李 萍

（陜西省商洛水文水資源勘測(cè)局，陜西 商洛 726000）

0 引言

精密度偏性試驗(yàn)是全面評(píng)定所選標(biāo)準(zhǔn)分析方法的準(zhǔn)確度與精密度的有效方法。精密度試驗(yàn)是根據(jù)不同方法測(cè)定上限，選取線性范圍內(nèi)代表不同濃度范圍的5 批樣品，試驗(yàn)檢測(cè)人員應(yīng)用某一分析方法進(jìn)行連續(xù)6 天的檢測(cè)所得到的數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法求出并比較批間變異與批內(nèi)變異，以此為依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量與誤差來源進(jìn)行分析。偏性試驗(yàn)是對(duì)檢測(cè)方法的系統(tǒng)誤差進(jìn)行檢查，通過加標(biāo)回收試驗(yàn)計(jì)算出回收率，與理論值進(jìn)行比較，來評(píng)估檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性。通過精密度試驗(yàn)全面評(píng)價(jià)檢測(cè)方法的誤差，查找原因，應(yīng)用合理的質(zhì)控措施控制誤差使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)允許范圍。本次開展連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定氰化物精密度偏性試驗(yàn)，嚴(yán)格按照連續(xù)流動(dòng)- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法（SXSHJ/ZB 002-2015)要求，嚴(yán)格控制環(huán)境、儀器條件進(jìn)行試驗(yàn)，并在該實(shí)驗(yàn)的過程中，探索到了許多檢測(cè)需要注意的細(xì)節(jié)，通過改進(jìn)這些細(xì)節(jié)，使氰化物的檢測(cè)方法在使用過程中能出具更有效與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度與精密度。

1 原理

根據(jù)《檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評(píng)價(jià)- 檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)通用要求》（RBT 214-2017） 和 《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 219-2013）及水利部《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制考核與比對(duì)試驗(yàn)實(shí)施辦法》（2015 年修訂版）的要求，即通過測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，以確定方法靈敏度及線性范圍，一般要求相關(guān)系數(shù)r≥0.999；收集試驗(yàn)中的空白值，由空白批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算分析方法的檢出限，要求計(jì)算出的檢出限小于或等于方法規(guī)定檢出限；測(cè)定加標(biāo)回收率，檢查水樣中是否存在能改變分析靈敏度而不影響精密度的組分；比較各組溶液測(cè)定結(jié)果的批內(nèi)變異和批間變異，檢驗(yàn)變異的顯著性；對(duì)各組溶液測(cè)定結(jié)果的總標(biāo)準(zhǔn)差與各相應(yīng)濃度的5%或檢出限進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)分析方法的適應(yīng)性和檢查操作人員對(duì)分析方法的熟練程度。也就是做精密度偏性實(shí)驗(yàn)。

本精密度偏性試驗(yàn)主要是查找連續(xù)流動(dòng)- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法檢測(cè)氰化物過程中影響因素，通過6 批次分析代表不同濃度的5 種樣品，求出批內(nèi)與批間變異，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行變異顯著性檢驗(yàn)（F 檢驗(yàn)），對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和誤差來源進(jìn)行系統(tǒng)分析，檢查方法系統(tǒng)誤差，用加標(biāo)試驗(yàn)求得的回收率與理論值比較，以評(píng)估方法的準(zhǔn)確度，通過對(duì)空白的測(cè)定，以確定本實(shí)驗(yàn)室檢出限和標(biāo)準(zhǔn)檢出限是否一致。進(jìn)而對(duì)連續(xù)流動(dòng)- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法的適用性和檢測(cè)人員的技術(shù)水平進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。

2 試驗(yàn)過程

2.1 儀器

陜西省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心商洛分中心成立于1999 年，總面積200 余m2，現(xiàn)配備有連續(xù)流動(dòng)分析儀、原子分光光度計(jì)、原子熒光光度計(jì)、紫外測(cè)油儀、COD 快速測(cè)定儀等設(shè)備，承擔(dān)商洛市水功能區(qū)、水源地、省界斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)，水污染調(diào)查、突發(fā)水污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)及城鄉(xiāng)供水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)等任務(wù)。本次實(shí)驗(yàn)使用荷蘭SKALAR 公司生產(chǎn)SAN++連續(xù)流動(dòng)分析儀對(duì)氰化物進(jìn)行精密度進(jìn)行測(cè)定。

2.2 試劑

實(shí)驗(yàn)用水均為超純水；檸檬酸、NaOH、氯胺-T、1,3 二甲基巴比妥酸、異煙酸、鄰苯二甲酸氫鉀均為國藥試劑廠生產(chǎn)的分析純?cè)噭?；所用?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均為環(huán)保部標(biāo)樣所生產(chǎn)；所有試劑的配制均嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的及溶液配制

1）標(biāo)準(zhǔn)曲線：取 1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、8.00 mL、10.00 mL的1 mg/L 氰化物儲(chǔ)備液，用0.01 mol/L 的NaOH 溶液稀釋至100 mL，其濃度分別為 0.010 mg/L、0.020 mg/L、0.040 mg/L、0.080 mg/L、0.100 mg/L。

2）空白溶液：用超純水，要求平行測(cè)定的相對(duì)偏差50%。

3）標(biāo)準(zhǔn)溶液：用環(huán)保部標(biāo)樣所 50 mg/L，取 0.1C、0.9C(C 為標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)定上限）做平行測(cè)定。

4）天然水樣：要求氰化物不能為未檢出，因天然水樣中基本不含氰化物，因此配制具有一定濃度的含氰水樣，待其穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)定，本次天然水樣采自丹江麻街水文站監(jiān)測(cè)斷面。

5）加標(biāo)天然水樣：對(duì)配制好的模擬天然水樣進(jìn)行加標(biāo)，使其濃度高于原天然水樣，但不能超過0.9C。

6）標(biāo)樣：環(huán)保部標(biāo)樣所生產(chǎn)的標(biāo)樣，真值0.0346 mg/L±0.0029 mg/L。

2.4 樣品的測(cè)定

將配制好的標(biāo)準(zhǔn)按順序放置試樣于樣品盤中，并將2）～5）中的試劑取雙份作為平行放按時(shí)順序置于樣品盤中，開水浴并保持在10℃，壓下空氣泵拉環(huán)，開反應(yīng)池主機(jī)，壓下蠕動(dòng)泵蓋，通入取樣器沖洗液，通入試劑，打開取樣器，走基線，編輯表格，基線穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)定。每天重復(fù)上述測(cè)定一次，連續(xù)測(cè)定6 d。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)儀器的測(cè)定結(jié)果，氰化物標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程是y=0.8540x+0.0009，標(biāo)準(zhǔn)曲線截距a=0.0009、斜率b=0.8540。相關(guān)系數(shù)r2=0.9999。

圖1 氰化物標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2 檢出限

檢出限L 使用空白的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差（Swb）進(jìn)行計(jì)算,要求本試驗(yàn)的檢出限L 必須小于或等于方法檢出限（連續(xù)流動(dòng)- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法的方法檢出限為0.002 mg/L)。計(jì)算公式如下：

式中：Swb為空白平行的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差；x 為單樣測(cè)定值；X 為每批次測(cè)定值之和；m 為測(cè)定批數(shù)；n 為每批所測(cè)平行數(shù)；L 為檢出限；f 為批內(nèi)自由度f=m（n-1）；tf為顯著性水平為0.05（單測(cè)）、自由度為f 的 t 值，當(dāng) m=6，n=2 時(shí)，由t 表查得tf=1.943。

根據(jù)上述公式，求得檢出限為0.0001 mg/L，小于方法檢出限0.002 mg/L，由此可判斷儀器的噪聲、環(huán)境條件、操作過程、試劑中的雜質(zhì)含量均符合要求。

3.3 加標(biāo)回收率

試驗(yàn)所得加標(biāo)回收率與理論值進(jìn)行比較，來評(píng)估檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度，水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范對(duì)異煙酸- 巴比妥酸分光光度法測(cè)定氰化物含量0.05 mg/L～0.5 mg/L 的回收率要求為90%～110%，回收率的計(jì)算公式如下：

通過上述公式，求得本試驗(yàn)的回收率為100%，在90%～110%的范圍內(nèi)。

3.4 各濃度溶液的平均值X 與標(biāo)準(zhǔn)差S

標(biāo)準(zhǔn)差以及總平均值計(jì)算公式如下：

式中：S 為標(biāo)準(zhǔn)差；x 為測(cè)定值；x 為總平均值；n 為所做樣品個(gè)數(shù)。

表1 各濃度溶液的測(cè)定值、平均值及與標(biāo)準(zhǔn)差

由各種溶液測(cè)定濃度，計(jì)算出其標(biāo)平均值，再計(jì)算出準(zhǔn)差標(biāo)（見表1），根據(jù)水利部《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制考核與比對(duì)試驗(yàn)實(shí)施辦法》（2015 年修訂版）的要求，總標(biāo)準(zhǔn)差小于被測(cè)濃度的5%可以接受，當(dāng)5%濃度低于方法給定的檢測(cè)限時(shí)，即用檢測(cè)限作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。由于0.1C 小于檢出限的5%，因此用檢出限衡量，S（0.1C）＜0.002；對(duì)于其他濃度S 均小于最大檢出限的5%。

表2 批內(nèi)、批間變異、總變異及總標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算結(jié)果表

3.5 各溶液的批內(nèi)、批間變異評(píng)價(jià)及其總標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算

計(jì)算0.1C、0.9C、天然水樣、加標(biāo)天然水樣以及標(biāo)樣的批內(nèi)與批間變異，來判定檢測(cè)方法的精密度。通過計(jì)算變異性檢驗(yàn)F 值（F=b/a)。若 F＜F0.5，則表明批內(nèi)、批間變異不顯著，批內(nèi)變異可以作為總變異的代表值；若F＞F0.01，則表明批內(nèi)、批間變異顯著，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受到試劑、環(huán)境、檢測(cè)人員等的影響；若F0.05＜F＜F0.01，則表明變異顯著證據(jù)不足，應(yīng)查找原因并改進(jìn)后重新完成精密度試驗(yàn)。由表2 可見，F(xiàn) 值均小于F0.05（F0.05=4.39，F(xiàn)0.01=8.75）。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

本次精密度偏性試驗(yàn)中，相關(guān)系數(shù)為0.9999，大于0.999；檢出限為0.0001 mg/L，小于方法檢出限0.002 mg/L；平均加標(biāo)回收率為100%，介于90%～110%之間；0.1C 的標(biāo)準(zhǔn)偏差S 小于0.002，其他濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差S 均小于最大檢出限的5%；所有濃度點(diǎn)的F 值均小于F0.05（F0.05=4.39，F(xiàn)0.01=8.75），測(cè)定樣品結(jié)果穩(wěn)定可靠，可以得到可信度高的水質(zhì)樣品測(cè)定結(jié)果。

本次精密度偏性試驗(yàn)說明本實(shí)驗(yàn)室對(duì)氰化物空白、低濃度、中濃度、高濃度的測(cè)定均在允許偏差范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（溫度、濕度）均達(dá)到要求，該分析方法在商洛水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中運(yùn)行穩(wěn)定，檢測(cè)人員水平合格，可應(yīng)用于地下水、地表水、生活污水中的氰化物含量的測(cè)定。

4.2 建議

本次氰化物精密度偏性實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)結(jié)果參數(shù)均符合方法要求，但在日常分析過程中發(fā)現(xiàn)，用連續(xù)流動(dòng)- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法對(duì)氰化物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，建議注意以下事項(xiàng)，能更大的提高分析的精密度與準(zhǔn)確度：

（1）分析完樣品后，管路用超純水清洗半小時(shí)以上，下次測(cè)定時(shí)基線會(huì)更加平穩(wěn)，測(cè)定平行樣更加趨近。

（2）每半年更換一次泵管，更換泵管后，各種試劑的流動(dòng)速度才更加接近方法規(guī)定的流量，反應(yīng)更徹底，得到結(jié)果更可靠。

（3）所有試劑必須超聲30 min 以上，趕出氣泡，以免檢測(cè)過程中逸出氣泡對(duì)峰值產(chǎn)生影響。