論前處理技術(shù)在分光光度法測定環(huán)境樣品中的重要性

盧嘉 王孝生

摘 要：通過前處理技術(shù)對分光光度法測定環(huán)境樣品的影響分析，探討了環(huán)境樣品的前處理技術(shù)對檢測結(jié)果的影響以及在實際工作中前處理技術(shù)應(yīng)用方面的重難點，結(jié)合原因分析，提出相應(yīng)的對策措施。

關(guān)鍵詞：前處理技術(shù);分光光度法;環(huán)境樣品

分光光度法在環(huán)境樣品的檢測中應(yīng)用廣泛，大部分屬于常規(guī)項目范疇[1]，如水中的綜合性指標(biāo)總磷、總氮等，單項指標(biāo)氨氮揮發(fā)酚、氰化物、六價鉻等。分光光度雖然應(yīng)用廣泛，但由于原理的局限性，環(huán)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(jié)果的定量準(zhǔn)確性影響最普遍[2]，樣品的前處理技術(shù)就是消除這類干擾因素的影響。分光光度法測定環(huán)境樣品屬于常規(guī)分析項目，數(shù)量眾多、工作量大，樣品前處理技術(shù)若不能很好的按照標(biāo)準(zhǔn)方法執(zhí)行，檢測結(jié)果就可能有偏差，會有產(chǎn)生不實報告的風(fēng)險。《檢驗檢測機(jī)構(gòu)監(jiān)督管理辦法》（國家市場監(jiān)督管理總局令第39號）第十三條規(guī)定：檢驗檢測機(jī)構(gòu)樣品處置不符合標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定，屬于出具不實檢驗檢測報告。所以，樣品的前處理技術(shù)在分光光度法測定環(huán)境樣品過程中的作用至關(guān)重要。

目前，關(guān)于環(huán)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(shù)介紹方面，而系統(tǒng)介紹前處理技術(shù)在分光光度法測定環(huán)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(tǒng)介紹前處理技術(shù)對分光光度法檢測環(huán)境樣品的影響，對產(chǎn)生的原因進(jìn)行剖析，并提出相應(yīng)的對策分析。

1前處理技術(shù)對分光光度法測定環(huán)境樣品的影響

環(huán)境樣品前處理的選擇不僅與檢測目標(biāo)和評價需求有關(guān)，還與標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的質(zhì)量控制要求有關(guān)。方法標(biāo)準(zhǔn)中對分光光度法測定環(huán)境樣品中各指標(biāo)的前處理都有詳細(xì)的描述，環(huán)境樣品分析時應(yīng)根據(jù)樣品的實際情況采取相應(yīng)的前處理技術(shù)排除相關(guān)干擾，在滿足質(zhì)量控制要求的前提下實現(xiàn)既定的檢測目的。

1.1前處理技術(shù)的選擇與檢測目的有關(guān)

方法標(biāo)準(zhǔn)中對分光光度法測定環(huán)境樣品中各指標(biāo)的前處理技術(shù)都有詳細(xì)的描述，同一個項目由于前處理技術(shù)不同可能導(dǎo)致檢測具體指標(biāo)不同或檢出限差異。環(huán)境樣品分析過程中存在以下兩種情況：①檢測指標(biāo)的差異性 如：分光光度法測定水質(zhì)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(biāo)也不同，前者測定的為氰化物總量目標(biāo)，后者測定的為氰化物的特性指標(biāo);②檢出限有差異 由于檢測目標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)不同而采用不同的前處理技術(shù)，如：4-氨基安替比林分光光度法測定水質(zhì)揮發(fā)酚項目，地表水、地下水和飲用水宜用萃取法的前處理技術(shù)，因為萃取法的檢出限滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的評價要求，而部采用前處理技術(shù)的直接分光光度法測定不能滿足地表水相關(guān)評價要求，故一般用于工業(yè)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(huán)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(zhì)與待測離子或顯色劑形成更穩(wěn)定的配合物，使顯色反應(yīng)不能進(jìn)行完全;④干擾物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)中對不同干擾因素采取的前處理方法都有明確的規(guī)定，但環(huán)境樣品中具體的干擾因素需要分析人員準(zhǔn)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(zhǔn)確判斷往往是重難點，表現(xiàn)在兩個個方面：①干擾因子種類多 目標(biāo)物質(zhì)的干擾因素可能有很多種，如《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535）中規(guī)定水樣中含有懸浮物、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機(jī)物時會產(chǎn)生干擾，含有此類物質(zhì)要做適當(dāng)處理，以消除對測定的影響;②肉眼判定不準(zhǔn)確容易造成數(shù)據(jù)不實 環(huán)境樣品表觀為不含懸浮物，低色度的清潔地表水，很多標(biāo)準(zhǔn)中也說明該類樣品可以直接測定，但在實際工作中發(fā)現(xiàn)直接測定和采用前處理技術(shù)后還是有很大的偏差，這也是日常工作中最容易產(chǎn)生不實數(shù)據(jù)的關(guān)鍵點，如地表水（江水、河水等）樣品，六價鉻指標(biāo)直接測定的吸光度往往都在0.020以上，檢測結(jié)果為定量檢出，而經(jīng)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(jié)果經(jīng)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(shù)后的吸光度一般相差0.060以上，總磷采用濁度-色度補(bǔ)償扣除的前處理技術(shù)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(shù)的重難點影響因素主要有三個方面：①環(huán)境樣品基體復(fù)雜 環(huán)境樣品一般包含地表水、地下水、企業(yè)廢水，復(fù)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(huán)境樣品量大 環(huán)境樣品的項目中特別是常規(guī)的分光光度法測定項目，每天分析數(shù)量很龐大，樣品的前處理工作耗時長、程序復(fù)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(zhǔn)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(shè)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(zhì)量控制措施輔助前處理技術(shù)分析環(huán)境樣品

環(huán)境樣品分析中，無法通過表觀觀察或現(xiàn)有的資料信息去判斷干擾因素時，可以采取質(zhì)量控制措施如室內(nèi)空白、全程序空白、運輸空白、室內(nèi)精密度平行、現(xiàn)場密碼平行、加標(biāo)回收、標(biāo)準(zhǔn)樣品、室內(nèi)互檢、室間互檢、方法比對、儀器比對、人員比對和質(zhì)量控制圖等進(jìn)行輔助判斷。其中常用的與排除干擾因素有關(guān)的質(zhì)量控制措施包括空白試驗、精密度檢查和加標(biāo)回收率試驗。空白試驗?zāi)芊从硨嶒炇业幕厩闆r，給出方法的本底檢測結(jié)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(shù)及分析過程的一致性;加標(biāo)回收反映樣品基體干擾情況，給出干擾因素帶來的正負(fù)偏差大小。分析人員可以根據(jù)質(zhì)量控制結(jié)果更換樣品前處理技術(shù)，直到分析結(jié)果滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。這種質(zhì)控措施運用需要耗費大量的人力和物力，在傳統(tǒng)的手工分光光度法分析環(huán)境樣品中的檢測是必不可少的，是檢測結(jié)果達(dá)到檢測技術(shù)規(guī)范要的保證措施。

2.2運用新的技術(shù)手段取代或改變傳統(tǒng)的前處理技術(shù)分析環(huán)境樣品

隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，繁雜的前處理技術(shù)結(jié)合分光度法分析環(huán)境樣品的模式正在被自動化的檢測技術(shù)手段所取代，一般可分為兩種：①前處理技術(shù)和檢測技術(shù)整合為一體的全自動分析儀器 傳統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)方法的傳統(tǒng)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(jìn)而采取相應(yīng)前處理技術(shù)的情況，如流動注射分析技術(shù)檢測環(huán)境樣品中的氨氮、總磷、總氮、揮發(fā)酚、氰化物等，傳統(tǒng)的分光光度法幾乎都可以用流動注射法取代，該技術(shù)可以整合前處理技術(shù)中蒸餾、紫外消解、透析等，實現(xiàn)全自動化，大大節(jié)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(shù) 在環(huán)境樣品檢測中采用新的檢測技術(shù)，新檢測技術(shù)的原理和方法與傳統(tǒng)的分光光度法都不一致，方法改變后相應(yīng)的干擾因素也會發(fā)生重大改變，前處理技術(shù)也會發(fā)生改變。如氣相分子吸收光譜法檢測環(huán)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(tǒng)手工法存在的色度和濁度干擾在新檢測技術(shù)中都不是主要干擾因素，前處理技術(shù)的應(yīng)用也同時發(fā)生翻天覆地的改變。

3結(jié)論

環(huán)境樣品前處理技術(shù)在環(huán)境樣品分析中的應(yīng)用不僅與檢測目標(biāo)和評價需求有關(guān)，還與標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的質(zhì)量控制要求、工作量大小等因素有關(guān)，結(jié)合重難點原因分析，提出通過質(zhì)量控制措施輔助前處理技術(shù)分析環(huán)境樣品保證檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量，以及運用新的技術(shù)手段取代或改變傳統(tǒng)的前處理技術(shù)分析環(huán)境樣品。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[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(xué)院學(xué)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(yù)處理方法的改進(jìn)[J]. 福建分析測試，2021，30（02）：36-39.