🌿 Metale ciężkie w glebie (ICP-OES)

Środowisko PN-EN ISO 11885

Przegląd

STATUS (stan na 02.11.2026). PN-EN ISO 11885:2009 — wersja angielska (tytuł polski w katalogu PKN: „Jakość wody — Oznaczanie wybranych pierwiastków metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES)”), opublikowana 23.07.2009, wprowadza EN ISO 11885:2009 i ISO 11885:2007 [IDT]; zastąpiła PN-EN ISO 11885:2001 (wersję polską). Karta nie ma adnotacji o wycofaniu — norma aktualna. To norma pomiaru w roztworze; roztwarzanie gleby opisuje osobna norma: w rozporządzeniu — PN-ISO 11466:2002 „Jakość gleby — Ekstrakcja pierwiastków śladowych rozpuszczalnych w wodzie królewskiej” (wprowadza ISO 11466:1995 [IDT]; wycofana 21.11.2023, karta nie wskazuje następczyni; samą ISO 11466:1995 wycofano 2.08.2022). Roztwarzanie gleby, osadów i odpadów wodą królewską opisuje dziś ISO 54321:2020 „Soil, treated biowaste, sludge and waste — Digestion of aqua regia soluble fractions of elements”, przyjęta przez CEN jako EN ISO 54321:2021 (zastąpiła EN 13657:2002), a przez PKN jako PN-EN ISO 54321:2021-07 — wersja angielska, tytuł polski „Gleba, uzdatnione bioodpady, osady ściekowe oraz odpady — Roztwarzanie frakcji pierwiastków rozpuszczalnych w wodzie królewskiej”, opublikowana 2.07.2021.

ZAKRES POMIARU (PN-EN ISO 11885, rozdz. 1). Pierwiastki rozpuszczone, związane z cząstkami i ich zawartość ogólna w różnych rodzajach wód dla 35 pierwiastków: glinu, antymonu, arsenu, baru, berylu, bizmutu, boru, kadmu, wapnia, chromu, kobaltu, miedzi, galu, indu, żelaza, ołowiu, litu, magnezu, manganu, molibdenu, niklu, fosforu, potasu, selenu, krzemu, srebra, sodu, strontu, siarki, cyny, tytanu, wolframu, wanadu, cynku i cyrkonu — rtęci na liście nie ma. Z uwzględnieniem zakłóceń te same pierwiastki można oznaczać w roztworach po mineralizacji wody, osadów ściekowych i osadów dennych. Zakres można rozszerzyć na inne matryce, jeśli wykaże się, że dodatkowe zakłócenia starannie uwzględniono i skorygowano — przydatność do celu wykazuje użytkownik. Roztwór z gleby jest taką inną matrycą.

ROZTWARZANIE WODĄ KRÓLEWSKĄ (ISO 54321:2020). Norma opisuje roztwarzanie gleby, uzdatnionych bioodpadów, osadów i odpadów wodą królewską na trzy sposoby: A1 — ogrzewanie pod chłodnicą zwrotną przez (120 ± 10) min, A2 — blok grzejny w (105 ± 5) °C przez (120 + 10) min, B — mikrofale w zamkniętym naczyniu w (175 ± 5) °C przez (10 ± 1) min; po każdym następuje sączenie albo wirowanie (rozdz. 4). Woda królewska nie zawsze rozkłada próbkę całkowicie: oznaczone stężenia odpowiadają frakcji rozpuszczalnej w wodzie królewskiej w warunkach badania, nie zawsze zawartości całkowitej — dla celów ochrony środowiska uznaje się je za odpowiednie (rozdz. 1). W porównaniu z ISO 11466, która wymagała 16 h oczekiwania po dodaniu kwasów, ogrzewanie zaczyna się, gdy ustanie pierwsza gwałtowna reakcja — w walidacji różnica między 2 h a 16 h oczekiwania była pomijalna (wprowadzenie).

PRZEPISY. Ocena zanieczyszczenia powierzchni ziemi — rozporządzenie Ministra Środowiska z 1.09.2016 r. (Dz.U. 2016 poz. 1395; obowiązujące, zmienione rozporządzeniem Ministra Klimatu i Środowiska z 31.10.2024 r., Dz.U. 2024 poz. 1657). Załącznik nr 3 pkt 4 podaje dla arsenu, baru, chromu, cyny, cynku, kadmu, kobaltu, miedzi, molibdenu, niklu i ołowiu metodykę referencyjną ICP-OES: procedurę badawczą na podstawie PN-ISO 11466 i PN-EN ISO 11885 (PN-ISO 11466 jest od 21.11.2023 wycofana); rtęć oznacza się tam inną techniką — zimnych par (PN-ISO 16772) albo amalgamacji. Dopuszczalne zawartości w glebie (0–0,25 m, mg/kg suchej masy części ziemistych ≤ 2 mm wysuszonych w 105 °C) podaje załącznik nr 1 w brzmieniu stosowanym od 15.05.2025, np. ołów: grupa I 200, grupa IV 600; kadm: grupa I 2, grupa IV 15. Do grupy I należą m.in. tereny mieszkaniowe, do grupy IV — m.in. tereny przemysłowe, użytki kopalne i tereny komunikacyjne (§ 3).

CZEGO TU NIE PODAJEMY. Z PN-EN ISO 11885 dostępne są rozdz. 1–4 i początek rozdz. 5 (tablica 1 do kobaltu); zakłócenia, odczynniki, aparatura, procedura i wyrażanie wyników (rozdz. 6–11) oraz dane precyzji są poza tym tekstem — nie podajemy stężeń wzorców, punktów kalibracji ani częstości kontroli. Z ISO 54321 dostępny jest tekst do początku rozdz. 9 — nie podajemy danych precyzji z załączników A–B, które są poza nim; tekstu PN-ISO 11466 nie czytaliśmy.

Zasada metody

Próbkę gleby — frakcję ziemistą ≤ 2 mm — roztwarza się wodą królewską, czyli kwasem solnym i azotowym w stosunku objętościowym 3 : 1, pod chłodnicą zwrotną, w bloku grzejnym albo w zamkniętym naczyniu w laboratoryjnym systemie mikrofalowym; roztwór po przesączeniu albo odwirowaniu i uzupełnieniu do objętości analizuje się techniką ICP-OES (ISO 54321, rozdz. 4 i 8).

W pomiarze roztwór rozpyla się, aerozol trafia do palnika plazmowego, a pierwiastki są wzbudzane w plazmie wzbudzanej indukcyjnie prądem wysokiej częstotliwości; widma rozszczepia spektrometr siatkowy, natężenie linii mierzy detektor, a tło koryguje się odpowiednią techniką (PN-EN ISO 11885, rozdz. 4).

Zastosowania

• Ocena zanieczyszczenia powierzchni ziemi — metale i metaloid w glebie i ziemi (rozporządzenie Ministra Środowiska z 1.09.2016, Dz.U. 2016 poz. 1395, zał. nr 3 pkt 4)
• Porównanie wyników z dopuszczalnymi zawartościami dla grup i podgrup gruntów (zał. nr 1 w brzmieniu z Dz.U. 2024 poz. 1657)
• Roztwory po roztworzeniu wodą królewską gleby, uzdatnionych bioodpadów, osadów i odpadów (ISO 54321, rozdz. 1) — przy matrycach spoza zakresu PN-EN ISO 11885 po wykazaniu, że uwzględniono zakłócenia

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 11885:2009

Tytuł (PL)

Jakość wody — Oznaczanie wybranych pierwiastków metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES)

Title (EN)

Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES)

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie próbki

   Wstępne przygotowanie gleby np. według ISO 11464 i oznaczenie suchej masy (ISO 54321, 8.1); analizuje się frakcję ziemistą ≤ 2 mm, a wynik odnosi do suchej masy wysuszonej w 105 °C (rozporządzenie, zał. nr 1, objaśnienie 1).

2. Ślepa próba

   Równolegle roztwarzanie bez próbki, z tymi samymi ilościami odczynników; dopuszczalne granice ustala laboratorium (ISO 54321, 8.2).

3. Roztwarzanie — metoda A1

   Około 3 g próbki z dokładnością 0,001 g, zwilżenie 0,5–1,0 ml wody, (21,0 ± 0,1) ml HCl i (7,0 ± 0,1) ml HNO₃; naczynie absorpcyjne z około 15 ml HNO₃ 0,5 mol/l; odstawienie do niemal całkowitego ustania burzenia, ogrzewanie pod chłodnicą zwrotną przez 2 h, przepłukanie 10 ml HNO₃ 0,5 mol/l i uzupełnienie do kreski; 30 ml wody królewskiej wystarcza na utlenienie około 0,5 g węgla organicznego (ISO 54321, 8.3.1).

4. Roztwarzanie — metody A2 i B

   A2: najwyżej 2 g próbki (zwykle 0,5–1 g) z najwyżej 0,15 g węgla organicznego, (6,0 + 0,1) ml HCl i (2,0 + 0,1) ml HNO₃, blok grzejny (105 ± 5) °C przez (120 + 10) min; B: tyle samo próbki, (6 ± 0,1) ml HCl i (2 ± 0,1) ml HNO₃ w zamkniętym naczyniu, ogrzewanie z szybkością około 10–15 °C/min do (175 ± 5) °C i (10 ± 1) min w tej temperaturze; w obu metodach na każde dodatkowe 0,1 g węgla organicznego 1 ml stężonego HNO₃ więcej; potem sączenie albo wirowanie (ISO 54321, rozdz. 4, 8.3.2, 8.4).

5. Pomiar ICP-OES

   Wybór linii według tablicy 1 PN-EN ISO 11885 z uwzględnieniem zakłóceń spektralnych; kalibracja ze ślepą próbą kalibracyjną, sprawdzenie niezależnym roztworem i kontrola dryftu; korekcja tła (rozdz. 4–5, p. 3.4–3.8).

6. Wynik

   Zawartość pierwiastka rozpuszczalnego w wodzie królewskiej w mg/kg suchej masy; przy ocenie zanieczyszczenia — porównanie z wartością z zał. nr 1 rozporządzenia dla grupy gruntów.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma roztwarzania ostrzega: część odczynników jest silnie żrąca i bardzo toksyczna, a praca przebiega w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem — tylko laboratoryjny system mikrofalowy (nie kuchenka domowa), praca pod wyciągiem, naczyń pod ciśnieniem nie otwiera się przed ostygnięciem (ISO 54321, ostrzeżenie)
• Silne utleniacze z próbkami bogatymi w materię organiczną mogą tworzyć wybuchowe produkty pośrednie (ISO 54321, ostrzeżenie)

Najczęstsze pytania