海水硝酸鹽測(cè)定影響因素分析及盲樣考核技術(shù)要點(diǎn)

匡少華，郝詠芳，于洪波，王彩蘊(yùn)，楊 爽

(1.營(yíng)口市水產(chǎn)科學(xué)研究所，遼寧 營(yíng)口 115003；2.遼寧省海洋科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023)

硝酸鹽是海水五項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)鹽之一，是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范中提及的國標(biāo)方法有鎘柱還原法、鋅鎘還原法[1]。鎘柱還原法還原率高且穩(wěn)定，但填充鎘柱過程比較麻煩[2]，不常使用。鋅鎘還原法操作簡(jiǎn)便，是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的常用方法，但還原率低且不穩(wěn)定，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度受諸多因素影響，因此在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定過程中，硝酸鹽盲樣考核通過率成為難點(diǎn)。筆者據(jù)多年實(shí)驗(yàn)室硝酸鹽測(cè)定和近幾年實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審盲樣考核經(jīng)歷，總結(jié)了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，為硝酸鹽盲樣考核提供可參考的依據(jù)。

1 硝酸鹽測(cè)定影響因素

1.1 環(huán)境因素的影響

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境要求整潔，溫度、濕度、通風(fēng)等符合實(shí)驗(yàn)認(rèn)可要求，在實(shí)驗(yàn)室整體布局分布上有機(jī)、無機(jī)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分開。

1.2 儀器的影響

分光光度計(jì)及比色皿等相關(guān)配件、在檢定校準(zhǔn)有效期內(nèi)，往返式震蕩器、制水機(jī)能正常工作，且能滿足實(shí)驗(yàn)要求。

1.3 實(shí)驗(yàn)用水的影響

國標(biāo)指出水為蒸餾水或等效純水，實(shí)際工作中使用實(shí)驗(yàn)室三級(jí)用水，pH 為5.0～7.5、電導(dǎo)率≤0.5 mS/m 、比電阻≥0.2 MΩ(25℃)。

1.4 實(shí)驗(yàn)員的影響

鋅鎘還原法測(cè)定硝酸鹽其精密度、準(zhǔn)確度主要依賴于實(shí)驗(yàn)員的技術(shù)水平和工作態(tài)度，所以實(shí)驗(yàn)員業(yè)務(wù)必須精熟，能夠正確理解標(biāo)準(zhǔn)、熟練掌握相關(guān)操作細(xì)則及技術(shù)要點(diǎn)。

1.5 玻璃器皿的影響

玻璃器皿的清洗是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作的重要前期準(zhǔn)備工作之一，需充分細(xì)致。硝酸鹽分析項(xiàng)目所用玻璃器皿皆需用1+10鹽酸浸泡24 h以上，再用純水沖洗多次直至干凈、確保無殘留、充分晾干、并單獨(dú)存放備用。

1.6 化學(xué)試劑的影響

化學(xué)試劑在檢驗(yàn)檢測(cè)過程中直接參與化學(xué)反應(yīng)，對(duì)測(cè)定結(jié)果至關(guān)重要，海水硝酸鹽測(cè)定所用試劑除特殊要求外均為分析純，且均在保質(zhì)期內(nèi)使用，鹽酸萘乙二胺要求在低溫下保存，當(dāng)出現(xiàn)棕色時(shí)，應(yīng)棄掉重配。配置人工海水的試劑要使用優(yōu)級(jí)純。

1.7 鋅卷的影響

純度99.99%、厚度0.1 mm，鋅片的選擇要表面光潔，無氧化腐蝕跡象、無邊角毛刺。鋅片裁剪前戴好醫(yī)用手套，用脫脂紗布擦拭表面油污，制好的鋅卷放置于事先準(zhǔn)備好的帶蓋聚乙烯容器暫存。在實(shí)驗(yàn)過程中，鋅卷需用塑料鑷子夾取。

1.8 實(shí)驗(yàn)條件的影響

鋅鎘還原法測(cè)定海水中的硝酸鹽，還原率是最關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。而影響還原率的因素涉及很多方面，包括鹽效應(yīng)、人工海水組成成分、鋅片面積、鋅片清潔度、鋅卷形狀、反應(yīng)容器的形狀、pH、震蕩頻率、還原時(shí)間等。王金葉等研究指出基質(zhì)鹽度、鹽分組成、鋅片面積對(duì)還原率有顯著影響[3]，筆者實(shí)際工作中對(duì)此結(jié)論也做了參考。經(jīng)過多年硝酸鹽測(cè)定的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出的實(shí)驗(yàn)條件為震蕩頻率200 r/min、時(shí)間12 min、基質(zhì)鹽度35‰ 、鋅卷面積 5.0 cm×3.0 cm、形狀卷成內(nèi)徑1.5 cm鋅卷、人工海水成分為氯化鈉31.0 g (GR)、硫酸鎂5.2 g(GR) 、碳酸氫鈉0.2 g(GR)每升純水，用60 ml帶蓋聚乙烯瓶做反應(yīng)容器。在盲樣考核過程中要嚴(yán)格控制影響條件。

2 盲樣考核技術(shù)要點(diǎn)

硝酸鹽盲樣考核不同于日常分析檢測(cè)，盲樣考核的過程是評(píng)估和考核實(shí)驗(yàn)室組織管理、質(zhì)量控制和檢測(cè)能力的過程[4]，能直接反映實(shí)驗(yàn)室的儀器和技術(shù)水平，是實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定最常用的現(xiàn)場(chǎng)考核手段之一，難度會(huì)有，但也有規(guī)律可循，一般注意以下幾個(gè)要點(diǎn)，可以輕松面對(duì)。

2.1 準(zhǔn)備工作

接到盲樣考核任務(wù)后，實(shí)驗(yàn)員要樹立信心，調(diào)整好心態(tài)，同時(shí)做好準(zhǔn)備，制定完整的實(shí)驗(yàn)方案，將分光光度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、已知濃度的內(nèi)控質(zhì)控樣品、試劑、玻璃器皿、實(shí)驗(yàn)用水準(zhǔn)備好，預(yù)想考核的盲樣樣品類型、濃度范圍、準(zhǔn)備應(yīng)急方案。待盲樣領(lǐng)到后按預(yù)設(shè)方案一步步開展實(shí)驗(yàn)。

2.2 平行試驗(yàn)

硝酸鹽盲樣考核時(shí)，可以選擇平行試驗(yàn)，包括曲線平行試驗(yàn)，內(nèi)控樣品平行試驗(yàn)、盲樣平行測(cè)定。

2.3 盲樣濃度范圍試驗(yàn)

根據(jù)盲樣給定的濃度范圍與硝酸鹽國標(biāo)法曲線范圍，選擇稀釋倍數(shù)。一般確定三個(gè)不同的稀釋倍數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，用于確定盲樣濃度范圍，為選擇標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度范圍和內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度做前期準(zhǔn)備。

2.4 確定工作曲線范圍和內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度

根據(jù)盲樣濃度范圍試驗(yàn)結(jié)果，選擇合適的曲線范圍，制作工作曲線。使盲樣濃度在工作曲線的中間點(diǎn)附近，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度的選擇也要靠近盲樣濃度范圍試驗(yàn)所得結(jié)果。已知濃度的內(nèi)控質(zhì)控樣品測(cè)定結(jié)果接近靶值時(shí)，盲樣檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)比較高，容易通過考核。

2.5 上機(jī)技巧

分光光度計(jì)需提前1 h開機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)后、用人工海水調(diào)零、立即實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中不能再調(diào)零。測(cè)定樣品時(shí)比色皿內(nèi)溶液要徹底倒凈、內(nèi)外表面用擦鏡紙擦拭干凈，且先用待測(cè)溶液至少潤(rùn)洗一遍，再進(jìn)行測(cè)定。曲線的測(cè)定，需從低濃度到高濃度進(jìn)行。

2.6 原始記錄

實(shí)驗(yàn)過程中做好所有相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄，量值溯源，有據(jù)可查。

3 現(xiàn)場(chǎng)考核硝酸鹽盲樣的測(cè)定

3.1 工作標(biāo)準(zhǔn)曲線制定

準(zhǔn)確量取10.0 mL硝酸鹽國家標(biāo)準(zhǔn)溶液GBW(E)081697(100.0 mg/L)于100.0 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，混勻，得標(biāo)準(zhǔn)中間液濃度為10.0 mg/L；再準(zhǔn)確量取10.0mL標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于100.0 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，混勻，即得硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為1.0 mg/L。分別吸取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL使用溶液分別入25 mL具塞比色管中，加水至標(biāo)線混勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的硝酸鹽濃度依次為0、0.040、0.080、0.120、0.160、0.200 mg/L。以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，以吸光值(吸光值取曲線平行測(cè)定的均值)Ai-A0為縱坐標(biāo)。繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如表1和圖1所示。

表1 硝酸鹽濃度與吸光值表

圖1 硝酸鹽工作曲線圖

從表1和圖1可以看出，硝酸鹽濃度在0～0.200 mg/L范圍內(nèi)硝酸鹽濃度與吸光值線性關(guān)系良好，其關(guān)系為y=1.850 7x+0.003 1，相關(guān)系數(shù)R2值 為0.999 4，符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制要求，可用于盲樣的測(cè)定。

3.2 精密度

配置70.0 μg/L溶液上機(jī)重復(fù)測(cè)定6次，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2%，符合GB/T 12763.4關(guān)于相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差之規(guī)定[5]。

3.3 準(zhǔn)確度

內(nèi)控質(zhì)控樣品測(cè)定均值0.137 mg/L，已知濃度為0.140 mg/L，相對(duì)誤差為2.1%，符合GB/T 12763.4之規(guī)定。

3.4 考核結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)考核樣真值為2.97 mg/L，稀釋20倍后測(cè)定所得均值為 0.147 mg/L，盲樣測(cè)定值為2.94 mg/L，誤差為1.0%，此結(jié)果判定為合格。

4 結(jié)語

在海水硝酸鹽的盲樣考核過程中，硝酸鹽的還原率是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)備工作要全面細(xì)致[6]，充分考慮人、機(jī)、環(huán)、料、法各項(xiàng)因素，最大限度減少系統(tǒng)誤差；實(shí)驗(yàn)過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，避免引入偶然誤差。如此才能提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，使所得結(jié)果接近盲樣真值，通過考核。