靛酚藍分光光度法測空氣中氨濃度氨標準曲線的斜率變化分析

石亞群，李 敏

(1.煙臺市建工檢測服務(wù)中心，山東 煙臺 264003；2.山東綠葉制藥有限公司，山東 煙臺 264003)

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染物控制規(guī)范》GB 50325-2010(2013)中要求：民用建筑工程驗收時，必須進行室內(nèi)環(huán)境污染物濃度檢測，其中民用建筑工程室內(nèi)空氣中氨的檢測方法，應符合現(xiàn)行國家標準《公共場所衛(wèi)生檢驗方法 第2部分：化學污染物》GB/T 18204.2-2014中靛酚藍分光光度法的規(guī)定。

1 實驗原理

靛酚藍分光光度法的原理是根據(jù)空氣中的氨被稀硫酸吸收，在亞硝基鐵氰化鈉及次氯酸鈉存在條件下，與水楊酸生成藍綠色的靛酚藍染料，根據(jù)著色深淺，比色定量。

2 設(shè)計實驗

測定樣品之前首先要進行氨標準曲線的繪制，標準曲線的斜率應為0.081±0.003吸光度/μg氨，但在實際實驗中結(jié)果經(jīng)常會偏離這個數(shù)值。根據(jù)詢問其他檢測機構(gòu)數(shù)據(jù)以及以前的實驗經(jīng)驗，標準曲線斜率出現(xiàn)偏高的情況較多。針對這一現(xiàn)象進行了以下推測：(1)蒸餾水可能有影響；(2)配制標準工作液時移液管操作不當導致濃度偏高；(3)滴加顯色劑時由于操作不當導致滴加過量。

2.1 控制變量為實驗用水

針對第一種推測進行了兩組實驗，第一組實驗使用新燒制的無氨蒸餾水(GB/T 18204.2-2014標準第8.1.2.1條)與購買的蒸餾水作比對，首先分別用兩種水各做四組空白試驗作比較。

表1 兩種水的空白吸光度

從試驗數(shù)據(jù)可以看出購買的蒸餾水空白吸光度數(shù)值更低。同時實驗所使用的具塞比色管是同一批次刷洗并風干，這排除了比色管的影響。之后實驗所用比色管均通過相同方式準備。第二組實驗分別使用兩種水做標準曲線。

表2 無氨蒸餾水

圖1 無氨蒸餾水標準曲線 表3 新購蒸餾水

圖2 新購蒸餾水標準曲線

從圖1圖2可看出兩種水雖然空白值有所差異，但是斜率大致相同(0.0865及0.0864)，但較標準數(shù)值仍舊偏高，考慮到可能存在人員操作問題，在此基礎(chǔ)上又增加一組人員比對實驗，原實驗人員為A，比對人員為B、C。

2.2 控制變量為人員差異

表4 無氨蒸餾水實驗人員B

圖3 無氨蒸餾水標準曲線200mL容量瓶

圖3數(shù)據(jù)跟圖1比較，斜率已在標準范圍內(nèi)，線性很好，這組對比實驗一是人員差異，二是配制標準工作液時所用容量瓶大小不同，實驗員A使用100mL容量瓶，實驗員B使用200mL容量瓶，初步分析這次比對實驗斜率不同是由于實驗人員操作差異導致。為排除偶然性，在此基礎(chǔ)上又重復一遍人員比對試驗。

表5 無氨蒸餾水實驗人員A

圖4 無氨蒸餾水標準曲線100mL容量瓶 表6 無氨蒸餾水實驗人員B

圖5 無氨蒸餾水標準曲線200mL容量瓶(實驗人員A) 表7 無氨蒸餾水實驗人員C

圖6 無氨蒸餾水標準曲線200mL容量瓶(實驗人員B)

對以上所有試驗進行分析：圖4與圖5比較仍是人員差異以及容量瓶差異，從數(shù)據(jù)來看圖5斜率更好。圖5與圖6實驗變量是人員差異，容量瓶使用相同規(guī)格，但圖6實驗斜率顯然較高可以看出人員操作是其中主要原因。分析圖4與圖1為同一實驗人員，都使用100mL容量瓶配制標準工作液，比較斜率相差不大(0.0865與0.0867)，實驗重現(xiàn)較好，并且比較 圖1圖2以及圖4的斜率可以看出，三者斜率都很接近，由此可以得出，本次實驗所用的購買蒸餾水與新燒制的無氨蒸餾水對斜率的影響不大，之后實驗不再作分析。分析圖5與圖3同一實驗員，使用200mL容量瓶配制標準工作液，比較兩者斜率變化浮動較大。綜合上述幾個實驗比對，分析得到以下結(jié)論：(1)實驗人員操作不同導致標準曲線斜率差異可能性很大。(2)由于配制標準工作液(將標準貯備液用吸收液稀釋1000倍)時，如果使用100mL容量瓶，需量取貯備液0.1mL，由于量取貯備液的量很少，配制過程中稍有誤差就會對曲線的斜率造成很大影響，所以配制標準工作液所使用容量瓶的大小對標準曲線的斜率影響不容小覷。

2.3 控制變量人員配制溶劑互換

針對結(jié)論一設(shè)計以下實驗：實驗人員A、B各配制吸收液以及標準工作液，然后交換所配制試劑分別做標準曲線。實驗用水為購買蒸餾水，配制標準工作液均使用200mL容量瓶。

表8 人員B配制標準工作液，人員A做曲線

圖7 購買蒸餾水標準曲線200mL容量瓶 表9 人員A配制標準工作液，人員B做曲線

圖8 購買蒸餾水標準曲線200mL容量瓶

通過圖7圖8這組實驗可以看出：兩名實驗人員標準曲線斜率跟之前所做數(shù)據(jù)變化很大，說明人員操作差異引起的誤差確實是一大主要原因。圖8跟圖4相比，標準工作液為同一人配制，斜率有所下降，變量在實驗人員以及所使用容量瓶上。圖7跟圖5相比，標準工作液為同一人配制，斜率相差不大，所使用容量瓶同為200mL，變量在實驗人員。綜合兩個結(jié)論分析，容量瓶不同造成的實驗結(jié)果差異更加顯著。

對這一結(jié)論增加一組實驗：配制標準工作液均使用500mL容量瓶。

表10 實驗人員A

圖9 購買蒸餾水標準曲線500mL容量瓶 表11 實驗人員B

圖10 購買蒸餾水標準曲線500mL容量瓶

使用500mL容量瓶配制標準工作液所得的標準曲線斜率如圖9、圖10所示，數(shù)據(jù)接近，偏差在0.6%左右，且斜率在標準規(guī)定范圍內(nèi)。變量是人員差異。由此可得結(jié)論：使用較大量程容量瓶配制標準工作液時，由人員操作引起的偏差就會降低；另一方面兩實驗人員在滴加顯色劑時存在的差異，對每一個點的吸光度有影響，但對于標準曲線斜率影響不大。圖9與圖2斜率相比較斜率有一定幅度下降，變量為所使用容量瓶量程增加，再一次證明，配制標準工作液時，使用大量程容量瓶所做標準曲線斜率更接近標準規(guī)定范圍。

分析實驗人員A所做標準曲線，其使用不同量程的容量瓶配制標準工作液所制得曲線如圖11所示。

圖11 實驗人員A配制標準溶液其標準曲線斜率

由圖11可以清楚看出使用不同容量瓶配制標準工作液所得的曲線斜率變化。在使用500mL容量瓶時，斜率最好。正是因為在稀釋貯備液的時候量取貯備液的體積誤差造成。量取體積越小，體積誤差造成的影響就會越大，表現(xiàn)在標準曲線的斜率上面就是與標準值偏離越遠，也就造成了平時做標準曲線時斜率偏高或者偏低。

3 結(jié)論

利用靛酚藍分光光度法測空氣中氨濃度做標準曲線時，對于出現(xiàn)曲線斜率偏離標準值的情況，可以通過使用更大量程的容量瓶配制標準工作液這一方法來縮小實驗誤差，進而使標準曲線的斜率更接近標準要求的數(shù)值。

使用不同的水，如蒸餾水，無氨水，對曲線斜率影響不大，但是對于空白值以及整體的數(shù)值影響很大。相同的，滴加顯色劑時，操作所引起的誤差對于每一根比色管都是相同的，對每一根比色管的吸光度數(shù)值影響較大，但對于斜率影響不大。比色管潔凈度對吸光度也有很大影響，但使用相同潔凈度的比色管，對標準曲線的斜率影響不大。

[1] 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB/T 18204.2-2014《公共場所衛(wèi)生檢驗方法 第2部分：化學污染物》[S].北京：中國標準出版社，2014：18-20.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50325-2010，民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2013版)[S]. 北京：中國計劃出版社，2013.