水質(zhì)總氮測(cè)定方法的驗(yàn)證

王 勇

(新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古自治州博樂市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆 博爾 833400)

1 引言

水質(zhì)總氮是硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮與有機(jī)氮等的總稱，氮是生物體所必須的元素之一，但是過量的氮會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，使得藻類瘋狂生長，快速的消耗著水體中的含氧量，使水質(zhì)惡化，輕則影響水生生物的生長速度，重則會(huì)造成水體發(fā)黑發(fā)臭，水生生物大量死亡，破壞生態(tài)平衡。總氮在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)儆趪覐?qiáng)制檢測(cè)內(nèi)容，目前最新版的標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀紫外分光光度法》(HJ636-2012)規(guī)定了水質(zhì)總氮的檢測(cè)分析方法。

而為了保證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定、可靠和準(zhǔn)確，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，本文根據(jù)《化學(xué)分析方法驗(yàn)證確認(rèn)和內(nèi)部質(zhì)量控制要求》(GB/T 32465-2015)5.1的要求，采用實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)室開展該項(xiàng)目的能力進(jìn)行驗(yàn)證。

2 方法原理

在120～124 ℃下，堿性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物轉(zhuǎn)換為硝酸鹽氮，采用紫外分光光度法于波長220 nm和275 nm處，分別測(cè)定吸光度A220和A275，按照A=A220-2A275計(jì)算校正吸光度A，總氮(以氮計(jì))含量與校正吸光度A成正比。

3 儀器與化學(xué)試劑

3.1 儀器

A590分光光度計(jì)：具備雙長波測(cè)定能力和10.0 mm石英比色皿；高壓蒸汽滅菌鍋；25 mL比色管及其他實(shí)驗(yàn)室用玻璃器皿。

3.2 化學(xué)試劑

新制備的超純凈水(實(shí)驗(yàn)室純水機(jī)制備)。氫氧化鈉(NaOH):優(yōu)級(jí)純(天津市百世化工有限公司)。過硫酸鉀(K2S2O8)：優(yōu)級(jí)純(天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司)(純度不足，需自行重結(jié)晶提純)。堿性過硫酸鉀溶液：按照HJ636-2012中規(guī)定的方法配置堿性過硫酸鉀溶液。總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(500 mg/L)。鹽酸(1+9)：取濃鹽酸1份超純水9份混合得到。

4 簡要的操作步驟

(1)制作標(biāo)準(zhǔn)系列。吸取1.00 mL總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL容量瓶中，定容至50 mL備用，形成標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別吸取中總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液：0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00 mL于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，其對(duì)應(yīng)的總氮(以N計(jì))含量分別為0.00、2.00、5.00、10.00、30.00和70.00 μg,加水稀釋至10.00 mL,再加入5.00 mL堿性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用棉紗布和棉線繩扎緊管塞。

(2)吸取樣品10.00 mL于25 mL具塞比色管中，處理方法同標(biāo)準(zhǔn)系列。

(3)將標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品一起置于高壓蒸汽滅菌鍋中，加熱至頂閥吹氣，關(guān)閥繼續(xù)加熱至120 ℃開始計(jì)時(shí)，保持溫度在120～124 ℃之間30 min,自然冷卻至壓力表降為零，開閥放氣，取出比色管冷卻至室溫，按住管塞，將比色管中液體顛倒混勻2～3次。

(4)每個(gè)比色管中加入1.0 mL(1+9)鹽酸，用水稀釋至25 mL標(biāo)線蓋塞混勻，使用10.0 mm石英比色皿，在紫外分光光度計(jì)上，以純水做參比，分別于波長220 nm和 275 nm處測(cè)定吸光度，按照A=A220-2A275計(jì)算校正吸光度A。用溶液的校正吸光度減去零濃度溶液的校正吸光度得到校正吸光度Ar。

5 驗(yàn)證內(nèi)容

5.1 方法選擇性和線性

通過空白實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證空白實(shí)驗(yàn)校正吸光度Ab是否小于0.030，從而驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)用水、試劑純度、器皿和高壓滅菌鍋是否滿足實(shí)驗(yàn)要求。在7支15 mL比色管中各加入10 mL超純水，然后按照4.1～4.4的步驟進(jìn)行測(cè)試。得到空白實(shí)驗(yàn)各吸光度，見表1。

表1 空白值實(shí)驗(yàn)

按照3.1中的方法制作標(biāo)準(zhǔn)系列，并按照3.2～3.5的方法分析，結(jié)果見表2。以標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為橫坐標(biāo)，校正吸光度與零濃度溶液校正吸光度的差A(yù)r為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，y=0.0116x+0.0036,R2=0.9995，曲線見圖1。

表2 標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖1 校準(zhǔn)曲線

5.2 檢出限和定量限

方法檢出限按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ168-2010)附錄A中空白實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)出目標(biāo)物質(zhì)的方法:按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)n(n≥7)次空白實(shí)驗(yàn)，將各測(cè)定結(jié)果換算為樣品中的濃度或含量，計(jì)算n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按公式MDL=t(n-1，0.99)×S計(jì)算方法檢出限(t：自由度為n-1,置信度99%時(shí)t的分布；S：n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差)。

引用空白實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(空白校正吸光度A=0.026，曲線y=0.0116x+0.0036)，結(jié)果見表3。

表3 空白值實(shí)驗(yàn)

5.3 準(zhǔn)確度

本實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度采用加標(biāo)回收的方法驗(yàn)證，即取標(biāo)準(zhǔn)系列2做平行雙樣，于一份樣品中加入總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液 3.0 mL，同時(shí)制作標(biāo)準(zhǔn)系列繪制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)曲線。校正曲線為y=0.0117X+0.0059,線性相關(guān)系數(shù)r=0.999。

表4 加標(biāo)回收率結(jié)果

5.4 精密度

本實(shí)驗(yàn)在自由度為6的情況下，對(duì)一組中間濃度樣品進(jìn)行7次重復(fù)測(cè)定，依據(jù)測(cè)試結(jié)果(表5)計(jì)算測(cè)定平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后計(jì)算變異系數(shù)cv，進(jìn)而評(píng)定結(jié)果的精密度。在4.3準(zhǔn)確度評(píng)定實(shí)驗(yàn)過程中于7支25 mL空比色管中各加入總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液3.0 mL,按4.1～4.5的方法與標(biāo)準(zhǔn)系列同步處理與測(cè)試。

表5 測(cè)試結(jié)果

6 評(píng)價(jià)與驗(yàn)證結(jié)論

6.1 方法選擇性與線性

在5.1節(jié)中通過7個(gè)空白樣品的校正吸光度值均小于0.030，說明實(shí)驗(yàn)用水、試劑純度、器皿和高壓滅菌鍋滿足實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)方法的選擇性符合要求。

標(biāo)準(zhǔn)系列繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.0116x+0.0036,線性相關(guān)系數(shù)r=0.9998，實(shí)驗(yàn)方法線性符合要求。

6.2 檢出限和定量限

在5.2節(jié)中通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本方法的檢出限為0.02 mg/L小于《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀紫外分光光度法》(HJ636-2012)中0.05 mg/L的要求，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ168-2010)附錄A中A.2規(guī)定，測(cè)定下限為檢出限的4倍，所以本實(shí)驗(yàn)室總氮的測(cè)定下限為0.08 mg/L。小于標(biāo)準(zhǔn)中0.20 mg/L的要求。

6.3 準(zhǔn)確度

在5.3節(jié)中，本方法的加標(biāo)回收率p=93.16%在90～110之間，滿足《水質(zhì)總氮的測(cè)定紫外分光光度法》(HJ636-2010)12.5的要求。

6.4 精密度

本實(shí)驗(yàn)的變異系數(shù)cv=1.315%,依據(jù)《合格評(píng)定 化學(xué)分析方法確認(rèn)與驗(yàn)證指南》GB/T27417-2017中附錄B中數(shù)值判定，本實(shí)驗(yàn)的變異系數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

7 結(jié)語

通過上述各指標(biāo)驗(yàn)證，表明本實(shí)驗(yàn)室對(duì)于該項(xiàng)目出具的測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定、可靠和準(zhǔn)確，能夠保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。