連續流動分析法測定水中陰離子表面活性劑的方法驗證

李志林，施艷峰，葉正中，周書祥，楊春濤，張 薇

(云南省生態環境廳駐玉溪市生態環境監測站，云南 玉溪 653100)

1 引言

陰離子表面活性劑在工業、農業、醫藥和日常生活中有著廣泛的應用[1]，是一種生物難降解物質，當其濃度達到0.5 mg/L時，會在水體表面形成持久泡沫隔離層，造成微生物大量缺氧死亡[2]，進而導致水質惡化。陰離子表面活性劑作為水環境監測分析中的一項常規指標，普遍采用的分析方法是亞甲藍分光光度法[3]，該方法操作繁瑣且對分析人員傷害較大，而連續流動分析法具有分析效率高、適合大批量樣品分析、毒性小等優點[4]，能夠有效解決傳統方法存在的問題。目前，國家生態環境部尚未發布關于陰離子表面活性劑連續流動分析法的標準方法，根據《RB/T214-2017 檢驗檢測機構資質認定能力評價 檢驗檢測機構通用要求》[5]規定，結合單位實際工作和同系統其他單位情況，對水利部頒布的標準方法《水質 總氮、揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑和六價鉻的測定 連續流動分析-分光光度法 第4部分水質 陰離子表面活性劑的測定》(SL/T 788.4-2019)[6]進行方法驗證，以便順利開展大批量樣品分析檢測工作。

2 實驗原理

2.1 方法原理

在水溶液中，陰離子表面活性劑和亞甲藍反應生成藍色的鹽類，統稱為亞甲藍活性物質(MBAS)，該化合物被萃取到氯仿中并由相分離器分離，之后氯仿相經過干擾物質去除后在第二個相分離器中被再次分離。其色度與濃度成正比，在650/660 nm處測量其信號值[6]。

2.2 儀器原理

德國Seal公司生產的AA3連續流動分析儀采用并流技術，通過蠕動泵擠壓彈性聚乙烯泵管將一定比例的試樣、試劑和空氣吸入到密閉的管路反應系統，間隔空氣將試樣-試劑混合液分割成若干相同的片段，試樣和試劑在管路中流動的過程實現均勻混合并發生化學反應，生成某種檢測的物質流入檢測模塊進行比色檢測，儀器記錄每一時段不同的信號變化，由軟件自動計算濃度值[7]。

3 實驗方法

3.1 實驗試劑

(1)純水：實驗室用水為二級以上純水，有另行規定的除外。

(2)氯仿：使用前超聲波除氣30 min。

(3)硼酸鹽溶液：溶解15.83 g四硼酸鈉(優級純)和3.3 g氫氧化鈉(優級純)溶于800 mL純水中，定容至1000 mL，溶液穩定使用7 d。

(4)亞甲藍溶液(0.2%)：溶解0.20 g亞甲藍在100 mL純水中，定容并混勻。超聲溶解10 min，放置24 h后使用。必要時用氯仿進行洗滌，棄去用過的氯仿并用新的氯仿反復洗滌，直至氯仿層中沒有藍色或紅色為止，然后用玻璃纖維濾紙(0.45 μm)過濾洗滌過的試劑。

(5)堿性亞甲基藍：將100 mL硼酸溶液與100 mL無水乙醇混勻，再加入35 mL亞甲藍溶液，純水定容至1000 mL，震蕩1 h。溶液穩定使用7 d。

(6)酸性亞甲藍：將無水乙醇100 mL溶于800 mL純水，緩慢加入濃硫酸H2SO41 mL，再加入亞甲藍溶液12.5 mL，純水定容至1000 mL，震蕩1 h。溶液穩定使用7 d。

(7)十二烷基苯磺酸鈉溶液(500 mg/L)：購置于生態環境部環境發展中心環境標準樣品研究所。

3.2 標準曲線繪制

準確吸取10 mL十二烷基苯磺酸鈉溶液(500 mg/L)至250 mL容量瓶中，純水定容，此為20.0 mg/L的標準溶液；準確吸取100 mL濃度為20.0 mg/L的標準溶液至250 mL容量瓶中，純水定容，此為8.0 mg/L的標準溶液；分別吸取濃度為8.0 mg/L的標準溶液10.0 mL、5.0 mL、2.5 mL、1.0 mL、0.5 mL、0.0 mL至100 mL容量瓶中，純水定容，此即為0.800 mg/L、0.400 mg/L、0.200 mg/L、0.080 mg/L、0.040 mg/L、0.000 mg/L的標準曲線系列，按照儀器操作步驟對標準曲線進行測定，測定結果見表1。

表1 標準系列及線性方程

3.3 標準曲線的中間濃度點溶液校準核查

本次實驗選取標準曲線的中間濃度點溶液(濃度為：0.200 mg/L)每隔10個樣品進行校準核查，核查結果見表2。

表2 標準曲線的中間濃度點溶液校準核查結果

3.4 方法檢出限

本次方法檢出限MDL的確定依據《環境監測分析方法標準制訂技術導則》(HJ168-2020)[8]進行7次空白樣品的測定，由于空白樣品中未檢測出陰離子表面活性劑，故配制0.032 mg/L的標準樣品進行7次平行測定，方法檢出限按以下公式進行計算：

MDL=t(n-1,0.99)×S

(1)

式(1)中，MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測定次數；t為自由度為n-1，置信度為99%時的t分布值(單側)，本次取3.143；S為n次平行測定的標準偏差。根據所驗證的標準方法規定，測定下限為4倍的方法檢出限。測定及計算結果見表3。

表3 方法檢出限、測定下限測試數據

3.5 準確度實驗

本次準確度實驗采用測定有證標準物質(生產廠家：生態環境部環境發展中心環境標準樣品研究所，編號：204425)濃度和實際水樣加標的方式，測定結果見表4、表5。

表4 有證標準物質測試數據

表5 實際樣品加標測試數據

3.6 精密度實驗

本次精密度實驗測定6 次濃度為0.100 mg/L、0.500 mg/L的標準溶液和標準曲線中間點(濃度為0.200 mg/L)附近濃度，標準曲線中間點附近濃度選取有證標準物質(濃度為1.84±0.20 mg/L)稀釋10倍進行測定，測定結果見表6。

表6 精密度測試數據

4 結果評價

4.1 標準曲線評價

本次實驗繪制的標準曲線相關系數r=0.9999，滿足所驗證方法《水質 總氮、揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑和六價鉻的測定 連續流動分析-分光光度法 第4部分水質 陰離子表面活性劑的測定》(SL/T 788.4-2019)規定的相關系數r≥0.999的要求；校核點的信號值(A/D)與標準曲線中間濃度點信號值(A/D)的相對偏差為2.4%～3.0%，滿足方法要求的相對偏差應≤5%。

4.2 檢出限及測定下限評價

本次實驗計算出方法檢出限為0.008 mg/L，測定下限為0.032 mg/L，二者均在驗證方法中6家實驗室測定的檢出限0.002～0.008 mg/L、測定下限0.008～0.032 mg/L范圍內。

4.3 準確度評價

根據測定結果可知，編號為204425的有證標準物質測定值在給定的范圍內；同時實際地表水、地下水、飲用水、生活污水加標回收率分別為95.0%、91.0%、96.0%、93.5%，測定結果介于所驗證標準方法中6家實驗室對地表水、地下水、飲用水和生活污水加標測定的回收率91.6%～98.2%、90.4%～110%、95.7%～102%、88.2%～105%范圍內。

4.4 精密度評價

根據測定結果可知，濃度為0.100 mg/L和0.500 mg/L的標準溶液相對標準偏差分別為4.0%、1.0%，介于所驗證方法中6家實驗室測定濃度為0.100 mg/L、0.500 mg/L統一樣品的相對標準偏差1.61%～6.09%、0.55%～2.43%范圍內；編號為204425的有證標準物質稀釋10 倍后溶液的相對標準偏差為4.1%，介于所驗證方法中6家實驗室測定濃度為0.100 mg/L和0.500 mg/L統一樣品的實驗室內相對標準偏差0.055%～6.09%范圍內。

5 結論

本單位使用連續流動分析儀對水利部標準方法《水質 總氮、揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑和六價鉻的測定 連續流動分析-分光光度法 第4部分水質 陰離子表面活性劑的測定》(SL/T 788.4-2019)進行了方法驗證，各項測試指標：標準曲線、檢出限、準確度、精密度等均滿足方法要求，從人、機、料、法、環等方面綜合評價，本站具備使用連續流動分析儀分析檢測陰離子表面活性劑的能力。