論前處理技術在分光光度法測定環境樣品中的重要性

盧嘉 王孝生

摘 要：通過前處理技術對分光光度法測定環境樣品的影響分析，探討了環境樣品的前處理技術對檢測結果的影響以及在實際工作中前處理技術應用方面的重難點，結合原因分析，提出相應的對策措施。

關鍵詞：前處理技術;分光光度法;環境樣品

分光光度法在環境樣品的檢測中應用廣泛，大部分屬于常規項目范疇[1]，如水中的綜合性指標總磷、總氮等，單項指標氨氮揮發酚、氰化物、六價鉻等。分光光度雖然應用廣泛，但由于原理的局限性，環境樣品中很多因素都會干擾測定，特別是色度和濁度對樣品結果的定量準確性影響最普遍[2]，樣品的前處理技術就是消除這類干擾因素的影響。分光光度法測定環境樣品屬于常規分析項目，數量眾多、工作量大，樣品前處理技術若不能很好的按照標準方法執行，檢測結果就可能有偏差，會有產生不實報告的風險。《檢驗檢測機構監督管理辦法》（國家市場監督管理總局令第39號）第十三條規定：檢驗檢測機構樣品處置不符合標準等規定，屬于出具不實檢驗檢測報告。所以，樣品的前處理技術在分光光度法測定環境樣品過程中的作用至關重要。

目前，關于環境樣品分析前處理的報道有很多[3-5]，一般集中在具體分析方法的前處理技術介紹方面，而系統介紹前處理技術在分光光度法測定環境樣品中的影響及原因分析方面鮮有報道。本文通過分類歸納，用案例系統介紹前處理技術對分光光度法檢測環境樣品的影響，對產生的原因進行剖析，并提出相應的對策分析。

1前處理技術對分光光度法測定環境樣品的影響

環境樣品前處理的選擇不僅與檢測目標和評價需求有關，還與標準方法規定的質量控制要求有關。方法標準中對分光光度法測定環境樣品中各指標的前處理都有詳細的描述，環境樣品分析時應根據樣品的實際情況采取相應的前處理技術排除相關干擾，在滿足質量控制要求的前提下實現既定的檢測目的。

1.1前處理技術的選擇與檢測目的有關

方法標準中對分光光度法測定環境樣品中各指標的前處理技術都有詳細的描述，同一個項目由于前處理技術不同可能導致檢測具體指標不同或檢出限差異。環境樣品分析過程中存在以下兩種情況：①檢測指標的差異性 如：分光光度法測定水質氰化物，總氰化合物樣品制備和易釋放氰化物制備的前處理方式不同，檢測具體指標也不同，前者測定的為氰化物總量目標，后者測定的為氰化物的特性指標;②檢出限有差異 由于檢測目標的評價標準不同而采用不同的前處理技術，如：4-氨基安替比林分光光度法測定水質揮發酚項目，地表水、地下水和飲用水宜用萃取法的前處理技術，因為萃取法的檢出限滿足《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）的評價要求，而部采用前處理技術的直接分光光度法測定不能滿足地表水相關評價要求，故一般用于工業廢水和生活污水的測定。

1.2前處理的選擇的重難點與原因分析

分光光度法由于本身的方法原理特性，檢測環境樣品時存在的干擾因素常見有以下幾種情況：①樣品中含有懸浮物、濁度或在顯色條件下，析出沉淀使溶液渾濁;②樣品本身有顏色或與顯色劑形成有色化合物;③干擾物質與待測離子或顯色劑形成更穩定的配合物，使顯色反應不能進行完全;④干擾物質本身吸收紫外光或影響待測組分對紫外光的吸收。

1.2.1前處理的選擇的重難點

方法標準中對不同干擾因素采取的前處理方法都有明確的規定，但環境樣品中具體的干擾因素需要分析人員準確的去判斷。由于干擾因素很多，實際工作中對干擾因素的準確判斷往往是重難點，表現在兩個個方面：①干擾因子種類多 目標物質的干擾因素可能有很多種，如《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535）中規定水樣中含有懸浮物、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機物時會產生干擾，含有此類物質要做適當處理，以消除對測定的影響;②肉眼判定不準確容易造成數據不實 環境樣品表觀為不含懸浮物，低色度的清潔地表水，很多標準中也說明該類樣品可以直接測定，但在實際工作中發現直接測定和采用前處理技術后還是有很大的偏差，這也是日常工作中最容易產生不實數據的關鍵點，如地表水（江水、河水等）樣品，六價鉻指標直接測定的吸光度往往都在0.020以上，檢測結果為定量檢出，而經過色度校正或鋅鹽沉底分離后的吸光度與空白樣品的吸光度差不多，檢測結果經常是小于檢出限，更反映真實情況;地表水（江水、河水等）的氨氮采用前處理技術后的吸光度一般相差0.060以上，總磷采用濁度-色度補償扣除的前處理技術后的吸光度可相差0.050以上，等等。

1.2.2原因分析

前處理技術的重難點影響因素主要有三個方面：①環境樣品基體復雜 環境樣品一般包含地表水、地下水、企業廢水，復雜多樣，基體種類繁多，基體干擾因素不固定，干擾因子不好判斷;②環境樣品量大 環境樣品的項目中特別是常規的分光光度法測定項目，每天分析數量很龐大，樣品的前處理工作耗時長、程序復雜，檢測過程中為了省時、省事，往往會減少前處理或忽略干擾因素帶來的影響。③判定和消除樣品干擾因素的試劑和耗材種類繁多 實驗室常常需要準備很多種試劑和耗材去判定和消除樣品干擾因素，常用的有：淀粉-碘化鉀試紙檢驗是否存在余氯、硫代硫酸鈉溶液去除余氯、亞硫酸鈉排除活性氯、硫酸亞鐵銨去除氧化劑、乙酸鉛判定硫化物的存在、碳酸鎘或碳酸鉛排除硫化物干擾、氨基磺酸排除亞硝酸離子干擾、絮凝沉淀劑、蒸餾設備等等，這些都需要實驗室投入大量人力和物力。

2對策分析

2.1 通過質量控制措施輔助前處理技術分析環境樣品

環境樣品分析中，無法通過表觀觀察或現有的資料信息去判斷干擾因素時，可以采取質量控制措施如室內空白、全程序空白、運輸空白、室內精密度平行、現場密碼平行、加標回收、標準樣品、室內互檢、室間互檢、方法比對、儀器比對、人員比對和質量控制圖等進行輔助判斷。其中常用的與排除干擾因素有關的質量控制措施包括空白試驗、精密度檢查和加標回收率試驗。空白試驗能反映實驗室的基本情況，給出方法的本底檢測結果;精密度檢查反映樣品的均勻情況，給出方法的前處理技術及分析過程的一致性;加標回收反映樣品基體干擾情況，給出干擾因素帶來的正負偏差大小。分析人員可以根據質量控制結果更換樣品前處理技術，直到分析結果滿足相關標準要求。這種質控措施運用需要耗費大量的人力和物力，在傳統的手工分光光度法分析環境樣品中的檢測是必不可少的，是檢測結果達到檢測技術規范要的保證措施。

2.2運用新的技術手段取代或改變傳統的前處理技術分析環境樣品

隨著分析技術的進步，繁雜的前處理技術結合分光度法分析環境樣品的模式正在被自動化的檢測技術手段所取代，一般可分為兩種：①前處理技術和檢測技術整合為一體的全自動分析儀器 傳統的繁雜的前處理過程由儀器自動去完成，這樣就可以避免人為錯誤判斷樣品基體干擾因素，特別是對于有些標準方法的傳統手工方法中前處理可選操作需要人工判斷基體干擾因素進而采取相應前處理技術的情況，如流動注射分析技術檢測環境樣品中的氨氮、總磷、總氮、揮發酚、氰化物等，傳統的分光光度法幾乎都可以用流動注射法取代，該技術可以整合前處理技術中蒸餾、紫外消解、透析等，實現全自動化，大大節省了樣品前處理和分析時間;②選擇非分光光度法的檢測技術 在環境樣品檢測中采用新的檢測技術，新檢測技術的原理和方法與傳統的分光光度法都不一致，方法改變后相應的干擾因素也會發生重大改變，前處理技術也會發生改變。如氣相分子吸收光譜法檢測環境樣品中的硫化物、氨氮、硝酸鹽氮、總氮;液相色譜法測苯胺類;氣相色譜法測苯酚等，傳統手工法存在的色度和濁度干擾在新檢測技術中都不是主要干擾因素，前處理技術的應用也同時發生翻天覆地的改變。

3結論

環境樣品前處理技術在環境樣品分析中的應用不僅與檢測目標和評價需求有關，還與標準方法規定的質量控制要求、工作量大小等因素有關，結合重難點原因分析，提出通過質量控制措施輔助前處理技術分析環境樣品保證檢測數據質量，以及運用新的技術手段取代或改變傳統的前處理技術分析環境樣品。

參考文獻：

[1]GB 3838-2002，地表水環境質量標準[S]. 2002.

[2]蔣成義，胡婉玉，吳家奎. 色度和濁度對納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的影響研究[J]. 巢湖學院學報，2014，3（16）：68-72.

[3]周淑迎. 納氏試劑分光光度法測定水中氨氮前處理方法討論[J]. 廣東化工，2021，12：206-207.

[4]肖霏，左竟成.總磷分析中與處理方法研究綜述[J]. 綠色科技，2017，18：119-120.

[5]王俊毅. 地表水中六價鉻預處理方法的改進[J]. 福建分析測試，2021，30（02）：36-39.