定了测定用王水或硝酸获得的污水污泥、处理后生物废物和土壤提取液中下列元素的方法”；随后目录卡如标准第 1 章那样列出元素和检出限（见下文）。标准正文我们读的是 SIST EN 16171:2017 的 iTeh 样本（EN 16171:2016 英文文本）：从标题页经目录、欧洲前言、引言和第 1–4 章直至第 5 章（试剂）5.6（含）。样本之外的是第 5 章其余条款、第 6 章（仪器）、第 7 章（溶液、仪器设置、线性校准和标准加入校准、校正系数、可变同位素比、测量）、第 8–9 章（计算、结果表示）、第 10 章（性能特性——空白、校准核查、内标响应、干扰、回收率）、第 11 章（试验报告）以及附录 A（重复性和再现性）和 B（四极杆仪器的同位素和干扰）。

依据 EN 16171:2016 文本（第 1–4 章、5.1–5.6）。本标准由 CEN/TC 444“固体基质环境表征试验方法”（秘书处 NEN）制定；CEN 于 2016 年 3 月 19 日批准；它取代了 CEN/TS 16171:2012，增加了 BAM 于 2013 年组织的欧洲实验室间比对数据；上一版基于欧盟委员会 M/330 授权（污泥、处理后生物废物和土壤的方法）。验证（表 1）：城市污泥、堆肥、土壤。范围（1）：王水或硝酸消解液中的 Al、Sb、As、Ba、Be、Bi、B、Cd、Ca、Ce、Cs、Cr、Co、Cu、Dy、Er、Eu、Gd、Ga、Ge、Au、Hf、Ho、In、Ir、Fe、La、Pb、Li、Lu、Mg、Mn、Hg、Mo、Nd、Ni、Pd、P、Pt、K、Pr、Re、Rh、Rb、Ru、Sm、Sc、Se、Si、Ag、Na、Sr、S、Te、Tb、Tl、Th、Tm、Sn、Ti、W、U、V、Yb、Y、Zn、Zr；工作范围取决于基质和干扰；大多数元素的方法检出限为 0,1–2,0 mg/kg 干物质，存在干扰或记忆效应时更高；方法已对表 A.1–A.3 中的元素验证，其他元素经使用者核实后适用。引用文件（2）：EN 15934（干物质）、EN 16173（硝酸消解）、EN 16174（王水消解）、EN ISO 3696、EN ISO 17294-1:2006。原理（3）：按 EN 16173 或 EN 16174 得到的消解液经雾化，气溶胶由氩气带入等离子体，离子经接口进入质谱仪，按 m/z 分离并由检测器计数；锡只适用王水消解（EN 16174）。干扰（4）：须评估并校正，包括来自等离子体气体、试剂和基质的本底离子（详见 EN ISO 17294-1:2006 第 6 章）。同量异位素元素干扰（4.2.1）——标称质量相同的不同元素同位素，例如 114Cd 和 114Sn；通过考虑干扰元素的影响进行校正，校正用同位素应尽可能无干扰（常见干扰——表 B.1）。分子离子和双电荷离子（4.2.2）——例如 40Ar35Cl+ 和 40Ca35Cl+ 对 75As，98Mo16O+ 对 114Cd；假定分子离子占比恒定的校正被证明不可靠，因为氧化物水平取决于操作条件——由干扰溶液测量得到的系数在序列开始前测定并在序列中核查；替代方法是碰撞/反应池或高分辨率 ICP-MS；当影响可能超过检出限的三倍或最低报告浓度的一半时必须校正。非光谱干扰（4.2.3）——黏度和表面张力变化、信号抑制或增强、雾化器和锥上的沉积；建议总溶解固体低于 0,2 %（2000 mg/l）；使用与分析物匹配的内标、基质匹配（尤其是酸浓度）或标准加入法；内标信号降至校准溶液信号的 30 % 以下表明干扰不可接受——通常可通过稀释（例如五倍）消除。试剂（5）：纯度适合痕量测定；按 EN ISO 3696 的 1 级水；硝酸 ρ = 1,4 g/ml（15 mol/l）；盐酸 ρ = 1,18 g/ml（12 mol/l）；单元素和多元素储备液（例如 1000 mg/l），最好用硝酸保存以减少氯干扰——Bi、Hf、Hg、Mo、Sn、Sb、Te、W 和 Zr 可能需要盐酸；可稳定一年以上，并参考制造商建议；阴离子溶液 Cl−、PO43−、SO42− 各 1000 mg/l；混合多元素溶液时须注意化学相容性、水解和沉淀。

状态（目录卡截至 03.10.2026）。PN-EN 16171:2017-02 目录卡（英文版，发布于 07-02-2017，27 页，价格组 N）有“已废止”标头：废止日期 05-03-2026，健康、环境与医学部门，KT 216 废物，ICS 13.030.01 和 13.080.10，“引入：EN 16171:2016 [IDT]”，“被取代：PN-EN ISO 16965:2026-03——英文版”。后继标准（PN-EN ISO 16965:2026-03 目录卡，英文版，发布于 05-03-2026，30 页，KT 191 土壤化学，“引入：EN ISO 16965:2025 [IDT]，ISO 16965:2025 [IDT]”，“取代：PN-EN 16171:2017-02”）没有“已废止”标头。按后继标准“范围”字段，结果所针对的对象发生了变化：元素清单相同，但适用于用王水、硝酸或盐酸、硝酸与四氟硼酸或氢氟酸混合物得到的土壤、处理后生物废物、废物、污水污泥和沉积物的消解液，以及建筑产品的浸出液（EN 17200）。后继标准“范围”字段以外的文本我们未读，因此不知道测量要求是否有变化。在 iTeh 目录中（读取于 03.10.2026），EN 16171:2016 状态为“Withdrawn”（废止日期 30.09.2026），“Replaced By”字段为 EN ISO 16965:2025，斯洛文尼亚 SIST EN 16171:2017 自 13.02.2026 起为“Withdrawn”。本标准引用的硝酸消解标准由关于 PN-EN 16173 的单独条目介绍；王水消解标准 PN-EN 16174:2012 已由 PKN 于 30.03.2022 废止（PN-EN 16174:2012 目录卡，截至 03.10.2026——无“被取代”字段；条目“土壤、处理后生物废物、污水污泥和废物在测定金属及其他元素前的王水消解——回流加热（A1）、加热块加热（A2）或在175 °C密闭容器中微波消解（B），PN-EN ISO 54321”介绍其后继标准）。

多少实验室、以何种形式（认可范围数据库副本，数据截至 17.09.2026，读取于 03.10.2026）。编号 16171 出现在 4 家实验室的 11 条记录中：AB 085、AB 213、AB 322、AB 680。在 PCA 现行文件中（读取于 03.10.2026，版本日期从 21.10.2025 到 17.04.2026），该编号出现在同样 4 家实验室的 11 个条目中（AB 085 和 AB 680 各 4 个，AB 213——2 个，AB 322——1 个）。写法均为“PN-EN 16171:2017-02”；AB 085 有两个条目中它位于第二位，在消解标准（PN-EN 16173:2012 或 PN-EN 16174:2012）之后。所有 PCA 文件均在 PKN 废止该标准的日期（05.03.2026）之前或之后不久（AB 213——17.04.2026）发布；没有一份引用 PN-EN ISO 16965。“实验室”选项卡（“PN-EN 16171”）显示同样的 4 家实验室——已于 03.10.2026 在生产服务器 labcoda.pl 上用选项卡查询核实；数据库副本中 11 条记录有 9 条以此前缀开头（两条以消解标准开头）。

实验室检测什么（PCA 中的条目）。所有条目——ICP-MS。AB 085——土壤：按 PN-EN 16173 硝酸消解后测元素（包括 As、Cr、Cd、Co (0,2–400) mg/kg，Ba、Zn、Cu (2,0–400) mg/kg），按 PN-EN 16174 王水消解后测锡 (2,0–400) mg/kg——与第 3 章注的规定一致；污水污泥和代码 19 08 05 的废物——元素以及钙（(0,2–200) g/kg）和镁。AB 680——土壤、土壤改良剂、污水污泥（例如 Zn (2,5–10000) mg/kg）以及代码 19 05 03 和 19 05 99 的废物中的金属（Pb、Cu、Cd、Zn、Cr、Ni）。AB 322——污水污泥中的总磷，(0,3–8,0) %（3,0–80 g/kg）。AB 213——土壤以及代码 17 01 01…17 05 08 的建筑废物中的元素（包括锑 (2,0–500) mg/kg、钡 (1,0–5000) mg/kg），两个条目都与 PN-EN ISO 17294-2 和 PN-EN 13657 一起，土壤条目还与 PN-ISO 11466 一起。废物和土壤改良剂不在 PN-EN 16171 的范围（污泥、生物废物、土壤）内——废物只有后继标准才涵盖。

容易得到看似正确结果的地方。镉：114Cd 与 114Sn 以及 98Mo16O+ 离子重叠（4.2.1、4.2.2）——在富含锡或钼的土壤或污泥中，未校正的信号会使镉偏高。砷：40Ar35Cl+ 和 40Ca35Cl+ 离子落在 75As 上（4.2.2）——若无校正或碰撞池，王水消解液（含大量氯）和富钙样品会使砷偏高。校正：从另一天沿用的氧化物系数不适用，因为氧化物水平取决于操作条件——标准要求在序列开始前测定（4.2.2）。基质：内标信号低于校准溶液信号的 30 % 意味着干扰不可接受，而不是可以修正的结果（4.2.3）。锡：硝酸消解液不适合测锡——只能用王水（3，注）。结果：含量针对所用酸的可溶部分，而非总量，王水消解后和硝酸消解后的结果并不是同一个结果。

我们未给出的内容。第 6–11 章和附录我们未读，因此不给出仪器操作条件、同位素和内标的选择、校准方法、计算、回收率和校准核查准则或精密度数据。我们也不说明后继标准 PN-EN ISO 16965 在测量要求上有何不同——其目录卡“范围”字段以外的文本我们未读——也不给出污水污泥和土壤法规的要求。

方法原理

用王水（EN 16174）或硝酸（EN 16173）消解污泥、生物废物或土壤得到的溶液经雾化，气溶胶由氩气带入电感耦合等离子体；生成的离子经接口进入质谱仪，按质荷比分离并由检测器计数。浓度由带内标的校准（线性或标准加入）求得，经同量异位素、分子离子和非光谱干扰校正后换算为样品干物质。

应用领域

• 污水污泥、处理后生物废物和土壤——王水或硝酸消解液中约 70 种元素，大多数检出限 0,1–2,0 mg/kg 干物质（1）
• 锡——只能在王水消解后测定（3，注）
• 土壤、污水污泥、土壤改良剂和废物——用 ICP-MS 测金属和磷，PCA 中 4 家实验室的认可范围

关键参数

标准

标准编号

PN-EN 16171:2017-02

标准名称（波兰语）

Osady ściekowe, uzdatnione bioodpady oraz gleba — Oznaczanie zawartości pierwiastków z zastosowaniem spektrometrii mas z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-MS)

标准名称（英语）

Sludge, treated biowaste and soil — Determination of elements using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

分步操作程序

1. 样品溶液

   用硝酸（EN 16173）或王水（EN 16174；锡——只能用王水）消解。PN-EN 16171:2017-02 已于 05.03.2026 废止，后继标准 PN-EN ISO 16965:2026-03（PKN 目录卡截至 03.10.2026）。

2. 仪器设置和校准

   线性校准或标准加入校准，内标；细节（第 7 章）我们不予给出。

3. 干扰校正

   校正系数在序列开始前测定并在序列中核查；影响可能超过 3 × 检出限或最低报告浓度一半时必须校正。

4. 测量

   检查内标信号——低于校准信号 30 % 时稀释样品（例如 5 倍）；溶解固体低于 0,2 %。

5. 结果

   以 mg/kg 干物质表示（干物质按 EN 15934），为所用酸的可溶部分。

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• 浓硝酸和浓盐酸——在通风橱中操作，保护眼睛和手
• 氩等离子体和仪器高压——按制造商说明操作
• 标准要求试验由受过适当培训的人员进行，安全规则由使用者制定（引言中的警告）

常见问题