原子熒光法測定生活飲用水中硒的方法驗證

◎ 李木子

（安徽磬鄉水務有限公司，安徽 宿州 234200）

在檢驗檢測機構資質認定過程中，實驗室申報檢驗檢測能力所選擇的方法是技術審核關鍵要素之一。檢驗檢測機構應建立和保持檢測方法控制程序，使用標準方法前應開展方法驗證，使用非標準方法前應開展方法確認，以證實能夠滿足檢驗檢測方法的各項參數性能要求[1]。方法驗證或確認是實驗室建立可靠分析系統的基礎，也是化學分析的必要程序。第三方檢驗檢測機構類的實驗室普遍采用標準方法，如國際、區域或國家標準發布的方法、行業標準和經確認溯源至國家計量標準且符合方法性能指標的科技書籍、期刊、制造商提供的方法。因此，對標準方法進行方法驗證是實驗室應關注的工作重點。

方法驗證是一項人員參與范圍廣、工作任務量大、技術要求高的質量控制活動。實驗室應統籌部署、科學分工、提高驗證效率和結果滿意度。可依據實驗室的程序文件和作業指導書等體系文件的技術指導流程，由技術負責人組織檢測人員進行檢測方法選用、驗證試驗開展、方法驗證報告編寫等實驗活動；質量負責人組織審核人員對方法驗證活動全過程進行監督審核。具體來說，實驗室應對檢驗檢測能力中所涉及到的產品、項目、參數逐一進行驗證，但方法驗證內容及其結果輸出的多少應結合經濟成本和技術水平綜合研判，驗證內容可以包含（但不限于）分析系統適應性、空白試驗、準確度（正確度和精密度）、檢出限和測定下限、線性及校準、測量不確定度等[2]。驗證內容的評價應參照標準方法，以符合標準方法規定值或范圍的要求為宜，標準方法中有未涉及時，應參照其他標準評價要求。筆者著重闡明利用氫化物原子熒光法測定生活飲用水中硒方法性能的驗證，以期幫助同行加深對方法驗證的理解。

1 材料與方法

1.1 方法依據

《生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標》（GB/T 5750.6—2006）氫化物原子熒光法測定生活飲用水及水源水中的硒[3]。

1.2 實驗原理

在鹽酸介質中以硼氫化鈉（NaBH4）作為還原劑，將硒還原成硒化氫（SeH4），由載氣（Ar2）帶入原子化器中進行原子化，在硒特種空心陰極燈照射下，基態硒原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，在一定濃度范圍內其熒光強度與硒含量成正比，與標準系列比較定量。

1.3 儀器和試劑

AFS-933原子熒光分光光度計（北京吉天儀器有限公司）；IKAC-MAG HP10電熱板（德國艾卡（廣州）儀器設備有限公司）；硝酸（ρ=1.42 g·mL-1，優級純）；高氯酸（ρ=1.68 g·mL-1，優級純）；鹽酸（ρ=1.19 g·mL-1，優級純）；氫氧化鈉（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；硼氫化鈉（優級純，天津市科密歐化學試劑有限公司）；鐵氰化鉀（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；硒標準溶液（1 000 mg·L-1，批號：B2103428，北京壇墨質檢科技有限公司）；超純水（電導率0.055 μs·cm-1，25 ℃）。

1.4 操作步驟

1.4.1 樣品預處理

向25 mL水樣中加入2.5 ml硝酸-高氯酸等體積混合液，在電熱板上加熱消解。當溶液冒白煙時，取下冷卻。再加入2.5 mL鹽酸溶液（1+1），繼續加熱至溶液冒白煙時，將6價硒還原成4價硒。取下冷卻，用純水轉移至比色管中，用純水定容至10 mL，同時做空白試驗。

1.4.2 測定條件

負高壓：270 V；燈電流80 mA；爐高8.5 mm；載氣流量 400 mL·min-1；屏蔽氣流量 800 mL·min-1；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰面積；延遲時間1.5 s；讀數時間7 s；進樣體積0.5 mL；載流：鹽酸溶液（5+95）；還原劑：硼氫化鈉的氫氧化鈉溶液（稱取10.0 g硼氫化鈉溶于2 g·L-1的氫氧化鈉溶液500 mL）。

開機，設置儀器最佳條件，點燃原子化器爐絲，穩定30 min后開始測定，繪制標準曲線，計算回歸方程Y=aX+b。根據所測樣品的熒光強度從標準曲線中查樣品消解溶液中硒元素的質量濃度。

1.4.3 計算

樣品中硒的質量濃度計算公式，見式（1）：

式中：ρ（Se）為樣品中硒的質量濃度，mg·L-1；ρ為樣品消解液測定濃度，μg·L-1。

2 驗證內容與分析

2.1 人員驗證

2.1.1 人員信息

檢測人員經培訓合格取得技術人員上崗證后，方可在授權范圍內開展實驗活動。因此需對實驗室檢測人員基本信息和擅長技能領域進行驗證，如畢業院校、專業、從業年限、使用設備時長、培訓情況等，并建立動態技術檔案。

2.1.2 人員監督

實驗室不僅需要保證人員持證上崗，還應定期對檢測人員進行質量監督，確保檢測人員能力保持在較高水平。監督內容應涉及到正確性和熟練地使用設備、樣品的選擇和制備、方法選擇的正確和檢測效率等。人員監督過程中如出現不符合項，應及時采取預防措施，并在改正前限制其參與重要檢測活動。

2.2 設備驗證

對設備的檔案信息、狀態、技術參數、檢定/校準等方面進行驗證，驗證結果見表1。

表1 儀器設備驗證結果表

2.3 物料

按照《生活飲用水標準檢驗方法 水樣采集與保存》（GB/T 5750.2—2006）[4]的要求，水樣存放于聚乙烯瓶中并且硝酸酸化至pH≤2，需在保質期14 d內檢測完畢。

2.4 環境

實驗室配備有空調系統，于8:00和15:00進行溫濕度的監測記錄，結果表明，實驗室可以達到溫度（20±3）℃、相對濕度（65±5）%的環境水平。

2.5 方法性能

2.5.1 標準曲線

綜合考慮實驗成本及實際樣品濃度，確定標準曲線線性范圍為0～10.0 μg·L-1。用分度吸量管移取1 mL硒標準溶液于100 mL容量瓶中，混勻后定容至刻度線，制成硒中間稀釋液。從硒中間稀釋液中移取1 mL于100 mL容量瓶中，混勻后定容至刻度線，制成硒標準使用液備用。分別移取上述硒標準使用液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL 和1.0 mL于10 mL比色管中，標準曲線溶液中分別加入1 mL鹽酸（ρ=1.19 g·mL-1），1 mL鐵氰化鉀溶液（100 g·L-1），混勻后用純水定容至刻度線，使硒的質量濃度分別為 0 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、6.0 μg·L-1、8.0 μg·L-1和 10.0 μg·L-1。 硒 元素標準曲線測定數據見表2。

表2 硒元素標準曲線測定結果表

依據《生活飲用水標準檢驗方法 水質分析質量控制》（GB/T 5750.3—2006）要求[5]，標準曲線的相關系數一般≥0.999，本次制作的標準曲線相關系數為0.999 6，滿足其要求。

2.5.2 檢出限及測定下限

方法檢出限是使用特定分析方法可從待測樣品中判定目標物質存在的最小濃度或最小量，具有定性的作用，故僅研究方法檢出限，對儀器檢出限不做討論。方法檢出限的計算和評價方式多樣，本文采用全程序空白測試結果來估算方法檢出限，對空白溶液進行20次測量并根據公式（2）進行結果分析。

式中：MDL為方法檢出限；σwb為空白平行測定（批內）標準偏差（測定次數≥20）。

本文采納《環境監測分析方法標準制訂技術導則》（HJ 168—2020）中關于測定下限的規定[6]，即一般4倍的方法檢出限表示為測定下限，檢出限及測定下限結果見表3。

表3 硒元素的熒光值及濃度結果表

由表3可知，硒元素的濃度平均值為0.091 7 μg·L-1，標準偏差為0.012 9，硒元素的方法檢出限為0.059 0 μg·L-1，測定下限為 0.236 0 μg·L-1。為方便數據計算使用，測定下限的最終結果取0.3 μg·L-1，標準方法中介紹氫化物原子熒光法中硒的最低檢測質量濃度為0.4 μg·L-1，測試結果滿足方法要求。

2.5.3 精密度

精密度表征在獨立測試結果間的一致程度，通常用相對標準偏差RSD表示。用標準物質配制低、中、高3個濃度梯度的標準溶液作為樣品，按照標準方法全程序平行測定8次，測定數據及結果見表4。

表4 精密度測試結果表（單位：μg·L-1）

由表4可知，低、中、高濃度梯度測試樣品的相對標準偏差分別為4.520%、1.430%、1.690%，滿足《生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標》（GB/T 5750.6—2006）中相對標準偏差＜5.0%要求。此外，低濃度測定結果的相對標準偏差偏大，中濃度、高濃度測定結果的相對標準偏差較小，因此日常檢測時應適當增加低濃度樣品的測定次數，以減少偶然誤差，并且使待測樣品的濃度盡可能落在標準曲線測定范圍的中上段。

2.5.4 正確度

正確度是指無窮多次重復性測定結果的平均值與參考值之間的接近程度，通常用偏倚表示，而測量結果的偏倚用標準物質加標測定樣品回收率進行評估，用以排除可能存在的系統誤差。取3份25 mL相同水樣，分別移取濃度為10 μg·L-1的加標液體積0.1 mL、0.4 mL、0.6 mL加入上述水樣，按照標準方法進行消解預處理。經測定，水樣消解液質量濃度為0.352 μg·L-1。按照式（3）對加標回收率進行計算：

式中：P為加標回收率；μa為加標水樣消解液測定值；μb為水樣消解液測定值；m為加入標準的質量。結果見表5。

由表5可以看出低、中、高濃度梯度加標回收率分別為90%、104%、106%，均在《生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標》（GB/T 5750.6—2006）中加標回收率85.0%～116.0%范圍內。

表5 低、中、高濃度加標回收測試結果表

另外《生活飲用水標準檢驗方法 水質分析與控制》（GB/T 5750.3—2006）介紹了對標準樣品進行分析，比較測定值與保證值的相對誤差來評價正確度的方法。實驗使用壇墨質檢生產的水中硒標準樣品[編號為BY400018， 標 準 值 為 8.07 μg·L-1， 擴 展 不 確 定 度（k=2）：0.58 μg·L-1]，按照作業指導書稀釋 25倍后再平行測定 6 次，結果分別為：7.92 μg·L-1、8.47 μg·L-1、8.62 μg·L-1、8.31 μg·L-1、8.25 μg·L-1和 8.29 μg·L-1，平均值為8.31 μg·L-1，相對誤差為2.97%。結果滿足《水和廢水監測分析方法》（第四版）質量控制指標中關于熒光光度法測定硒的實驗室內相對誤差≤±15%的要求[7]。

3 結論

依據《生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標》（GB/T 5750.6—2006）介紹的氫化物原子熒光法進行了毒理指標硒的方法驗證，證實了實驗室在人員、設備、物料、環境、方法性能等方面均滿足檢測要求，通過分析方法性能實驗數據可知：標準曲線相關系數為 0.999 6；方法檢出限為 0.059 0 μg·L-1，測定下限為0.3 μg·L-1；低、中、高濃度梯度樣品的精密度相對標準偏差分別為4.520%、1.430%、1.690%；低、中、高濃度梯度加標量的加標回收率分別為90%、104%、106%；標準樣品測試的相對誤差為2.97%。綜上，實驗室具備開展生活飲用水中硒的檢測能力。