連續流動法測定氰化物精密度偏性試驗淺析

李 萍

（陜西省商洛水文水資源勘測局，陜西 商洛 726000）

0 引言

精密度偏性試驗是全面評定所選標準分析方法的準確度與精密度的有效方法。精密度試驗是根據不同方法測定上限，選取線性范圍內代表不同濃度范圍的5 批樣品，試驗檢測人員應用某一分析方法進行連續6 天的檢測所得到的數據，用數學統計的方法求出并比較批間變異與批內變異，以此為依據對數據質量與誤差來源進行分析。偏性試驗是對檢測方法的系統誤差進行檢查，通過加標回收試驗計算出回收率，與理論值進行比較，來評估檢測方法的準確性。通過精密度試驗全面評價檢測方法的誤差，查找原因，應用合理的質控措施控制誤差使其達到標準允許范圍。本次開展連續流動法測定氰化物精密度偏性試驗，嚴格按照連續流動- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法（SXSHJ/ZB 002-2015)要求，嚴格控制環境、儀器條件進行試驗，并在該實驗的過程中，探索到了許多檢測需要注意的細節，通過改進這些細節，使氰化物的檢測方法在使用過程中能出具更有效與準確的數據，提高檢測方法的準確度與精密度。

1 原理

根據《檢驗檢測機構資質認定能力評價- 檢驗檢測機構通用要求》（RBT 214-2017） 和 《水環境監測規范》（SL 219-2013）及水利部《實驗室質量控制考核與比對試驗實施辦法》（2015 年修訂版）的要求，即通過測定系列標準溶液建立標準曲線，以確定方法靈敏度及線性范圍，一般要求相關系數r≥0.999；收集試驗中的空白值，由空白批內標準差計算分析方法的檢出限，要求計算出的檢出限小于或等于方法規定檢出限；測定加標回收率，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；比較各組溶液測定結果的批內變異和批間變異，檢驗變異的顯著性；對各組溶液測定結果的總標準差與各相應濃度的5%或檢出限進行比較，評價分析方法的適應性和檢查操作人員對分析方法的熟練程度。也就是做精密度偏性實驗。

本精密度偏性試驗主要是查找連續流動- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法檢測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，求出批內與批間變異，對測定結果進行變異顯著性檢驗（F 檢驗），對數據的質量和誤差來源進行系統分析，檢查方法系統誤差，用加標試驗求得的回收率與理論值比較，以評估方法的準確度，通過對空白的測定，以確定本實驗室檢出限和標準檢出限是否一致。進而對連續流動- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法的適用性和檢測人員的技術水平進行合理的評價。

2 試驗過程

2.1 儀器

陜西省水環境監測中心商洛分中心成立于1999 年，總面積200 余m2，現配備有連續流動分析儀、原子分光光度計、原子熒光光度計、紫外測油儀、COD 快速測定儀等設備，承擔商洛市水功能區、水源地、省界斷面的水質監測、水資源質量評價，水污染調查、突發水污染事件應急監測及城鄉供水水源地水質監測等任務。本次實驗使用荷蘭SKALAR 公司生產SAN++連續流動分析儀對氰化物進行精密度進行測定。

2.2 試劑

實驗用水均為超純水；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的分析純試劑；所用標準物質均為環保部標樣所生產；所有試劑的配制均嚴格按標準的要求。

2.3 標準曲線的及溶液配制

1）標準曲線：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，要求平行測定的相對偏差50%。

3）標準溶液：用環保部標樣所 50 mg/L，取 0.1C、0.9C(C 為標準方法的測定上限）做平行測定。

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，待其穩定后進行測定，本次天然水樣采自丹江麻街水文站監測斷面。

5）加標天然水樣：對配制好的模擬天然水樣進行加標，使其濃度高于原天然水樣，但不能超過0.9C。

6）標樣：環保部標樣所生產的標樣，真值0.0346 mg/L±0.0029 mg/L。

2.4 樣品的測定

將配制好的標準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順序置于樣品盤中，開水浴并保持在10℃，壓下空氣泵拉環，開反應池主機，壓下蠕動泵蓋，通入取樣器沖洗液，通入試劑，打開取樣器，走基線，編輯表格，基線穩定后進行測定。每天重復上述測定一次，連續測定6 d。

3 試驗結果與分析

3.1 標準曲線

根據儀器的測定結果，氰化物標準曲線見圖1。標準曲線方程是y=0.8540x+0.0009，標準曲線截距a=0.0009、斜率b=0.8540。相關系數r2=0.9999。

圖1 氰化物標準曲線

3.2 檢出限

檢出限L 使用空白的批內標準差（Swb）進行計算,要求本試驗的檢出限L 必須小于或等于方法檢出限（連續流動- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法的方法檢出限為0.002 mg/L)。計算公式如下：

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

根據上述公式，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、環境條件、操作過程、試劑中的雜質含量均符合要求。

3.3 加標回收率

試驗所得加標回收率與理論值進行比較，來評估檢測方法的準確度，水環境監測規范對異煙酸- 巴比妥酸分光光度法測定氰化物含量0.05 mg/L～0.5 mg/L 的回收率要求為90%～110%，回收率的計算公式如下：

通過上述公式，求得本試驗的回收率為100%，在90%～110%的范圍內。

3.4 各濃度溶液的平均值X 與標準差S

標準差以及總平均值計算公式如下：

式中：S 為標準差；x 為測定值；x 為總平均值；n 為所做樣品個數。

表1 各濃度溶液的測定值、平均值及與標準差

由各種溶液測定濃度，計算出其標平均值，再計算出準差標（見表1），根據水利部《實驗室質量控制考核與比對試驗實施辦法》（2015 年修訂版）的要求，總標準差小于被測濃度的5%可以接受，當5%濃度低于方法給定的檢測限時，即用檢測限作為衡量標準。由于0.1C 小于檢出限的5%，因此用檢出限衡量，S（0.1C）＜0.002；對于其他濃度S 均小于最大檢出限的5%。

表2 批內、批間變異、總變異及總標準差計算結果表

3.5 各溶液的批內、批間變異評價及其總標準差計算

計算0.1C、0.9C、天然水樣、加標天然水樣以及標樣的批內與批間變異，來判定檢測方法的精密度。通過計算變異性檢驗F 值（F=b/a)。若 F＜F0.5，則表明批內、批間變異不顯著，批內變異可以作為總變異的代表值；若F＞F0.01，則表明批內、批間變異顯著，本次實驗結果可能受到試劑、環境、檢測人員等的影響；若F0.05＜F＜F0.01，則表明變異顯著證據不足，應查找原因并改進后重新完成精密度試驗。由表2 可見，F 值均小于F0.05（F0.05=4.39，F0.01=8.75）。

4 結論及建議

4.1 結論

本次精密度偏性試驗中，相關系數為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；平均加標回收率為100%，介于90%～110%之間；0.1C 的標準偏差S 小于0.002，其他濃度標準偏差S 均小于最大檢出限的5%；所有濃度點的F 值均小于F0.05（F0.05=4.39，F0.01=8.75），測定樣品結果穩定可靠，可以得到可信度高的水質樣品測定結果。

本次精密度偏性試驗說明本實驗室對氰化物空白、低濃度、中濃度、高濃度的測定均在允許偏差范圍內，實驗室環境（溫度、濕度）均達到要求，該分析方法在商洛水環境監測中心檢測中運行穩定，檢測人員水平合格，可應用于地下水、地表水、生活污水中的氰化物含量的測定。

4.2 建議

本次氰化物精密度偏性實驗各項結果參數均符合方法要求，但在日常分析過程中發現，用連續流動- 異煙酸- 巴比妥酸分光光度法對氰化物進行檢測時，建議注意以下事項，能更大的提高分析的精密度與準確度：

（1）分析完樣品后，管路用超純水清洗半小時以上，下次測定時基線會更加平穩，測定平行樣更加趨近。

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

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