連續流動分光光度法測定總氮的精密度偏性試驗分析

蒲 喆

（陜西省水文水資源勘測中心,陜西 西安 710068）

總氮是水體中各種形態的有機和無機氮的總稱,在自然環境中,地表水中的總氮含量是衡量水質情況的重要指標之一。它的測定有助于評估水體被污染和自凈情況。地表水中氮、磷物質超標時,微生物大批量繁殖,浮游生物生長旺盛,呈現出富營養化狀態。傳統的檢測方法是紫外分光光度法,該方法對實驗器材以及樣品空白要求非常高,檢測結果偏高,分析數據的時間較長,受外界干預較大。為此,引入連續流動分析法到總氮的檢測當中,實現了分析自動化檢測,很大的提高了工作效率,減少了外界環境的干預[1]。本文采用空白試樣、0.1C標準溶液（C為檢測上限濃度）、0.9C、天然水樣、加標水樣、統一標樣進行實驗分析,從精密度、準確度、質控圖等手段進行分析,以及從檢驗人員水平、實驗室環境、儀器設備、藥品質量等諸多方面進行評價,對該方法進行精密度偏性試驗,為水環境監測、質量監督提供有力保障。

1 實驗部分

1.1 儀器

連續流動分析儀SKALAR San++ SA5000。

1.2 方法依據

連續流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法（HJ 667-2013）。

1.3 檢測原理

樣品與反映試劑在蠕動泵的推動下進入化學反應模塊,在密閉的管路中連續流動,水樣被氣泡按一定間隔規律地隔開,并按特定的順序和藥品反應后,進入流動比色池進行光度檢測。

在堿性介質中,水樣中的氮化合物在 107℃~110℃、紫外線照射下,被過硫酸鹽氧化為硝酸鹽后,經鎘柱還原為亞硝酸鹽。在酸性介質中,亞硝酸鹽與磺胺進行重氮化反應然后與鹽酸萘乙二胺偶聯生成紫紅色化合物,于波長 540 nm 處測量吸光度。

1.4 主要試劑

超純水制備的一級純水、過硫酸鉀溶液（優級純）、氫氧化鈉、四硼酸鈉、氯化銨（優級純）、磷酸、磺胺、鹽酸萘乙二胺、總氮標準溶液：500 mg/L。

1.5 操作部分

1.5.1 校準曲線的建立

用10 ml大肚吸管量取總氮標準溶液,按說明進行稀釋,依據規范制備標準系列（總氮質量濃度分別為：0.00 mg/L、0.20 mg/L、1.00 mg/L、3.00mg/L、5.00 mg/L 10.0 mg/L）,使用連續流動分析儀分析,檢測的校準曲線相關系數需≥0.995。每天分析一次校準曲線,測定結果與理論濃度值相對標準偏差應小于等于5%,否則從新建立校準曲線。

1.5.2 檢測水樣制備

按照《水質 總氮的測定 連續流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 667-2013）精密度偏性試驗的相關要求選取空白試樣、0.1C標準溶液（C為檢測上限濃度）、0.9C、天然水樣、加標水樣、統一標樣,以隨機次序每天分析1批,每批平行雙樣測定,共測定10 批。

2 結果分析

2.1 標準曲線繪制

標準曲線：截距a=0.1241；斜率b=0.0207；相關系數r=0.9999 ；符合r=0.995的要求。

2.2 精密度分析

2.2.1 空白批內標準差及方法檢測限分析

檢測限是指給定的可靠程度內（一般為 95%）可以從樣品中所檢測出的最小濃度或最小含量,同時是方法和儀器靈敏度的重要指標。要求計算的檢出限不大于標準方法規定檢出限（標準方法總氮的檢出限為 0.04 mg/ L） 。根據《水環境監測規范》（SL 219-2013）[2],方法檢出限按如下公式計算：

式中：Swb為空白平行測定批內標準差；tf為顯著水平為0.05（單側）,自由度為f時的t值；f為批內自由度f=m（n-1）,m為批數,n為每批測定個數。

根據空白試驗的測定結果,計算得出空白批內標準差Swb=0.0063,方法檢出限MDL=0.03 mg/ L,本次測定結果符合質量控制要求。

2.2.2 批內批間變異及總標準差檢驗

精密度是表示測量的再現性,指使用的分析程序過程中,在受控條件下對分析測定均一樣品重復測量,所得測定值的一致性程度。變異顯著性檢驗（F檢驗）：當批間變異/批內變異＜F0.05時,無顯著性差異（NS）；當 F0.05＜批間變異/批內變異＜F0.01時,顯著性證據不足；當批間變異/批內變異＞F0.01時,有顯著性差異。批內、批間變異顯著性檢驗說明見表1。

表1 批內、批間變異顯著性檢驗說明

本次測定試樣進行變異顯著性檢驗及總標準差檢驗,檢驗結果見表2。分析結果顯示各試樣結果無顯著性差異,而總標準差均小于測得濃度的5%或檢出限兩者的最大值,表明試驗精密度較高。

表2 批內批間變異、總標準差

2.3 準確度分析

準確度是反應方法系統誤差和隨機誤差的綜合指標。每天對加標水樣進行分析,共測定10 批,測得平均加標回收率為104%,達到在92%~111%之間的要求。達到方法要求,說明該數據準確度較高。

2.4 質控控制圖分析

質量控制圖是控制誤差的一種手段,主要目的是為了把分析當中的誤差控制在一定的范圍內,保證實驗結果的真實性。本文通過每天對有證統一標樣（8.90±0.62 mg/L）進行測定,同時對結果以質控圖的形式進行繪制,見圖1。由圖可得,S：0.246；9.01 mg/L,X為中心限；為上輔助限；為上警告限；為上控制限。為下輔助限2S位下警告限為下控制限。由質量控制圖可以得出,未出現連續七點落在中心線一側,則表明所有測定值沒有系統偏離,隨機分布于中心線的兩側,100%位于控制限內,表明測定過程均處于受控狀態。見圖1。

圖1 質量控制圖

3 結論

精密度偏性試驗是實驗室質量控制的重要手段,適用于新儀器新方法的確認,以及新進人員上崗考核。精密度偏性實驗能夠準確的控制實驗室分析過程中精密度與準確度。提高數據的真實性、可靠性。

本文對連續流動分析儀法水中總氮進行精密度偏性試驗,結果表明,分析項目最低檢出限低于標準方法檢出限,空白實驗分析達控制要求,0.1C標準溶液（C為檢測上限濃度）、0.9C、天然水樣、加標水樣、統一標樣,進行變異顯著性檢驗,各試樣結果無顯著性差異,樣品回收率達到方法要求的92%~111%之間,質量控制圖表明所有測定值沒有系統偏離,測定過程均處于受控狀態,說明準確度和精密度符合要求,儀器環境運轉正常,分析人員按照方法規定要求操作, 檢測數據準確、可靠,符合《連續流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 667-2013）、《水環境監測規范》要求。