KR101889166B1 - Decomposition method of a sample for icp analysis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ICP 분석대상시료의 분해 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철소 매립장의 토양 중 중금속을 분석하기 위한 시료의 분해 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of decomposing a sample subjected to ICP analysis, and more particularly, to a method of decomposing a sample for analyzing heavy metals in a soil at a steel mill landfill.

Figure R1020160151848
Figure R1020160151848

Description

ICP 분석대상시료의 분해 방법 {DECOMPOSITION METHOD OF A SAMPLE FOR ICP ANALYSIS}[0002] DECOMPOSITION METHOD OF A SAMPLE FOR ICP ANALYSIS [

본 발명은 ICP 분석대상시료의 분해 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철소 매립장의 토양 중 중금속을 분석하기 위한 시료의 분해 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of decomposing a sample subjected to ICP analysis, and more particularly, to a method of decomposing a sample for analyzing heavy metals in a soil at a steel mill landfill.

일반적으로 토양 내 잔류 중금속의 함량은 1) 전처리기로 전처리한 후, 2) 원자흡수분광광도법, 유도결합플라즈마-원자발광분자법 등으로 측정한다.In general, the content of residual heavy metals in soil is measured by 1) pretreatment with pretreatment, and 2) by atomic absorption spectrophotometry, inductively coupled plasma-atomic emission molecular method.

보다 상세하게는, 토양오염공정시험 기준(환경부고시 제2009-180호, 2009.08.25)에 따라 토양을 왕수 분해 후 흡수액을 0.5 몰(mol)의 질산으로 포집하는 방법으로 시료를 채걸음(0.15mm 크기, 100메쉬)으로 거른 후, 3g 정도를 시료로 사용한다. More specifically, according to the soil pollution process test standard (Ministry of the Environment Notice No. 2009-180, August 25, 2009), after hydrolyzing the soil, the absorption liquid was collected with 0.5 mol of nitric acid, mm size, 100 mesh), and then 3 g is used as a sample.

상기 시료를 반응 용기 내에 2시간 적치하여 반응시킨 후, 환류냉각장치(도 1)를 이용하여 가온 분해를 2시간 가량 실시하다. 그 후, 여액을 100ml 메스플라스크에 옮기고 나서 표선(indicator) 후 유도결합플라즈마로 측정한다.
The sample was placed in a reaction vessel for 2 hours and reacted, followed by thermal decomposition using a reflux condenser (FIG. 1) for about 2 hours. The filtrate is then transferred to a 100 ml volumetric flask and then measured with an inductively coupled plasma after the indicator.

이와 같이, 환류냉각장치에 의한 분석시 장치 1개에 하나의 시료만 5~6시간 가량 분석함으로써 분석 시간이 과다하게 소요되고, 여러 시료를 동시에 분석하기 위해서는 많은 수의 장치가 필요하게 되므로 분석능률이 낮은 문제가 있다.As described above, when analyzing by the reflux condenser, only one sample is analyzed for about 5 to 6 hours in one device, and the analysis time is excessively required. In order to simultaneously analyze several samples, a large number of devices are required, This is a low problem.

또한, 분석에 사용된 초자기구가 오염될 경우 별도의 세척 과정을 거쳐야 하므로, 관리의 어려움이 있는 실정이다.
In addition, if the instrument used in the analysis is contaminated, it is necessary to perform a separate cleaning process.

이에, 토양과 같은 시료의 성분을 분석하기 위하여 다양한 방법으로 분해하여 시험 용액을 제조하고, 그것을 ICP 분석 방법으로 분석하는 방법이 시도되고 있다.In order to analyze the components of soil such as soil, various methods have been used to prepare a test solution and analyze it by an ICP analysis method.

이때, 시료 분해 방법으로서 마이크로파(microwave) 시료 분해해장치를 이용한 시료분해방법이 이용되고 있는데, 이는 인체에 유해한 화학물질을 적게 사용하는 장점과 분해시 분석하고자 하는 성분의 휘산을 방지하여 분석 정확도를 향상시킬 수 있고, 분해 시간이 짧아 분석시간을 기존 방법에 비해 크게 단축할 수 있는 장점이 있다.
At this time, as a sample decomposition method, a sample decomposition method using a microwave sample decomposition apparatus is used. It is advantageous to use less harmful chemical substances to the human body and to prevent volatilization of ingredients to be analyzed during decomposition, And the decomposition time is short, which is advantageous in that the analysis time can be significantly shortened compared to the conventional method.

그에 따라, 마이크로파 시료 분해장치를 이용하여 분해하는 경우 시료량, 시약, 사용량, 시약종류, 분해조건 등을 정립한 기술이 요구되고 있다.
Accordingly, in the case of decomposition using a microwave sample decomposition apparatus, a technique for establishing a sample amount, a reagent, an amount of use, a reagent kind, a decomposition condition, and the like is required.

본 발명의 일 측면은, 마이크로파(microwave)를 이용하여 제철소 매립장의 토양 중 중금속을 분석하기 위한 시료를 분해함에 있어서, 그 분해시간을 단축시킬 수 있으면서 ICP 분석시 신속하게 정확한 분석이 가능한 시료를 제공할 수 있는 분석대상시료의 분해방법을 제공하고자 하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a sample capable of shortening the decomposition time and quickly and accurately analyzing in the ICP analysis in decomposing a sample for analyzing heavy metals in a soil of a steelworks landfill using a microwave A method for decomposing a sample to be analyzed.

본 발명의 일 측면은, a) 1~3g의 ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석대상시료에 분해 시약을 첨가한 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내 시료용기에 장입하는 단계; b) 상기 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 180~230℃, 압력 270~310psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 13~17분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 1차 분해 단계; c) 상기 냉각된 시료용기 내에 마스킹(masking) 시약을 첨가하는 단계; 및 d) 상기 마스킹 시약을 첨가한 분석시료용액을 다시 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 140~190℃, 압력 80~120psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 10~20분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 2차 분해 단계를 포함하고,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of analyzing a sample, comprising the steps of: a) charging an analytical sample solution containing a decomposition reagent to a sample to be analyzed 1 to 3 g of ICP (inductively coupled plasma) b) The analytical sample solution is decomposed in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 180 to 230 ° C., a pressure of 270 to 310 psi, a power of 500 to 700 W, a decomposition time of 13 to 17 minutes, Decomposition step; c) adding a masking reagent to the cooled sample vessel; And d) decomposing the analytical sample solution added with the masking reagent in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 140 to 190 DEG C, a pressure of 80 to 120 psi, a power of 500 to 700 W, and a decomposition time of 10 to 20 minutes And a second decomposition step of cooling to room temperature,

상기 분해 시약은 염산 5~9ml, 질산 2~4ml 및 불산 1~2ml로 조성된 것이고, 상기 마스킹 시약은 1.0~2.0g의 H3BO3인 것을 특징으로 하는 ICP 분석대상시료의 분해 방법을 제공한다.
The decomposition reagent is composed of 5 to 9 ml of hydrochloric acid, 2 to 4 ml of nitric acid and 1 to 2 ml of hydrofluoric acid, and the masking reagent is 1.0 to 2.0 g of H 3 BO 3 . do.

본 발명의 분해 방법에 의할 경우 기존 분해 시간이 5~6시간 정도 소요되는 분석법에 비해 1~2시간 내로 분해를 완료할 수 있으므로 신속하면서도, ICP 분석시 정확한 분석이 가능한 분석대상시료를 제조하는 것이 가능하다.According to the decomposition method of the present invention, since the decomposition can be completed within 1 to 2 hours as compared with the conventional decomposition method which requires about 5 to 6 hours, it is possible to produce analytical samples that can be analyzed accurately in ICP analysis It is possible.

또한, 마이크로파를 이용하여 가압 및 밀폐된 상태에서 분해를 행하므로 시료, 시약 등의 소실이 없을 뿐만 아니라, 휘발을 방지하여 생산 능률을 향상시키는 효과가 있다.
In addition, decomposition is carried out in a pressurized state and a closed state by using microwaves, so that there is no loss of samples, reagents, etc., and also an effect of preventing volatilization and improving the production efficiency can be obtained.

도 1의 환류냉각장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 마이크로파 시료 분해장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 환류냉각법을 이용하여 분해한 시료의 ICP 분석 결과 및 본 발명의 마이크로파 시료 분해방법을 이용하여 분해한 시료의 ICP 분석 결과를 나타낸 것이다 (그래프 내 y축은 mg/kg 단위를 의미한다).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, [표 2]의 반복실험결과를 시그마 수준으로 나타낸 것이다.
1 is a view showing the reflux cooling apparatus of FIG. 1; FIG.
2 is a view showing a microwave sample decomposing apparatus.
Fig. 3 shows ICP analysis results of a sample decomposed using a reflux cooling method and ICP analysis results of a sample decomposed using a microwave sample decomposition method of the present invention in an embodiment of the present invention (the y-axis in the graph is mg / kg < / RTI > unit).
FIG. 4 is a graph showing the results of repeated experiments in Table 2 in an embodiment of the present invention at a sigma level.

마이크로파(microwave) 시료 분해장치는 주당의 전극 사이에 유도체를 삽입하고 여기에 직류 전류를 가하여 전극 사이에 전계를 만들면 유전체의 분자는 양과 음의 전하를 가진 전기 쌍극자가 된다. 여기에서 전압의 극성을 바꾸어 전계의 방향을 반대로 하면 전기 쌍극자의 방향도 바뀌게 된다. 따라서, 전극간에 매우 빠른 속도로 그 방향이 변화하는 전계(고주파 전계)를 가하면 쌍극자가 되어 있는 반도체의 분자도 같은 속도로 반전하는데, 이 때문에 분자 사이에 마찰열이 일어나 가열되는 것이다. 이때, 생성된 열은 산과 고체 시료의 분해 반응을 촉진시킴으로 소량의 산으로도 분해가 가능하다. 또한, 마이크로파는 300~300,000MHz의 주파수를 갖는 전자기파로 전기장과 자기장으로 구성되고 전기장을 이루는 광자의 에너지는 0.037kcal/mol이며, 분자 결합을 끊을 수 있는 에너지 80~120kcal/mol에 비해 상대적으로 매우 낮으므로 분자 결합의 절단이나 변형없이 분자의 회전 운동으로 인한 다른 분자들 간의 충동이 일어남으로써 물질을 가열시킬 수 있는 에너지를 생산한다.
In the microwave sample decomposition apparatus, when a dielectric is inserted between the electrodes per week and a direct current is applied to the electrodes to create an electric field between the electrodes, the dielectric molecules become electric dipoles having positive and negative charges. Here, if the polarity of the voltage is changed and the direction of the electric field is reversed, the direction of the electric dipole changes. Therefore, when an electric field (high frequency electric field) whose direction changes between the electrodes at a very high speed is applied, the molecules of the semiconducting semiconductor are also reversed at the same speed. At this time, the generated heat promotes the decomposition reaction of the acid and the solid sample, so that it can be decomposed into a small amount of acid. In addition, the microwave is an electromagnetic wave having a frequency of 300 to 300,000 MHz, and is composed of an electric field and a magnetic field. The energy of the photon constituting the electric field is 0.037 kcal / mol, and relative to the energy of 80-120 kcal / Low, producing energy that can heat the material by causing impulse between other molecules due to rotational motion of the molecule without cutting or deforming the molecular bond.

한편, ICP 분석법은 고온의 아르곤 플라즈마 불꽃에 시료 용액을 운반 기체에 실어 토치 중심관으로 에어 분사 상태로 통과시켜 시료 원자를 발광 원소별 스펙트럼 세기에 의해 성분 함량을 측정한다. 이와 같은 ICP 분석을 행하기 위해서는, 고체 상태의 시료를 균일한 액체 상태의 혼합물로 제조할 필요가 있으며, 분석의 신속성 및 정확성의 확보 측면에서 그에 적합한 시료를 제조하는 기술은 중요한 핵심요소인 것이다.
On the other hand, in the ICP analysis method, a sample solution is transferred to a high-temperature argon plasma flame by a carrier gas and passed through a torch center tube in an air jet state to measure the content of the sample atoms by the spectral intensity of each luminous element. In order to perform such ICP analysis, it is necessary to prepare a sample in a solid state in a uniform liquid state, and a technique for preparing a sample suitable for the rapidity and accuracy of analysis is an important key factor.

이에, 본 발명에서는 제철소 매립장 내 토양 중 아연, 니켈, 구리, 납, 카드뮴, 비소 등의 중금속 함량을 ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석법으로 측정하기 위한 시료를 제조함에 있어서, 마이크로파(microwave) 시료 분해장치를 이용하는 한편, 신속하고 정확하게 분석할 수 있는 ICP 분석용 시료를 제조할 수 있는 최적의 분해 방법을 제공함에 기술적 의의가 있다.
Accordingly, in the present invention, in producing a sample for measuring the heavy metal content of zinc, nickel, copper, lead, cadmium, arsenic and the like in soil in a landfill of a steelworks by ICP (inductively coupled plasma) And it is technically significant to provide an optimal decomposition method capable of producing a sample for ICP analysis that can be analyzed quickly and accurately.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에 따른 ICP 분석대상시료의 분해 방법은 다음의 단계로 실시하는 것이 바람직하다.It is preferable that the decomposition method of the ICP analysis sample according to one aspect of the present invention is carried out by the following steps.

a) 1~3g의 ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석대상시료에 분해 시약을 첨가한 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내 시료용기에 장입하는 단계;a) charging an analytical sample solution having a decomposition reagent added to a sample of 1 to 3 g of ICP (inductively coupled plasma) analysis into a sample vessel in a microwave decomposition apparatus;

b) 상기 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 180~230℃, 압력 270~310psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 13~17분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 1차 분해 단계;b) The analytical sample solution is decomposed in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 180 to 230 ° C., a pressure of 270 to 310 psi, a power of 500 to 700 W, a decomposition time of 13 to 17 minutes, Decomposition step;

c) 상기 냉각된 시료용기 내에 마스킹(masking) 시약을 첨가하는 단계; 및c) adding a masking reagent to the cooled sample vessel; And

d) 상기 마스킹 시약을 첨가한 분석시료용액을 다시 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 140~190℃, 압력 80~120psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 10~20분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 2차 분해 단계.
d) The analytical sample solution to which the masking reagent is added is decomposed again in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 140 to 190 DEG C, a pressure of 80 to 120 psi, a power of 500 to 700 W and a decomposition time of 10 to 20 minutes Secondary decomposition step of cooling to room temperature.

보다 구체적으로 설명하면, 먼저 분석대상시료 즉 제철소 매립장 토양 시료를 준비하여, 이것의 1~3g, 보다 바람직하게는 1.5~2.0g 계량한 후, 이 시료가 젖을 정도의 소량의 물로 적신 다음, 분해 시약을 첨가하여 분석시료용액을 제조한다. 그 후, 도 2에 나타낸 마이크로파 시료 분해장치 내의 시료용기(204, 시료분해통)에 상기 분석시료용액을 장입하는 것이 바람직하다.More specifically, first, a sample to be analyzed, that is, a soil sample of a landfill in a steel mill is prepared and weighed 1 to 3 g, more preferably 1.5 to 2.0 g, of the soil sample. The sample is wetted with a small amount of water Reagents are added to prepare analytical sample solutions. Thereafter, it is preferable to load the sample solution for analysis in the sample vessel (sample decomposing cylinder 204) in the microwave sample decomposition apparatus shown in Fig.

상기 분석대상시료는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 비소(As), 납(Pb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중에서 선택된 1 종 이상의 중금속을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 토양 시료는 채걸음(일 예로, 0.15mm 크기, 100메쉬)으로 거른 것을 선별하여 사용하는 것이 바람직하다.The sample to be analyzed preferably contains at least one heavy metal selected from zinc (Zn), cadmium (Cd), arsenic (As), lead (Pb), copper (Cu) and nickel (Ni) In addition, it is preferable that the soil sample is selected by using a sample which has been sieved in a stepwise manner (for example, 0.15 mm size, 100 mesh).

상기 분해 시약은 염산 5~9ml, 질산 2~4ml 및 불산 1~2ml로 조성된 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 상기 염산과 질산은 각각 6~8ml, 2.5~3ml로 포함할 수 있다. 위와 같이 조성된 분해 시약은 상기 시료 중량 대비 1.5~4.0배에 해당하는 중량으로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 첨가되는 분해 시약의 중량이 적으면 (시료 중량 대비 1.5배 미만) 상기 시료가 충분히 분해되지 못할 우려가 있으며, 반면 그 중량이 과다하면 (시료 중량 대비 4.0배 초과) 시료용기 내 압력 상승으로 인하여 분해 과정에서 시료용기가 터질 위험이 있다.
The decomposition reagent preferably comprises 5 to 9 ml of hydrochloric acid, 2 to 4 ml of nitric acid, and 1 to 2 ml of hydrofluoric acid, and more preferably 6 to 8 ml and 2.5 to 3 ml of hydrochloric acid and nitric acid, respectively. It is preferable that the decomposition reagent prepared as above is added at a weight corresponding to 1.5 to 4.0 times the weight of the sample. If the weight of the decomposition reagent to be added is small (less than 1.5 times the weight of the sample), the sample may not be sufficiently decomposed. If the weight of the decomposition reagent is too large (more than 4.0 times the weight of the sample) There is a risk that the sample vessel may explode during the decomposition process.

상기에 따라 제조된 분석시료용액이 장입된 시료용기의 상부 덮개(203)를 덮은 후, 하부 보호틀(205)을 장착한 다음, 이것을 베슬(vessel) 가열판(206)에 장착하는 것이 바람직하다. It is preferable to cover the upper lid 203 of the sample container loaded with the analytical sample solution prepared as described above and then mount the lower protective frame 205 on the vessel heating plate 206.

이후, 분해온도 180~230℃, 압력 270~310psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 13~17분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 200~220℃의 분해온도, 280~300psi의 압력, 550~650W의 파워로 14~15분 동안 분해하는 것이 유리하다.
Thereafter, it is preferable to decompose at a decomposition temperature of 180 to 230 deg. C, a pressure of 270 to 310 psi, a power of 500 to 700 W and a decomposition time of 13 to 17 minutes, and then cooled to room temperature. More preferably, it is advantageous to decompose at a decomposition temperature of 200 to 220 DEG C, a pressure of 280 to 300 psi, and a power of 550 to 650 W for 14 to 15 minutes.

상기 분해를 완료한 후 냉각된 시료용기 내에 마스킹(masking) 시약을 첨가하는 것이 바람직하다.After completion of the decomposition, it is preferable to add a masking reagent in the cooled sample container.

상기 마스킹 시약은 H3BO3인 것이 바람직하며, 1.0~2.0g 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 마스킹 시약으로 H3BO3을 사용하는 것은 분해 시약 중 불산(HF)에 의한 유도결합플라즈마 노즐 등의 손상을 방지하기 위한 것으로, 분해 후 잔류하는 불산(HF)은 유리재질의 ICP 노즐과 반응하므로, 이를 방지하기 위해 H3BO3을 첨가하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 H3BO3은 [4HF + H3BO3 → HBF4 + 3H2O]로 반응하므로 위 노즐의 손상을 방지할 수 있는 것이다.The masking reagent is preferably H 3 BO 3 , preferably 1.0 to 2.0 g. The use of H 3 BO 3 as the masking reagent is intended to prevent damage to inductively coupled plasma nozzles and the like caused by hydrofluoric acid (HF) in the decomposition reagent. HF remaining after decomposition is reacted with a glass ICP nozzle Therefore, it is preferable to add H 3 BO 3 in order to prevent this. Specifically, the H 3 BO 3 reacts with [4HF + H 3 BO 3 → HBF 4 + 3H 2 O], so that damage to the upper nozzle can be prevented.

이러한, 본 발명의 상기 마스킹 시약은 상기 분해 시약 중 불산 중량 대비(시약의 중량/불산의 중량) 1.6~3.5배에 해당하는 중량으로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 마스킹 시약의 첨가량이 너무 적으면 유도결합플라즈마의 노즐이 손상되는 문제가 있으며, 반면 그 첨가량이 너무 과도하면 시료 분해액에 염이 석출될 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
The masking reagent of the present invention is preferably added at a weight corresponding to 1.6 to 3.5 times the weight of hydrofluoric acid (weight of reagent / weight of hydrofluoric acid) in the decomposition reagent. If the amount of the masking reagent is too small, the nozzle of the inductively coupled plasma may be damaged. If the amount of the masking reagent is too large, salt may be precipitated in the sample decomposition solution.

이후, 상기 마스킹 시약을 첨가한 시료용기를 다시 마이크로파 분해장치 내 베슬(vessel) 가열판에 장착한 후 분해온도 140~190℃, 압력 80~120psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 10~20분의 조건으로 분해한 후 50℃ 이하, 바람직하게는 상온까지 냉각하는 것이 바람직하다.Thereafter, the sample container to which the masking reagent was added was mounted on a vessel heating plate in a microwave digestion apparatus, and then decomposed at a temperature of 140 to 190 ° C., a pressure of 80 to 120 psi, a power of 500 to 700 W, Min, and then cooled to 50 DEG C or lower, preferably to room temperature.

보다 바람직하게는 160~180℃의 분해온도, 90~110psi의 압력, 550~650W의 파워로 14~15분 동안 분해하는 것이 유리하다.Deg.] C, more preferably a decomposition temperature of 160 to 180 [deg.] C, a pressure of 90 to 110 psi, and a power of 550 to 650 W for 14 to 15 minutes.

상기 분해온도 및 압력을 1차 분해시 보다 낮게 제어하는 것은, 상기 1차 분해시 미 분해된 것을 분해하면서, 상술한 붕산(H3BO3)과 불산(HF)과의 반응을 유도하기 위함이다.
The reason for controlling the decomposition temperature and pressure to be lower than that in the first decomposition is to induce the reaction between the boric acid (H 3 BO 3 ) and the hydrofluoric acid (HF) while decomposing the undissolved product in the first decomposition .

상기 냉각을 완료하는 것으로부터 ICP 분석대상시료가 제조되며, 이러한 ICP 분석대상시료 구체적으로는 냉각된 분해용액을 유도결합플라즈마 RF-POWER를 이용하여 성분 분석을 행할 수 있다.From the completion of the cooling, a sample to be subjected to ICP analysis is prepared. Specifically, the ICP analysis target sample, specifically, the cooled decomposition solution, can be analyzed using inductively coupled plasma RF-POWER.

일 예로, 위 분해용액을 폴리프로필렌 용기에 장입한 후, 시료 주입량 1.0ml/min, 적분시간 40초로 설정한 상태에서 1200W의 파워로 ICP 분석을 실시할 수 있다.
For example, ICP analysis can be performed at a power of 1200 W under the condition that the above digestion solution is charged in a polypropylene container, and the sample injection amount is set at 1.0 ml / min and the integration time is set at 40 seconds.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(( 실시예Example ))

중금속이 함유된 제철소 매립장 내 토양을 1~3g 준비한 후, 염산 6~8ml, 질산 3ml 및 불산 1ml로 조성된 분해 시약을 첨가하여 분석시료용액을 제조하였다. 이후, 상기 분석시료용액을 시료용기에 장입한 후, 상기 시료용기를 마이크로파 분석장치에 장착하여 1차 분해를 실시하였다. 상기 1차 분해 후 시료용기 내에 2g의 H3BO3를 첨가한 후 다시 시료용기를 마이크로파 분석장치에 장착하여 2차 분해를 실시하였다.1 ~ 3g of soil in a steel mill landfill containing heavy metals was prepared, and then an analysis sample solution was prepared by adding 6 ~ 8 ml of hydrochloric acid, 3 ml of nitric acid and 1 ml of hydrofluoric acid. Thereafter, the analytical sample solution was charged into a sample vessel, and then the sample vessel was attached to a microwave analysis apparatus and primary decomposition was performed. After 2 g of H 3 BO 3 was added to the sample vessel after the primary decomposition, the sample vessel was placed in the microwave analysis apparatus and subjected to secondary decomposition.

이때, 상기 1차 분해는 210℃의 온도, 290psi의 압력, 600의 POWER로 15분 동안 실시하였으며, 상기 2차 분해는 170℃의 온도, 100psi의 압력, 600의 POWER로 15분 동안 실시하였다.The primary decomposition was performed at a temperature of 210 DEG C, a pressure of 290 psi, and a power of 600 for 15 minutes. The secondary decomposition was conducted at a temperature of 170 DEG C, a pressure of 100 psi, and a power of 600 for 15 minutes.

이후, 2차 분해까지 완료하여 얻은 분해액을 250ml의 폴리프로필렌 용기에 옮긴 후. 유도결합플라즈마 RF-POWER 1200W, 시료 주입량 1.0 mL/min 적분시간 40 초로 ICP 분석을 실시하였다.
After completion of the second decomposition, the decomposed liquid obtained is transferred into a 250 ml polypropylene container. ICP analysis was performed with inductively coupled plasma RF-POWER 1200W, sample injection amount 1.0 mL / min, integration time 40 seconds.

비교를 위해, 종래 환류냉각법에 의한 분석 시료를 제조한 후, 동일 조건에서 ICP 분석을 실시하였다.
For comparison, an analytical sample was prepared by a conventional reflux cooling method, and ICP analysis was performed under the same conditions.

상기 ICP 분석 후 각 금속(중금속)별 측정 결과를 하기 표 1과 도 3에 나타내었다.
The measurement results of each metal (heavy metal) after the ICP analysis are shown in Table 1 and FIG.

중금속 종류
Heavy metal type
분해 방법Decomposition method
환류냉각방법Reflux cooling method 마이크로파 분해방법Microwave decomposition method 아연(Zn)Zinc (Zn) 738738 745745 카드뮴(Cd)Cadmium (Cd) 1.5121.512 1.5061.506 납(Pb)Lead (Pb) 107107 106106 니켈(Ni)Nickel (Ni) 24.824.8 25.525.5 비소(As)Arsenic (As) 32.632.6 33.333.3 구리(Cu)Copper (Cu) 84.684.6 85.185.1

(상기 표 1에서 수치 단위는 mg/kg이다.)
(The numerical unit in Table 1 is mg / kg).

하기 표 2는 본 발명의 마이크로파 시료 분해방법을 이용하여 상기와 동일한 조건으로 분해 후 ICP 분석 결과를 나타낸 것으로, 동일 조건에서 10회 반복실시한 결과를 나타낸 것이다.
Table 2 shows the results of ICP analysis after decomposition under the same conditions as above using the microwave sample decomposition method of the present invention.

실시번호Conduct No. 아연(Zn)Zinc (Zn) 카드뮴(Cd)Cadmium (Cd) 구리(Cu)Copper (Cu) 납(Pb)Lead (Pb) 니켈(Ni)Nickel (Ni) 비소(As)Arsenic (As) 1One 785785 1.551.55 89.289.2 112112 25.725.7 33.833.8 22 752752 1.491.49 88.788.7 107107 25.925.9 35.135.1 33 739739 1.531.53 81.681.6 102102 26.826.8 32.632.6 44 772772 1.541.54 83.583.5 109109 27.227.2 33.833.8 55 726726 1.611.61 87.987.9 101101 23.523.5 32.732.7 66 735735 1.521.52 89.589.5 104104 25.825.8 35.135.1 77 718718 1.461.46 82.682.6 116116 24.524.5 31.931.9 88 754754 1.501.50 81.881.8 102102 26.826.8 32.432.4 99 739739 1.391.39 83.783.7 105105 24.824.8 32.832.8 1010 728728 1.471.47 82.982.9 107107 23.923.9 32.832.8 평균치Average 744.8744.8 1.5061.506 85.1485.14 106.5106.5 25.4925.49 33.333.3 표준편차Standard Deviation 21.10721.107 0.0590.059 3.2613.261 4.7904.790 1.2741.274 1.1111.111 CV(%)CV (%) 2.832.83 3.953.95 3.833.83 4.504.50 5.005.00 3.343.34

(상기 표 2에서 수치 단위는 mg/kg이다.)
(In Table 2, the numerical unit is mg / kg).

상기 표 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 마이크로파 시료 분해방법을 통해 제조된 ICP 분석대상시료를 이용하여 ICP 분석을 반복할 경우, 변동계수(CV, Coefficient of Variation)가 5.00 이하로 재현성이 우수함을 확인할 수 있다.
As shown in Table 2 and FIG. 4, when the ICP analysis was repeated using the ICP analysis sample prepared by the microwave sample decomposition method of the present invention, the CV (Coefficient of Variation) Can be confirmed.

1...환류냉각장치
20...마이크로웨이브 시료 분해장치
200...화면창 201...입력장치
202...텐테이블 203...상부덮개
204...시료분해통 205...보호틀
206...베슬 가열판 207...베슬(vessel)
1 ... Reflux cooling system
20 ... Microwave sample decomposition device
200 ... screen window 201 ... input device
202 ... Tentable 203 ... Top cover
204 ... sample decomposing cylinder 205 ... protective frame
206 ... Vessel hot plate 207 ... vessel

Claims (4)

a) 1~3g의 ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석대상시료에 분해 시약을 첨가한 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내 시료용기에 장입하는 단계;
b) 상기 분석시료용액을 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 180~230℃, 압력 270~310psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 13~17분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 1차 분해 단계;
c) 상기 냉각된 시료용기 내에 마스킹(masking) 시약을 첨가하는 단계; 및
d) 상기 마스킹 시약을 첨가한 분석시료용액을 다시 마이크로파 분해장치 내에서 분해온도 140~190℃, 압력 80~120psi, 파워(power) 500~700W, 분해시간 10~20분의 조건으로 분해한 후 상온까지 냉각하는 2차 분해 단계를 포함하고,
상기 분해 시약은 염산 5~9ml, 질산 2~4ml 및 불산 1~2ml로 조성된 것이고, 상기 마스킹 시약은 1.0~2.0g의 H3BO3이며, 상기 마스킹 시약은 상기 분해 시약 중 불산 중량 대비 1.6~3.5배(시약의 중량/불산의 중량)로 첨가하는 것을 특징으로 하는 ICP 분석대상시료의 분해 방법.
a) charging an analytical sample solution having a decomposition reagent added to a sample of 1 to 3 g of ICP (inductively coupled plasma) analysis into a sample vessel in a microwave decomposition apparatus;
b) The analytical sample solution is decomposed in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 180 to 230 ° C., a pressure of 270 to 310 psi, a power of 500 to 700 W, a decomposition time of 13 to 17 minutes, Decomposition step;
c) adding a masking reagent to the cooled sample vessel; And
d) The analytical sample solution to which the masking reagent is added is decomposed again in a microwave decomposition apparatus at a decomposition temperature of 140 to 190 DEG C, a pressure of 80 to 120 psi, a power of 500 to 700 W and a decomposition time of 10 to 20 minutes And a second decomposition step of cooling to room temperature,
The decomposition reagent is composed of 5 to 9 ml of hydrochloric acid, 2 to 4 ml of nitric acid and 1 to 2 ml of hydrofluoric acid, the masking reagent is 1.0 to 2.0 g of H 3 BO 3 , and the masking reagent is 1.6 To 3.5 times (weight of reagent / weight of hydrofluoric acid).
제 1항에 있어서,
상기 분해 시약은 상기 분석대상시료 중량 대비 1.5~4.0배(시약의 중량/시료의 중량)로 첨가하는 것인 ICP 분석대상시료의 분해 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the decomposition reagent is added at a rate of 1.5 to 4.0 times (weight of the reagent / sample weight) relative to the weight of the sample to be analyzed.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 a) 단계의 ICP 분석대상시료는 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 비소(As), 납(Pb), 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중에서 선택된 1 종 이상의 중금속을 포함하는 토양 시료인 것인 ICP 분석대상시료의 분해 방법.
The method according to claim 1,
The ICP analysis sample in the step a) is a soil sample containing at least one heavy metal selected from zinc (Zn), cadmium (Cd), arsenic (As), lead (Pb), copper (Cu) and nickel Of the ICP target.
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