水中硒測定的精密度偏性試驗分析

郭彥秀

（太原市水文水資源勘測站，山西 太原 030001）

硒是人體必需的微量元素，微量的硒能夠增強人體免疫力，有助于達到延緩衰老、抗氧化等效果，能有效預防心血管疾病及癌癥的發生，攝入過多則會引起硒中毒。硒在自然界的分布廣泛，主要通過食物鏈影響人體健康，而飲水是食物鏈中的重要環節。因此，精準測定水樣中的硒含量非常重要，這將為科學評估硒對當地環境的影響提供依據[1]。

硒通常呈無機和有機兩種形式存在于水體中，不同的水質和地區會影響硒的存在形式。通常情況下，純凈的自然水中含有四價和六價硒，某些特定的礦泉水中含有二價硒，工業廢水中含有各種價態的硒。硒的檢測方法有多種，比如比色法、極譜法、氣相色譜法、原子吸收光譜法和原子熒光法。其中，原子熒光法具有高靈敏度和低檢出限，可以同時分析多種元素等優點[2]，因而被廣泛用于實驗室測定水中硒含量。硒元素在環境水和自來水中的含量極低，用原子熒光光譜法檢測更能有效地反映水體中硒元素的真實情況，從而滿足對水質的監控需求[3]。原子熒光光度法測定水中硒，是預先將各種價態的硒轉化為四價硒，然后利用原子熒光光度計進行硒元素的定量分析。

根據《實驗室資質認定評審準則》的規定，水環境監測實驗室應當加強質量管理，嚴格把關可能影響檢測結果的各種因素，以確保檢測數據的科學、準確、公正。精密度偏性試驗作為實驗室內部質量控制的手段之一，可以更加準確地預測實驗室分析的誤差，并對分析方法的精密度和準確度進行全面而有效的檢驗與評估；作為檢測試驗，能在方法標準化過程中用來擬定分析方法結果允許差；通過數學統計，可以利用分析過程中產生的各種變量來評估檢測結果；通過科學的評估，可以準確地了解實驗室的設備性能、方法的適用性、操作人員的技術水平和實驗室的環境條件等實驗室整體水平以及檢測能力[4]，為實驗室內部質量控制及管理提供科學依據。所以，實驗室應定期開展精密度偏行試驗，并繪制質量控制圖，以確保檢測數據準確、可靠。

本文利用氫化物原子熒光光度法開展了水中硒檢測的精密度偏性試驗，并對結果數據進行分析研究。

1 精密度偏性試驗準備

1.1 依據標準

水質硒的測定依據是《水質硒的測定原子熒光光度法》（SL 327.3-2005）[5]。

1.2 設備設施

設備設施包括AFS-9330 型雙通道原子熒光光度計（北京吉天）、高強度硒空心陰極燈、高純度氬氣（99.99%）和移液管等常用玻璃器皿。

1.3 試劑及標準物質

試劑及標準物質包括實驗室用純水、5%鹽酸（優級純鹽酸配制）、0.5%氫氧化鉀-1%硼氫化鉀混合溶液（取2.5 g 氫氧化鉀溶于500 mL 純水中，搖勻后加入5.0 g 硼氫化鉀）和硒標準溶液（購買的水利部水中硒有證標準物質，濃度為1.0 mg/L）。

1.4 測試溶液

（1）空白溶液。用配制水樣方法配制純水。

（2）0.1 C 水中硒標準溶液。C 為標準曲線上限濃度（10.0 μg/L），用1.0 mg/L 的水中硒標準溶液稀釋配置。

（3）0.9 C 水中硒標準溶液。C 為標準曲線上限濃度（10.0 μg/L），用1.0 mg/L 的水中硒標準溶液稀釋配置。

（4）統一標樣。購買的水利部水中硒有證標準物質，標準值及擴展不確定度為30.0±2.1 μg/L。試驗過程中，為保證測定值落在曲線范圍內，需將其按證書稀釋方法稀釋配制后再稀釋5倍進行檢測。

2 精密度偏性試驗結果

此次試驗，利用原子熒光光度計，選擇6 個濃度點分析（除零點外），進行硒標準曲線繪制，曲線測定結果詳見表1；然后每天按隨機順序對6種測試溶液進行平行測定，連續測定10 d，共10批20組數據，樣品測定結果詳見表2。

表1 標準曲線測定結果

表2 精密度偏性試驗樣品測定結果μg/L

3 結果分析

3.1 標準曲線檢驗

在水環境監測試驗中，標準曲線必需經過線性檢驗、截距檢驗才能使用[6]。

3.1.1 線性檢驗

線性檢驗是對標準曲線的精密度進行的檢驗，通常情況下，試驗所用分光光度法要求標準曲線相關系數|r|≥0.999，即檢驗合格；如果檢驗不合格，應立即查找原因并加以完善，再重新繪制標準曲線。由表2 可知，此次試驗標準曲線回歸方程有良好的線性關系，相關系數r=0.999 3，滿足要求，線性檢驗合格。

3.1.2 截距檢驗

截距檢驗是對標準曲線的準確度進行的檢驗。在標準曲線的線性檢驗合格基礎上，對校準曲線進行線性回歸，由表2可知，此次試驗標準曲線回歸方程式為y=72.108 7x-15.041 6；對截距a和0 進行t檢驗，t值為2.205。查t值表得t（0.05，n=7）=2.571，t＜t（0.05，n=7），則截距檢驗合格，曲線滿足要求[7]。

3.2 空白檢驗

通過空白試驗，可以準確地評估儀器、試劑、環境條件等多種因素對檢測結果的影響，從而有效地扣除試樣中試劑的本底值，計算出各種分析方法的檢出限（MDL）[8]。通常認為，當置信度達到95%時，樣品測定值與零濃度樣品測定值之間的顯著差異，就是檢出限。

空白測定次數不足20次時，其計算公式為：

空白測定次數大于20次時，其計算公式為：

式中：Swb為空白批內標準偏差，Swb=為批內自由度，f=m（n-1）；m為批數；n為每一批次的測定數量；tf為顯著水平0.05（置信度水平為95%），自由度為f時的值。

本次試驗測定20 次，檢出限按式（2）進行計算，通過計算得空白批內標準差Swb值為0.002 4 μg/L，檢出限MDL 值為0.011 μg/L，符合《水質硒的測定原子熒光光度法》（SL 327.3-2005）中0.300 0 μg/L 的要求。因此，空白檢驗合格，符合質控要求。

3.3 總標準偏差檢驗

總標準偏差檢驗的目的在于對各種不同溶液進行批內、批間變異檢驗，以便更好地探究誤差產生的根源。批內變異由操作中的隨機誤差引起，批間變異則由檢測人員、環境條件及試樣的不穩定性導致[9]。

按照表3中計算公式，分別計算0.1 C溶液、0.9 C溶液、天然水樣、加標樣品及統一標樣的批內批間變異，并進行變異顯著性檢驗（F檢驗）。經過試驗，發現5種溶液的變異結果都不顯著。通過計算總標準差，發現它們都低于方法的檢出限，因此總標準差檢驗合格。另外，F0.1C＜F0.9C，可見同一種溶液隨著濃度的增加，其誤差的累積效應逐漸顯著[10]。

3.4 準確度檢驗

通過對天然水樣進行加標回收試驗，計算加標回收率；對統一標樣進行測定，計算相對誤差進行準確度的檢驗評價。實驗室精密度偏性試驗一般用加標回收試驗來判斷準確度。

通過計算可知，10批樣品20個加標回收率試驗的加標率為93.5%～104%，平均值為98.0%，詳見表4，滿足《水環境監測規范》（SL 219-2013）[11]要求，準確度檢驗合格。

表4 加標回收率結果分析%

在統一標樣測定中，測定均值為30.1 μg/L，而標準樣品標準值為30.0 μg/L，相對誤差RE=0.26%，小于一般要求5%，且測定值均在標準物質要求的不確定范圍內，表明硒統一標樣檢測結果合格，無系統誤差，偶然誤差在可控制范圍內。

3.5 質量控制圖

通過質量控制圖，可以直觀地看到數據質量的變化情況。在精密度和準確度均滿足要求的基礎上，繪制質量控制圖，檢測人員能及時發現分析誤差是否有異常變化趨勢，進而采取相應的糾正措施。

在本次試驗中，使用了10批20組天然水樣檢測數據，并繪制了質量控制圖，如圖1所示。其中，X為中心線；X±3S為上、下控制線；X±2S為上、下警告線；X±S為上、下輔助線。由圖1 可知，所有的質量控制點都位于上、下警告線的范圍內，其中75%的點位于上、下輔助線內，沒有連續7個點出現上升或下降的趨勢，不存在連續7 個點偏在中心線同側的情況，因此該質量控制圖滿足要求。由此表明，此次試驗不存在影響分析準確度的環境因素，所選方法的隨機誤差在要求范圍內，無顯著系統誤差。

圖1 質量控制圖

4 注意事項

4.1 試劑及檢測溶液配制環節

（1）硼氫化鉀在堿性條件下較穩定，為防止其水解，配制0.5%氫氧化鉀-1%硼氫化鉀混合溶液時，需將硼氫化鉀溶于預先配置好的氫氧化鈉溶液中，配制次序不能顛倒且需現用現配。

（2）檢測所需的標準溶液應在試驗當天用貯備液或標準溶液配制，應使用同批次純水和試劑配制標準溶液，同時確保所用試劑符合標準要求。

(1)將識別樣本進行預處理,并提取特征參數短時平均能量E和短時能量抖動Es,若滿足以下條件式(13),則高壓開關柜為正常態。

（3）天然水樣加標試驗中，加標量需控制在一定范圍內，需滿足加標量小于等于待測物含量3 倍的要求。

4.2 檢測環節

（1）環境因素及儀器條件對試驗結果均有一定程度的干擾，故試驗過程需設定相同的儀器條件（負高壓、燈電流、原子化器高度、載氣流量等）及環境條件（溫度、相對濕度）。

（2）空白水樣檢測應使用與樣品檢測相同的方法，對純水進行與之完全相同的試驗[12]。

（3）所有測試溶液的濃度均應在檢測限值以內。

（4）為了使分析結果具有典型代表性，在對水樣中痕量元素進行精密度偏性實驗時，應至少進行10批次檢測[13]。

（5）2015 年，水利部水文司修訂了《實驗室質量控制考核與比對試驗實施辦法》，要求在進行質控圖分析時，控制水樣每日分析結果的相對偏差必須小于標準方法規定的相對偏差的2 倍，否則必須重新進行。

5 結論

通過對本次水中硒檢測的精密度偏性試驗結果進行計算分析，可得以下結論。

（2）各溶液總標準偏差檢驗合格，且由F0.1C＜F0.9C可得高濃度樣品受檢測時間影響更大，所以要求水樣必須在規定檢測時間內完成。

（3）加標回收率滿足要求，準確度檢驗合格。

（4）質控圖分布滿足要求。

由此可見，本實驗室利用原子熒光光度法測定水中硒，檢測結果準確度可靠，重復性好，檢測人員、設備設施、環境場所均滿足要求。