GB/T 14637-2021 工业循环冷却水及水垢中铜、铁、锌的测定 原子吸收光谱法

　　ICS 7 1 . 040 . 40 CCS G 76

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 14637—2021代替 GB/T 14637—2007

　　工业循环冷却水及水垢中铜、铁、锌的测定

　　原子吸收光谱法

　　Determinationofcopper，ironandzincinindustrialcirculatingcoolingwater

　　andscale—Atomicabsorptionspectrometricmethod

　　2021-08-20 发布 2022-03-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 14637—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—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。

　　本文件代替 GB/T 14637—2007《工业循环冷却水及水垢中铜、锌的测定 原子吸收光谱法》，与GB/T 14637—2007 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　— 更改了适用范围(见第 1 章，2007 年版的第 1 章);

　　— 增加了工业循环冷却水及水垢中铁含量的测定(见 9 . 2) ;

　　— 删除了对原子吸收仪检出限的要求(见 2007 年版的 6 . 1 . 1) ;

　　— 更改了标准贮备溶液的制备方法(见 5 . 8、附录 A, 2007 年版的 5 . 9、5 . 11) ;

　　— 更改了允许差(见第 11 章，2007 年版的 9 . 1 . 4、9 . 2 . 4) ;

　　— 删除了安全事项(见 2007 年版的第 10 章)。

　　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水处理剂分技术委员会(SAC/TC 63/SC 5)归口 。

　　本文件起草单位：宁波市特种设备检验研究院、湖南省特种设备检验检测研究院、江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院、河南清水源科技股份有限公司、滨州市特种设备检验研究所、深圳市特种设备安全检验研究院、安徽省特种设备检测院、浙江水知音检测有限公司、中海油天津化工研究设计院有限公司。

　　本文件主要起草人：王春波、吴丹红、余光丰、敬元元、宫杰、张居光、赵静波、俞明华、戴恩贤、王妍、邵宏谦。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　— 本文件于 1993 年首次发布为 GB/T 14637 . 1—1993《工业循环冷却水中锌含量的测定 原子吸收光谱法》和 GB/T 14637 . 2—1993《工业循环冷却水水垢中锌的测定 原子吸收光谱法》;

　　— 2007 年第一次修订时，并入了 GB/T 14638 . 1—1993《工业循环冷却水中铜含量的测定 原子吸收光谱法》、GB/T 14638 . 2—1993《工业循环冷却水水垢中铜的测定 原子吸收光谱法》及GB/T 16634—1996《工业循环冷却水用磷锌预膜液中锌含量的测定 原子吸收光谱法》的内容，标准名称修改为《工业循环冷却水及水垢中铜、锌的测定 原子吸收光谱法》;

　　— 本次为第二次修订。

　　GB/T 14637—202 1

　　工业循环冷却水及水垢中铜、铁、锌的测定

　　原子吸收光谱法

　　1 范围

　　本文件规定了工业循环冷却水中铜、铁、锌含量及锅炉水系统或循环水系统的水垢中铜、铁、锌含量的测定方法 — 原子吸收光谱法。

　　本文件适用于工业循环冷却水中铜含量为 0 . 1 mg/L~20 mg/L、铁含量为 0 . 1 mg/L~20 mg/L、锌含量为 0.1 mg/L~20 mg/L 的测定，水垢中铜含量 ≥0.005%、铁含量 ≥0.01%、锌含量 ≥0.005%的

　　测定。

　　本文件也适用于锅炉用水中铜、铁、锌的测定及其他工业用水、原水和用水系统的水垢中铜、铁、锌含量的测定，以及工业循环冷却水用磷锌预膜液中锌含量的测定。

　　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/T 4470 火焰发射、原子吸收和原子荧光光谱分析法术语

　　GB/T 6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法

　　DL/T 1151 . 2 火力发电厂垢和腐蚀产物分析方法 第 2 部分：试样的采集与处理

　　HG/T 3530 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物试样的采取和制备

　　3 术语和定义

　　GB/T 4470 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 原理

　　试样经雾化喷入空气-乙炔火焰，铜、铁、锌被热解为基态原子，分别以铜共振线 324 . 7 nm、铁共振线

　　248.3 nm、锌共振线 213 . 9 nm 为分析线测定铜、铁、锌原子的吸光度。

　　5 试剂或材料

　　警告：本文件所使用的乙炔气易燃且与空气混合易爆，应注意使用安全，防止泄漏，并严格按规范操作;强酸具有腐蚀性，使用时应注意，小心操作，溅到身上时，用大量水冲洗，避免吸入或接触皮肤。

　　本文件所用试剂，除非另有规定，仅使用分析纯试剂。 试验中所用乙炔气的要求见 GB 6819 。

　　5 . 1 水：GB/T 6682—2008,二级 。

　　5 . 2 盐酸 。

　　5 . 3 硝酸 。

　　GB/T 14637—202 1

　　5 . 4 高氯酸。

　　5 . 5 硝酸溶液：1+1。

　　5.6 硝酸溶液：1+99。

　　5 . 7 硝酸银溶液：10 g/L。

　　5 . 8 铜、铁、锌标准贮备溶液：1 000 mg/L。市售或按照附录 A制备。

　　5 . 9 铜、铁、锌标准溶液 Ⅰ : 50 mg/L。分别准确移取铜、铁、锌标准贮备溶液 5 . 00 mL,各放入 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 该溶液有效期 1 个月。

　　5 . 10 锌标准溶液 Ⅱ : 5 mg/L。准确移取锌标准溶液 Ⅰ 5 . 00 mL,放入 50 mL 容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 该溶液现用现配。

　　6 仪器设备

　　6 . 1 原子吸收光谱仪：配有铜空心阴极灯、铁空心阴极灯、锌空心阴极灯或连续光源。

　　6 . 2 采样容器：聚丙烯、聚乙烯或氟化乙烯丙烯(FEP)、硬质玻璃材质。 瓶体及瓶盖的材料不应含有或可浸出被测元素。

　　6 . 3 电热板或可调电炉。

　　6 . 4 微波消解仪。

　　7 仪器条件的选择

　　按照仪器使用说明书所提供的最佳条件分别调节铜波长为 324 . 7 nm、铁波长为 248 . 3 nm、锌波长为 213 . 9 nm,并调试灯电流、通带、积分时间、火焰条件、背景扣除等，仪器开机点火后需稳定 5 min~ 10 min,方能进行测定。

　　8 试样的制备

　　8 . 1 水样的采集及其试样溶液的制备

　　从流动的待测水中采集一定量的水样，立即加入硝酸，使水样酸化至 pH≈1(一般每升水样加入2 mL~10 mL硝酸)，制备成试样溶液，并记录所取水样的体积与加入硝酸的体积。 采集并酸化后的水样应澄清透明，否则需用中速定量滤纸过滤。 试样溶液密封储存在采样容器中，可稳定放置 14 d。

　　8 . 2 垢样及其试样溶液的制备

　　8 . 2 . 1 按 HG/T 3530 或 DL/T 1151 . 2 要求采集和制备垢样，然后按照 8 . 2 . 2 或 8 . 2 . 3 的步骤溶解垢样，制备垢样试液。

　　8 . 2 . 2 采用电加热法溶解垢样，按以下要求操作：

　　a) 称取制备好的垢样约 0 . 2 g~0.3 g,精确到 0 . 1 mg,置于 250 mL玻璃烧杯中。

　　b) 在烧杯中加少量水将垢样充分润湿，缓慢加入 15 mL盐酸和 5 mL硝酸，盖上表面皿，摇匀，在电热板或可调电炉上缓缓加热煮沸 20 min。若仍有褐色或棕黄色残渣，可再加入 10 mL 盐酸，煮沸至溶液清亮。

　　c) 取下烧杯，稍冷加入 10 mL 高氯酸，再加热至开始冒浓厚白烟，将表面皿略为移开，继续缓缓加热 15 min~20 min,切不可将溶液蒸干。

　　GB/T 14637—202 1

　　d) 取下烧杯，趁热加入 10 mL硝酸溶液(5 . 6),充分搅拌使杯壁上盐类溶解。

　　e) 若垢样完全溶解，将溶液转移至 100 mL 容量瓶中，用吸管吸取硝酸溶液(5 . 6) 洗涤烧杯内壁(不少于 3 次)，洗液一并收集于 100 mL容量瓶中，加硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀，即为垢样试液。 若溶解后的溶液含有白色悬浮物，用中速定量滤纸过滤，分多次用硝酸溶液(5 . 6)(每次大约 10 mL)清洗烧杯壁及壁上附着的沉淀、滤纸(不少于 5 次)，滤液和洗液一并收集于容量瓶中，加硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀，即为垢样试液。

　　8 . 2 . 3 采用微波消解法溶解垢样，按以下要求操作：

　　a ) 称取制备好的垢样 0 . 2 g~0 . 3 g,精确到 0 . 1 mg,置于微波消解仪的消解内罐中，加几滴水润湿后，缓慢加入 6 mL盐酸和 2 mL硝酸，摇晃消解内罐，让气体冒完(如果产生大量气体，可将内罐在电热板上于 100 ℃预消解 20 min,再补加相同比例消解液至 10 mL左右)，盖紧罐盖并套入外罐中。 将消解罐放入微波消解仪中，按仪器说明进行垢样消解。

　　b ) 完成消解后，将罐内溶液转移至 250 mL玻璃烧杯中，用少量硝酸溶液(5 . 6)洗涤消解罐和盖子后一并倒入烧杯，加入 10 mL 高氯酸;将烧杯置于电热板或可调电炉上缓慢加热至冒 白烟15 min~20 min,切不可将溶液蒸干;从电热板或可调电炉上取下烧杯，趁热加入 10 mL 硝酸溶液(5 . 6),充分搅拌使杯壁上盐类溶解。

　　c) 若垢样完全溶解，将溶液转移至 100 mL 容量瓶中，用吸管吸取硝酸溶液(5 . 6) 洗涤烧杯内壁(不少于 3 次)，洗液一并收集于 100 mL容量瓶中，加硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀，即为垢样试液。 若溶解后的溶液含有白色悬浮物，用中速定量滤纸过滤，分多次用硝酸溶液(5 . 6)(每次大约 10 mL)清洗烧杯壁及壁上附着的沉淀、滤纸(不少于 5 次)，滤液和洗液一并收集于容量瓶中，加硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀，即为垢样试液。

　　8 . 2 . 4 除不加垢样外，按 8 . 2 . 2 或 8 . 2 . 3 与制备垢样试液时相同的操作，制得溶样空白溶液。

　　9 测定步骤

　　9 . 1 铜含量的测定

　　9 . 1 . 1 铜校准曲线的绘制

　　准确移取铜标准溶液 Ⅰ 0.00 mL(空白)、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL分别置于 50 mL容量瓶中，用硝酸 溶 液(5 . 6) 稀 释 至 刻 度，摇 匀。 此 系 列 校 准 溶 液 含 铜 量 为 0 . 00 mg/L、0 . 50 mg/L、

　　1.00 mg/L、1.50 mg/L、2.00 mg/L。在仪器的最佳工作条件下，于波长 324.7 nm处，以试剂空白调零，测定其吸光度。 以测定的吸光度为纵坐标，相对应的铜含量(mg/L)为横坐标，绘制校准曲线或计算回归方程。 校准曲线的线性相关系数应大于 0 . 999,否则应重新绘制。

　　9 . 1 . 2 水样的测定

　　准确移取适量试样溶液(8 . 1) ,置于 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线的制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，测定其吸光度，从校准曲线中查出相对应的铜含量。 若铜含量低于检测下限或者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　9 . 1 . 3 垢样的测定

　　分别准确移取适量垢样试液(8 . 2 . 2 或 8 . 2 . 3)和溶样空白溶液(8 . 2 . 4) ,置于 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，分别测定稀释定容后的溶样空白溶液和垢样试液的吸光度，从校准曲线中查出相对应的铜含量。 若铜含量低于检测下限或

　　GB/T 14637—202 1

　　者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　9 . 2 铁含量的测定

　　9 . 2 . 1 铁校准曲线的绘制

　　准确移取铁标准溶液 Ⅰ 0.00 mL(空白)、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL分别置于 50 mL容量瓶中，用硝酸 溶 液(5 . 6) 稀 释 至 刻 度，摇 匀。 此 标 准 系 列 含 铁 量 分 别 为 0 . 00 mg/L、1. 00 mg/L、

　　2.00 mg/L、4.00 mg/L、6.00 mg/L。在仪器的最佳工作条件下，于波长 248.3 nm处，以试剂空白调零，测定其吸光度。 以测定的吸光度为纵坐标，相对应的铁含量(mg/L)为横坐标，绘制校准曲线或计算回归方程。 校准曲线的线性相关系数应大于 0 . 999,否则应重新绘制。

　　9 . 2 . 2 水样的测定

　　准确移取适量试样溶液(8 . 1),放入 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，测定其吸光度，从校准曲线中查出相对应的铁含量。 若铁含量低于检测下限或者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　9 . 2 . 3 垢样的测定

　　分别准确移取适量垢样试液(8 . 2 . 2 或 8 . 2 . 3)和溶样空白溶液(8 . 2 . 4) ,置于 50 mL容量瓶中(根据垢样来源和垢的类型选择合适的稀释倍数，一般以钙镁水垢为主的垢样约稀释 10 倍 ~ 100 倍，以氧化铁垢为主的垢样约稀释 100 倍 ~ 500 倍;溶样空白溶液与垢样试液采用相同的稀释倍数)，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，分别测定稀释定容后的溶样空白溶液和垢样试液的吸光度，从校准曲线中查出相对应的铁含量。 若铁含量低于检测下限或者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　9 . 3 锌含量的测定

　　9 . 3 . 1 锌校准曲线的绘制

　　准确移取锌标准溶液 Ⅱ 0.00 mL(空白)、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL分别置于 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6) 稀释至刻度。 此标准系列含锌量为 0 . 00 mg/L、0. 20 mg/L、0. 40 mg/L、 0.60 mg/L、0.80 mg/L。在仪器的最佳条件下，于波长 213 . 9 nm 处，以试剂空白调零，测定其吸光度。

　　以测定的吸光度为纵坐标，相对应的锌含量(mg/L)为横坐标，绘制出校准曲线或计算出回归方程。 校准曲线的线性相关系数应大于 0 . 999,否则应重新绘制。

　　9 . 3 . 2 水样的测定

　　准确移取适量试样溶液(8 . 1),放入 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，测定其吸光度，从校准曲线中查出相对应的锌含量。 若锌含量低于检测下限或者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　9 . 3 . 3 垢样的测定

　　分别准确移取适量垢样试液(8 . 2 . 2 或 8 . 2 . 3)和溶样空白溶液(8 . 2 . 4) ,置于 50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(5 . 6)稀释至刻度，摇匀。 按校准曲线制作中同等仪器条件，以试剂空白调零，分别测定稀释定容后的溶样空白溶液和垢样试液的吸光度，从校准曲线中查出相对应的锌含量。 若锌含量低于检测下限或者超过校准曲线范围，可调整稀释倍数后重新测定。

　　GB/T 14637—202 1

　　10 结果计算

　　10 . 1 水样中铜、铁、锌含量的计算

　　铜、铁、锌含量以质量浓度 ρ 计，单位为毫克每升(mg/L),按式(1)计算：

　　ρ =ρ1f …………………………( 1 )

　　式中：

　　ρ1 —从铜、铁 、锌校准曲线中查得铜、铁 、锌含量的数值，单位为毫克每升(mg/L) ;

　　f —酸化后的试样体积(mL)与所取水样体积(mL)之比(见 8 . 1) ;

　　V1 —测定时试样溶液稀释后定容体积的数值，单位为毫升(mL)(V1 =50) ;

　　V —稀释时所取试样溶液体积的数值，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果表示到小数点后两位。

　　10 . 2 垢样中铜、铁、锌含量的计算

　　铜、铁、锌含量以质量分数 ∞ 计，数值以%表示，按式(2)计算：

　　式中：

　　ρ1 —从铜、铁、锌校准曲线查得稀释后垢样试液中铜、铁、锌含量的数值，单位为毫克每升(mg/L) ; ρ0 —从铜、铁、锌校准曲线查得稀释后溶样空白溶液中铜、铁、锌含量的数值，单位为毫克每升

　　(mg/L) ;

　　VT —垢样试液总体积的数值，单位为毫升(mL)(VT=100) ;

　　V1 —测定时垢样试液稀释后定容体积的数值，单位为毫升(mL)(V1 =50) ;

　　m0 —称取垢样质量的数值，单位为克(g) ;

　　V —稀释时所取垢样试液体积的数值，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果表示到小数点后两位。

　　1 1 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偏差应符合表 1 或表 2 的规定。

　　表 1 水样中铜、铁、锌测定的允许差

　　GB/T 14637—202 1

　　表 2 垢样中铜、铁、锌测定的允许差

　　GB/T 14637—202 1

　　附 录 A

　　(规范性)

　　标准贮备溶液的制备

　　A.1 铜标准贮备溶液( 1 .00 mL含铜 1 .00 mg)

　　称取高纯铜丝 1 . 000 g,精确至 0 . 2 mg,置于 200 mL烧杯中，加入 50 mL硝酸溶液(5 . 5),加热至全部溶解。 冷却后转移至 1 000 mL容量瓶中，并用硝酸溶液(1+499)稀释至刻度，摇匀。

　　A.2 铁标准贮备溶液( 1 .00 mL含铁 1 .00 mg)

　　称取高纯铁丝 1 . 000 g,精确至 0 . 2 mg,置于 200 mL烧杯中，加入 50 mL硝酸溶液(5 . 5),加热至全部溶解。 冷却后转移至 1 000 mL容量瓶中，并用硝酸溶液(1+499)稀释至刻度，摇匀。

　　A.3 锌标准贮备溶液( 1 .00 mL含锌 1 .00 mg)

　　称取高纯金属锌粒 1 . 000 g,精确至 0 . 2 mg,置于 200 mL烧杯中，加入 50 mL硝酸溶液(5 . 5),加热至全部溶解。 冷却后转移至 1 000 mL容量瓶中，并用硝酸溶液(1+499)稀释至刻度，摇匀。

　　GB/T 14637—202 1

　　参 考 文 献

　　[1] GB 6819 溶解乙炔