甲醛法測定二氧化硫標準曲線截距的質量控制

陳　濤，嚴春麗，楊　妮

(大理州環境監測站，云南 大理 671000)

甲醛法測定二氧化硫標準曲線截距的質量控制

陳濤，嚴春麗，楊妮

(大理州環境監測站，云南 大理 671000)

摘要：用甲醛法測定二氧化硫，通過在不同的溫度下做的9組標準曲線，研究溫度對標準曲線截距的影響。得出了溫度對二氧化硫標準曲線截距的影響不顯著的結論，同時對二氧化硫標準曲線截距的范圍做了估計，完善了標準對質量控制的要求。

關鍵詞：甲醛法；二氧化硫測定；標準曲線；截距；方差分析；單因素分析

1實驗依據及原理

1.1實驗依據

本次實驗根據《HJ482-2009環境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》中相關要求進行。

1.2實驗原理

二氧化硫[1]被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩定的羥甲基磺酸加成化合物，在樣品溶液中加入氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出的二氧化硫與副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫紅色化合物，用分光光度計在波長577nm處測量吸光度，按照溶液顏色的深淺判斷溶液的濃度。

1.3校準曲線的繪制[1]

根據2013年上半年云南省環境監測實樣考核樣品使用說明[3]，二氧化硫標準工作液的制作方法為：從安剖瓶中吸取10mL溶液，用水定容至250mL容量瓶，為二氧化硫標準工作液。取14支10mL具塞比色管，分A、B兩組，每組7支，分別對應編號。首先在A組7支管中分別加入0mL、0.5mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、8.00mL、10.00mL二氧化硫標準工作液，然后在每只比色管中分別加入0.5mL氨磺酸鈉溶液和0.5mL氫氧化鈉溶液，混勻，在B組7支比色管中分別加入1.00mL PRA溶液，將A組各管的溶液迅速地全部倒入對應編號并盛有PRA溶液的B管中，立即加塞混勻后放入恒溫水浴裝置中顯色。根據計算出的穩定時間以及比色時間，在波長577nm處，用10mm比色皿，以水為參比測量吸光度。以空白校正后各管的吸光度為縱坐標，以二氧化硫的含量(μg)為橫坐標，用最小二乘法建立校準曲線的回歸方程。

2實驗試劑及材料

2.1實驗試劑

氫氧化鈉(NaOH)優級純6g，氨磺酸(H2NSO3H)優級純0.6g，鹽酸副玫瑰苯胺(pararosaniline，簡稱PRA，即副品紅或對品紅)貯備液1瓶，30mL 85%的濃磷酸(優級純)，12mL濃鹽酸(優級純)，GSB07-1273-2000二氧化硫標準溶液1只，18.2ΩM超純水，鹽酸-乙醇清洗液。

2.2玻璃器皿

10mL比色管14支，10mL吸量管5支，5mL吸量管2支，2mL吸量管2支，25mL大肚移液管2支，1000mL容量瓶1支，100mL容量瓶3支，250mL容量瓶1支，250mL燒杯2支，100mL燒杯2只，電子天平1臺，小塑料瓶1個，棕色玻璃瓶1個，石英比色皿1對，T6可見分光光度計，定性濾紙1盒，擦鏡紙1本，溫度計1只，玻璃棒4支。

3實驗結果

用溫度計測量環境溫度。按照《HJ482-2009環境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》中表2的要求，可知溫度低則穩定時間長，相應的顯示時間也長；而溫度高時，穩定時間較短，顯色時間也較短。本次實驗用內插法求出穩定時間與顯色時間。實驗在2013年6月21、24、25、26日以及7月16、17、23日繪制的標準曲線見表1。

表1　不同溫度條件下標準曲線

4方法及結果分析

4.1方差分析假定條件[2]

(1)各處理條件下的樣本是隨機的。

(2)各處理條件下的樣本是相互獨立的，否則可能出現無法解釋的輸出結果。

4.2方差分析假設檢驗[2]

假設有k個截距樣本，如果原假設Ho：截距樣本均數都相同即μ1=μ2=μ3=…=μ4=μ，k個截距樣本有共同的方差σ2，則k個截距樣本來自具有共同方差σ2和相同均數μ的總體。

4.3實驗分析對象

結合本次實驗，可采用單因素方差分析，分析溫度對二氧化硫標準曲線截距的作用影響。在單因素分析過程中溫度為因素變量，因素變量有4個水平，而相應的標準曲線的截距為因變量。本次實驗采用SPSS16.0 for windows統計軟件進行運算，根據標準曲線的相關要求，符合標準曲線的相關要求為r≥0.999。表1中只有6組標準曲線符合要求，因此本次分析采用r≥0.999的6組標準曲線作為分析對象。

4.4溫度對截距的影響分析

SPSS16.0 for windows運算過程中，顯著性水平a取0.05。SPSS16.0 for windows單因素方差分析過程如下：菜單Analyze→Compare→MeansOne-wayANONA，便實現了溫度對標準截距的影響分析。詳見表2～表7。

表2　不同溫度條件下的標準曲線截距

表3　不同溫度條件下的標準曲線截距描述統計量表

表4　不同溫度條件下的標準曲線截距單因素方差分析結果

表5　方差齊性檢驗結果表

表6　不同溫度條件下的標準曲線截距對比結果

表7　不同溫度條件下的標準曲線截距對比系數表

由表3可知，標準曲線的截距樣本數N為6個，平均標準誤差Std.Error為0.00171，標準曲線的截值Mean為0.0033，標準差Std.Deviation為0.00419，95%置信水平下的置信區間為(-0.0011，0.0077)。

由表4可知，組間偏差平方和為SSb=0.000，組間自由度dfb=3；組內平方和為SSw=0.000，組內自由度dfw=2，總偏差平方和SSt=0.000；組間均方與組內均方之比F=3.678，F值對應的概率值為0.221。通過查表得F(SSb，SSw)=F(3，2)=19.2>F=3.678，p=0.221>a=0.05，承認原假設，截距樣本來自相同總體，處理間無差異。因此溫度對二氧化硫標準曲線截距影響不顯著。

由于表5中無顯著性概率值結果，因此可選擇非齊性的一行的數據得出結論。由表6可知，非齊性截距對比結果為對比值0.0118，標準誤差0.00259，t值4.550，自由度1.754。當constrast1時，t值的概率為0.057，由于p=0.057>a=0.05，因此可以判定在顯著性水平上，溫度對標準曲線的截距無顯著性差異。

5結論

《HJ482-2009環境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》質量保證和質量控制中只對斜率[4]提出了要求，即校準曲線的斜率為0.042±0.004，而沒有提出對截距的質量控制要求。本文采用單因素分析法，分析了不同溫度下幾組標準曲線的截距，得出在溫度為23～26℃范圍內，標準曲線的截距在顯著性水平為a=0.05上無影響，同時得出了在溫度為23～26℃范圍，置信水平為95%的置信區間為(-0.0011，0.0077)，即置信上限為0.0077，置信下限為-0.0011。即在給定條件下，二氧化硫標準曲線的截距在0.0033±0.0044范圍內的概率為0.95。本文完善了《HJ482-2009環境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》中對截距的質量控制要求，本文的不足之處在于每個溫度水平下的標準曲線截距數據較少，同時由于設計實驗過程中因數變量水平只有4個，范圍只在20～26℃，由于溫度梯度不明顯，溫度對標準曲線的截距影響也不明顯。

參考文獻：

[1]HJ482-2009環境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法[S].

[2]盧紋岱.SPSS for windows 統計分析：第三版[M].北京:電子工業出版社,2003:185-200.

[3]2013年上半年云南省環境監測實樣考核樣品使用說明[Z].

[4]張凱.淺談甲醛法測定空氣二氧化硫標準曲線斜率[J].科學之友,2011(6):20.

Quality Control of Intercept of Sulfur Dioxide Standard Curve by Formaldehyde Absorbing

CHEN Tao, YAN Chun-li, YANG Ni

(Dali Environmental Monitoring Station, Dali Yunnan 671000,China)

Abstract：Formaldehyde absorbing was adopted to test sulfur dioxide. Nine groups of SO2 standard curves that were did under different temperatures were used to study the impact of temperature on the intercept of the curve. It concluded that temperature was not significantly related to the intercept. The range ofintercept of standard curve was estimated, which has improved the request of the standard for quality control.

Key words：formaldehyde method; sulfur dioxide determination; standard curve; intercept; analysis of variance; one way analysis of variance

收稿日期：2015-12-17

作者簡介：陳濤(1984-)，男，助理工程師，從事大氣環境監測工作。

中圖分類號：X83

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)04-0107-04