應用連續流動分析儀器同時測定飲用水中三種污染物

劉永華

(臨沂市水文中心, 山東 臨沂276000)

揮發酚、硫化物和陰離子表面活性劑均是判斷飲用水水質達標與否的污染性指標。 分光光度法工作量大、操作繁瑣,精密度和靈敏度差[1],分析結果易受人為干擾,有毒有害試劑使用量大,檢測效率低。 連續流動分析儀可同時檢測3 種污染物,具有檢出限低靈敏度和準確度高、操作簡便、對分析人員和環境的危害小,取樣少,可實現大批量快速檢測,自動化高,減少人力資源成本、生態環保等眾多優點。揮發酚、硫化物和陰離子表面活性劑采用連續流動分析法時[2-6],一般參照中華人民共和國水利行業標準SL/T 788—2019《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》,方法適用于生活飲用水、地下水、地表水、生活污水及工業廢水,檢出限分別是0.001、0.016、0.010 mg/L。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

SAN++連續流動分析儀、JQ-10 型純水機、FA2004 電子天平、移液管、容量瓶等。

1.2 實驗試劑

揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑的標準溶液和標準物質購自生態環境部環境發展中心環境標準樣品研究所。 其中,揮發酚標準溶液(批號為:102319)濃度為500 mg/L,硫化物標準溶液(批號為:104430)濃度為500 mg/L,陰離子表面活性劑標準溶液(批號為:103610)濃度為500 mg/L。 標準物質購自于生態環保部標準樣品研究所,揮發酚標準物質(批號為:210202)濃度為35.0 μg/L±2.5 μg/L,硫化物標準物質(批號為: 205542) 濃度為1.53 mg/L±0.12 mg/L,陰離子表面活性劑標準物質(批號為:204424)濃度為3.07 mg/L±0.18 mg/L。不同指標的其他檢測藥劑見表1。

表1 各指標檢測藥品試劑

2 實驗結果與討論

2.1 精密度

精密度是指在規定條件下使用同一方法對一均勻試樣進行重復分析時,所得分析結果的一致性程度,由分析的偶然誤差決定,偶然誤差越小,則分析的精密度越高。 精密度用標準偏差或相對標準偏差來表示,本次實驗選取低、中、高三種不同濃度的樣品連續測定6 次。

2.1.1 連續流動分析-分光光度法

用揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑標準溶液分別配制1.000 mg/L 的揮發酚標準使用液、10.00 mg/L 的硫化物標準使用液、10.00 mg/L 的陰離子表面活性劑標準使用液。 用配置好的揮發酚標準使用液分別制備0、0.002、0.010、0.030、0.060、0.100 mg/L 6 個濃度系列,硫化物和陰離子表面活性劑標準混合使用液分別制備0、0.020、0.100、0.300、0.600、1.00 mg/L 6 個濃度系列,制作標準曲線,見圖1。 可以看出揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑三種污染物的相關系數分別為0.999 9、1.000、0.999 9,符合標準方法要求的標準曲線的相關系數應不小于0.999。

圖1 連續流動分析-分光光度法標準曲線

配置低、中、高3 種不同濃度的樣品,采用連續流動分析-分光光度法連續檢測6 次,檢測結果和各濃度點的相對標準偏差詳見表2,采用連續流動分析-分光光度法測定3 種不同濃度樣品的相對標準偏差為0.37%～1.88%。

表2 連續流動分析-分光光度法測定3 種不同濃度樣品的相對標準偏差

2.1.2 分光光度法

用揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑標準溶液分別配制成濃度為1.000 mg/L 的揮發酚標準使用液、10.00 mg/L 的硫化物標準使用液、10.00 mg/L的陰離子表面活性劑標準使用液。 然后用配置好的標準使用液分別配置揮發酚標準曲線系列濃度為0、0.002、0.010、0.020、0.030、0.040、0.050 mg/L,硫化物、陰離子表面活性劑標準曲線系列濃度為0.000、0.050、0.100、0.300、0.500、1.00 mg/L,分光光度法測得揮發酚、硫化物、陰離子表面活性劑的標準曲線見圖2。

圖2 分光光度法標準曲線

配置低、中、高3 種不同濃度的樣品,采用分光光度法連續檢測6 次,檢測結果和各濃度點的相對標準偏差詳見表3,可以看出采用分光光度法測定3 種不同濃度樣品的相對標準偏差為0.21%～2.47%。

表3 分光光度法測定3 種不同濃度樣品的相對標準偏差

2.2 準確度

準確度是測量值與真值的符合程度。 一個分析方法或分析測量系統的準確度是反映該方法或該系統存在的系統誤差的綜合指標,決定著這個結果的可靠性。 準確度用絕對誤差或相對誤差表示。 評價準確度的方法可采用測定回收率、對標準物質的分析、不同方法的對比等方法。 本次實驗是用測定樣品的回收率和對標準物質分析來評價不同方法的準確度。

2.2.1 加標回收率

選用臨沂市某水庫為實驗水樣,分別用連續流動分析-分光光度法和分光光度法連續測定3 次,測定水樣的加標回收率。 取2 份試驗水樣各100 mL,分別加入2.00 mL 的1.000 mg/L 揮發酚標準溶液、3.00 mL 的10.00 mg/L 硫化物標準溶液、3.00 mL 的10.00 mg/L 陰離子表面活性劑標準溶液,均定容至200 mL,分別用連續流動分析-分光光度法和分光光度法連續測定3 次取平均值,計算2種不同方法的加標回收率,見表4。 由表4 可知,采用連續流動分析-分光光度法和傳統分光光度法測定樣品的加標回收率最小值是95.0%,最大值是105%,符合水環境監測規范SL 219—2013 的要求。

表4 連續流動分析-分光光度法和分光光度法加標回收率

2.2.2 標準物質測定

分別取揮發酚標準物質、硫化物標準物質、陰離子表面活性劑標準物質標準物質,按照標準物質證書給定方法進行稀釋,分別用連續流動分析-分光光度法和分光光度法對稀釋樣品進行測定,每個樣品平行測定3 次,分別計算其平均值和相對誤差,見表5。 由表5 中可知,連續流動分析-分光光度法和分光光度法測定標準物質的相對誤差的絕對值均小于5%,符合測定要求。

表5 連續流動分析-分光光度法和分光光度法標準物質測定結果

3 結論

連續流動分析-分光光度法和分光光度法均能滿足水環境監測規范SL 219—2013 的要求,測定曲線相關系數、準確度和精密度均滿足方法要求。 與分光光度法相比,連續流動分析-分光光度法縮短了單一樣品的檢測時間,可以實現3 種污染物同時檢測,保證了樣品的檢測時間要求,又提高了工作效率,節約人工成本。 連續流動分析儀自動吸取樣品與試劑,自動加熱、自動萃取、自動比色,省去了傳統分析方法中人工蒸餾、萃取、比色等繁瑣操作,且整個實驗均在一個密封系統中進行,很大程度上減少了環境污染,同時在一定程度上保障了實驗人員的人身安全。