高甲弟

(商洛水文水資源勘測中心，陜西 商洛 726000)

水環(huán)境監(jiān)測分析測試機構(gòu)實驗室，為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的“五性”，即準確性、可靠性、真實性、完整性和可比性。針對所承擔的監(jiān)測項目逐步開展精密度偏性基礎(chǔ)實驗，進一步驗證監(jiān)測方法、監(jiān)測人員的分析水平、分析儀器、化學試劑純度、分析環(huán)境條件等影響因素是否受控；對該項目的空白試驗、加標回收試驗、國家標準物質(zhì)測定的精密度、準確度、空白試驗值等質(zhì)量控制圖的應(yīng)用、測定時的影響因素及消除方法等做進一步試驗研究與探討。

1 基本概況

1.1 分析方法

HJ535-2009 水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法。

1.2 實驗原理

在水中氨氮是以銨離子或游離態(tài)的氨等形式存在，遇到納氏試劑會反應(yīng)生成紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，測定吸光度應(yīng)選定波長420 nm處。

1.3 氨氮的測定范圍

0.1～2.0 mg/L。對于超范圍的樣品可以適當稀釋(濃縮)，調(diào)整到曲線中間濃度，予以測定。

1.4 影響因素及消除方法

水樣中含有有機物、鈣離子、鎂離子、懸浮物、硫化物和余氯時會對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，若水樣中存在以上物質(zhì)時應(yīng)進行合理的處理，測定結(jié)果才能真實、可靠。

若樣品中存在余氯，可加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除，用淀粉-碘化鉀試紙檢驗余氯 是否除盡。在顯色時加入適量的酒石酸鉀鈉溶液，可消除鈣鎂等金屬離子的干擾。若水樣渾濁或有顏色時可用預蒸餾法或絮凝沉淀法處理。

1.5 儀器

50 ml比色管、7220分光光度計、20 mm比色皿、移液管、容量瓶、燒杯。

1.6 試劑純度與材料

該實驗所用試劑均為國藥分析純，應(yīng)按規(guī)范要求準備實驗用水，應(yīng)使用經(jīng)計量單位檢定合格的量器和容量器皿。

1.6.1 無氨水

在無氨環(huán)境中制備，純水器法。

1.6.2 主要試劑

納氏試劑(HgI2-KI-NaOH)、酒石酸鉀鈉溶液(KNaC4H6O6·4H2O，500 g/L)、硫代硫酸鈉溶液(Na2S2O3，3.5 g/L)、硫酸鋅溶液(ZnSO4·7H2O，100 g/L)、氫氧化鈉溶液(NaOH，250 g/L、1 mol/L)、鹽酸溶液(HCl，1.18 g/mL、1 mol/L)、硼酸溶液(H3BO3，20 g/L)、淀粉-碘化鉀試紙、氨氮標準貯備溶液(1 000 μg/mL)、氨氮標準工作溶液(10 μg/mL)。

1.7 人員

熟悉該國標分析方法，掌握溶液配制，了解分光光度計的使用與維護，經(jīng)過崗位培訓且持有國家認可委監(jiān)發(fā)的《水環(huán)境監(jiān)測從業(yè)證書》的分析員。

2 試驗分析過程

根據(jù)《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL219-2013)要求，須對空白、0.1 C、0.5 C、0.9 C、天然水樣(自制水樣)等五種樣品進行連續(xù)六天的平行測定，以確定其方法空白、標準樣質(zhì)量是否符合規(guī)范要求，分析過程如下。

2.1 試劑配制

按照HJ535-2009 水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法中的試劑配制要求進行。

2.2 樣品的配制

根據(jù)GB7479-1987 水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法所示，方法測定上限與校準曲線最高點濃度值相同，均是2.0 mg/L,即C=2.0 mg/L。在 50 ml比色管中加入氨氮標準工作溶液1 ml、5 ml、9 ml，分別加入超純水至刻度線，充分混勻，配制成0.1 C、0.5 C、0.9 C、天然水樣(自制水樣)

2.3 標準曲線的繪制及合理性分析與樣品分析

2.3.1 標準曲線的繪制與合理性分析

在 8個50 ml比色管中，依次加入氨氮標準工作溶液 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和 10.00 ml ，對應(yīng)的氨氮含量分別為 0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0 和 100 μg，稀釋至50 ml。加入 1.0 ml酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入納氏試劑 1.0 ml，搖勻。放置 10 min后，在波長420 nm下，用20 mm比色皿，以水作參比，測量吸光度。標準曲線、空白、0.1 C、0.5 C、0.9 C、天然水樣(自制水樣)、標準樣品、加標樣品連續(xù)六天，在同環(huán)境條件下，進行樣品平行測定，并記錄. 從表1來看，各曲線相關(guān)系數(shù)>0.999、各曲線截距<0.005、各曲線斜率均在誤差允許范圍內(nèi)。各次工作曲線是合理的。

2.3.2 樣品分析

按照標準曲線的測定方法與步驟，每天測得各樣品數(shù)據(jù)、各樣品的平均值、標準差分別按照公式(1)、(2)計算詳見表2。

(1)

(2)

表1 曲線合理性分析表

表2 樣品檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3 成果評價

3.1 估算分析方法的檢測限

空白批內(nèi)標準偏差按照式(3)計算

(3)

式中：Swb為空白批內(nèi)標準偏差；n為每批測定個數(shù)；Xij為為各批所包含的各個測定值；i為代表批；j為代表同一批內(nèi)各個測定值。

采用表2中空白樣品的測定值按公式(3)計算Swb=0.003 7。

因空白測定次數(shù)少于20次，因此方法檢出限(MDL)用公式(4)計算：

(4)

式中：MDL為方法檢出限；tf為顯著水平為0.05(單側(cè))，自由度為f時的t值；f為批內(nèi)自由度；m為批數(shù)；n為每批測定個數(shù)；Swb為空白平行測定。

按公式(4)計算MDL=0.021。

3.2 各樣品精密度分析

各樣品批內(nèi)變異(a)按照公式(5)計算，各樣品批間變異(b)按照公式(6)計算，并與F檢驗的臨界值比較，F(xiàn)計算值小于F臨界值為兩組數(shù)據(jù)精密度無顯著性差異；反之兩組數(shù)據(jù)精密度存在顯著差異。

(5)

(6)

從表3可以看出，6月15日到6月20日各樣品測定與平行測定，所獲得的兩組數(shù)據(jù)精密度無顯著性差異。表明分析人員操作水平、儀器與環(huán)境、化學試劑等滿足國標的要求，分析質(zhì)量可靠。

3.3 回收率

根據(jù)回收率公式P(%)=(c2×V2-c1×V1)/(c0×V0)×100%

(7)

式中：c0為標準溶液濃度mg/L；c1為加標前溶液濃度mg/L；c2為加標后溶液濃度mg/L；v0為加標體積ml；V1為加標前溶液體積ml；V2為加標后溶液體積ml。

表3 各樣品精密度分析表

表4 各批次加標樣回收率計算表

求得各批次的回收率分別按照公式(7)計算，分別101%、103%、104%、103%、102%、103%。

平均回收率按照算數(shù)平均法計算，平均回收率為103%。當回收率在95%～105%時合格，因為本次試驗平均回收率為103%，平均回收率合格，表明實驗室測定數(shù)據(jù)，準確度高，數(shù)據(jù)可靠(見表4)。

圖1 統(tǒng)一樣品(標樣)質(zhì)量控制圖

3.4 合理性檢查

通過繪制統(tǒng)一樣品(標樣)質(zhì)量控制圖見圖1，將檢測數(shù)據(jù)順序點在圖上：由圖1實驗數(shù)據(jù)都落入控制限內(nèi)在標準值上下波動，則表明試驗過程未失控；在中心線同一側(cè)未出現(xiàn)連續(xù)7點，則表明測定數(shù)據(jù)正常；測定數(shù)據(jù)在標準值附近波動范圍不大，周期性變化也未出現(xiàn)，表示試驗過程符合要求。

4 結(jié)語

通過本次分析，得出如下結(jié)論：

(1)檢出限國標值為0.025，本中心氨氮的測定納氏試劑分光光度法檢出限為0.021，小于國標方法檢出限，檢出限合格；今后應(yīng)按檢出限0.025使用。

(2)各樣品精密度顯著性檢驗合格；從表2可以得出：標準樣品(統(tǒng)一標樣)測定系統(tǒng)標準差0.006 19、相對誤差1.94%，測定結(jié)果合格，自制水樣系統(tǒng)標準差小于統(tǒng)一標樣系統(tǒng)標準差，表明自制水樣中不存在影響精密度的干擾因素。

(3)空白值的應(yīng)用：本次基礎(chǔ)實驗確定氨氮納氏試劑分光光度法測定時，空白值在-0.001～0.006 mg/L之間，是合理的，超出測定范圍時，應(yīng)查明原因，重新測定空白樣或重新計算方法檢出限。

(4)平均加標回收率為103%，符合95%～105%的要求，回收率合格，證明監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

氨氮的測定應(yīng)考慮消除各種干擾因素，使得測定數(shù)據(jù)更加真實可靠。本次基礎(chǔ)試驗驗證了本中心人員操作、儀器與環(huán)境、試劑及純度均受控，即人員分析水平達到技術(shù)要求、儀器操作與維護到位、實驗室環(huán)境條件符合檢測要求、所用試劑純度與空白值符合國標要求，證明了本中心質(zhì)量控制到位。