淺析氣相分子吸收光譜法在水質高錳酸鹽指數的測定

馬曉玲 王小娟

（安徽省蕪湖水文水資源局 蕪湖 241000）

隨著社會經濟的快速發展，生活污水和工業廢水的大量排放，水資源的破壞也越來越嚴重。其中高錳酸鹽指數是評價水質污染程度的主要雙指標之一，常被作為還原性有機物和無機物污染程度的綜合指標。高錳酸鹽指數是一個相對條件性指標，在測定過程中受到加熱溫度、滴定速度等很多因素的影響，導致傳統國標方法在實際的水樣測定中，測定結果存在顯著差異。本文通過氣相分子吸收光譜法的測定原理、檢出限、精密度和準確度的分析，顯示測定結果優于經典法高錳酸鹽指數的測定。

1 實驗

1.1 方法原理

在規定的分析條件下，將待測成分轉變成氣態分子載入測量系統，測定其對特征光譜的吸收。

樣品中加入已知量的酸性高錳酸鉀溶液，于98℃條件下加熱30min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機還原性質氧化，反應后加入已知量亞硝酸鹽還原剩余的高錳酸鉀，使剩余的亞硝酸鹽在鹽酸乙醇混合溶液的作用下轉化成NO2，用載氣導入氣相分子吸收光譜儀中，以載氣做參比，在213.9nm 波長測的亞硝酸鹽氮的濃度，通過亞硝酸鹽氮濃度計算得到樣品中高錳酸鹽指數的含量。

1.2 儀器和試劑

1.2.1 儀器

CGM800 全自動CODMn分析儀主要由檢測器、反應器、專用樣品瓶及瓶蓋、硅膠墊、尾氣吸收管組成。實驗室常用相關玻璃器皿。

1.2.2 實驗試劑

實驗所用試劑見表1。

表1 實驗所用試劑表

1.3 環境條件

工作時室溫應保持15℃～30℃，濕度30%～70%。

1.4 測定步驟

1.4.1 樣品的保存與預處理

樣品采集后貯存于棕色玻璃瓶中，在0～4℃下避光保存，不超過兩天。

1.4.2 軟件操作

啟動全自動CODMn分析儀，將所有的泵管插入超純水中，待反應器溫度顯示達到95℃及以上，將所有試劑管放入對應的試劑瓶里，潤洗儀器兩遍，將待測樣品按順序放入對應的樣品位置，啟動消解程序儀器進入自動消解及測定過程。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的繪制

準確移取0.01mol/L 亞硝酸鈉標準使用液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL于6 個100mL 容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。標準系列濃度分別為0.00mg/L、0.35mg/L、0.70mg/L、1.40mg/L、2.80mg/L、4.20mg/L。根據設置的分析序列，以亞硝酸鹽濃度為橫坐標，以相應的吸光度為縱坐標繪制，標準曲線如圖1。

圖1 標準曲線圖

由表2可知，標準曲線的相關系數R=0.99985，線性關系良好，相關系數大于0.999。

表2 標準系列實驗數據表

2.2 檢出限和測定下限

按照樣品分析的全部步驟，重復n（n ≥7）次檢測檢出限濃度的2～5 倍，將各測定結果換算為樣品中的濃度或含量，計算n 次平行測定的標準偏差，按公式MDL=t·n-1，0.99×S 計算方法檢出限，其中：n 為樣品的平行測定次數；t 為自由度，S 為平行測定的標準偏差。當測定次數為7，置信度為99%時的t 值為3.143。高錳酸鹽指數檢出限實驗數據見表3。

表3 高錳酸鹽指數檢出限實驗數據表

經過計算得到高錳酸鹽指數的檢出限為0.006mg/L，測定下限為0.024mg/L。測定范圍大于經典法的0.5～4.5mg/L。

2.3 精密度的測定

在實驗中通常用實驗所得數據的相對標準偏差代表精密度，用實驗所得數據的相對誤差代表準確度。對濃度為2.17mg/L±0.16mg/L、3.89mg/L±0.35mg/L和5.14mg/L±0.42mg/L 的有證標準物質各重復測定6 次，并計算其相對標準偏差和相對誤差，見表4。

表4 高錳酸鹽指數精密度與準確度實驗數據表

通過測定和計算，測得高錳酸鹽指數相對標準偏差分別為0.33%、0.34%和0.37%，相對誤差分別為+5.5%、-3.1%、+4.1%，完全符合該樣品的保證值，可見使用氣相分子吸收光譜法測定高錳酸鹽指數具有較高的準確度。

2.4 實際樣品精密度

分別對自行采集的地表水、地下水和飲用水進行6 次平行測定，并計算相對標準偏差，見表5。

表5 飲用水、地下水、地表水精密度實驗數據表

通過測定和計算，測得飲用水、地下水、地表水的相對標準偏差分別為1.8%、0.4%、0.4%，相對標準偏差小于經典法相對標準偏差4.2%，說明氣相分子吸收光譜法精密度優于經典法，具有較高的穩定性和重現性。

3 結論

通過實驗，氣相分子吸收光譜法完全可適用于地表水中高錳酸鹽指數的測定，傳統的手工法操作程序繁瑣，勞動強度較大，受多種因素的影響對測定結果形成較大差異，氣相分子吸收光譜法具有較高的靈敏度、良好的精密度和準確度，操作程序簡單，系統誤差小，大大提高了實驗室自動化程度，值得進一步推廣■