流動注射分析法測定總氰化物標準研究

魏若宇，王 巍

（深圳市生態環境局大鵬管理局，廣東 深圳 518116）

近年來，隨著生活水平的不斷提高，社會公眾對水資源的安全要求不斷提升，對水環境質量的檢測要求也不斷提高[1]。氰化物是水環境污染中的一項重要污染物，金屬電鍍、礦石浮選、塑料生產等工業生產產生的排放物是其主要來源。水中氰化物濃度過高，會對各種生命體產生毒害作用，造成嚴重的環境污染，同時也會危害人體健康，因此，監測控制水中氰化物濃度是一項重要工作[2]。水中氰化物存在形式多樣，一般可歸納為易釋放氰化物和總氰化物。總氰化物一般是指在酸性溶液（含磷酸成分）pH值小于2的環境中，在高溫加熱蒸餾的條件下，含有CN-的絡合物與溶液中的磷酸和乙二胺四乙酸發生化學作用，反應產生氣態的氰化氫，最終被堿性溶液所吸收。在日常生活和工業生產中所接觸到的含堿金屬的氰化物，以及含鋅、鐵的氰絡合物均為總氰化物。本文通過實驗室流動注射儀開展對總氰化物的標準方法驗證，并通過對深圳市大鵬區具有代表性的地表水、生活污水樣品開展檢測，分析該方法在日常監測工作中的適用性，其分析結果對于總氰化物快速高效檢測工作具有重要的參考價值。

1 試驗

1.1 試驗原理

本試驗以《水質 氰化物的測定 流動注射—分光光度法》（HJ 523—2017）為依據，其原理為：樣品先與磷酸混合，在獨立加熱蒸餾單元140 ℃高溫高壓下發生水解，然后被紫外光裂解為金屬CN-的復合物，氣態的HCN從樣品中釋放，穿過Teflon膜，被堿性吸收液吸收（氫氧化鈉溶液），CN-與氯胺T反應轉化為CNCl，CNCl再與異煙酸和巴比妥酸混合發生顯色反應，生成藍紫色的絡合物，在600 nm處進行比色，測定其吸光度。

1.2 主要儀器

流動注射儀（哈希水質分析儀器有限公司生產，型號QC8500S2，包括獨立的顯屏調溫加熱蒸餾單元模塊、試劑與樣品自動注入泵、試驗自動前處理模塊化通道、多重自動化化學反應通道、180位X-Y-Z三項自動化進樣裝置、16位獨立設置試劑抽入蠕動泵、分光光度法流通檢測池、自動化儀器控制及檢測數據綜合處理系統等）；超純水制備裝置（美國密理博公司生產，型號milli-Q Reference）。

1.3 主要試劑

在總氰化物分析試驗中，本實驗室所用的分析試劑均來源于采購的符合國家實驗標準的分析純和優級純試劑，試驗過程中的用水均為當天超純水設備所制備的去離子水，符合國家標準要求。由于溶于水的氣體在高溫高壓環境下溶解度降低，會形成氣泡干擾試驗結果，因此總氰化物試驗中所用試劑和水在上機前均需進行除氣預處理，一般用純氦氣（使用高壓氦氣除氣，除氣時間不應低于1 min）或者超聲設備除氣（使用超聲波振蕩器除氣，除氣時間應在15 min以上），試驗主要試劑包括磷酸（H3PO4）、氫氧化鈉（NaOH）、無水磷酸二氫鉀（KH2PO4）、氯胺-T（C7H9ClNNaO3S）、巴比妥酸（C4H4N2O3）、異煙酸（C6H5NO2）、氦氣（純度≥99.99%）、氰化物標準溶液（以CN-計）。

2 方法驗證

本試驗以《環境監測分析方法標準制定技術導則》（HJ 168—2020）的技術方法要求為依據，對總氰化物的標準方法開展實驗室方法驗證，分別進行標準曲線、檢出限、測定下限、精密度、正確度、樣品加標回收率等測定。

2.1 標準曲線測定

選用總氰化物標準溶液（中國計量科學研究院生產，編號：GBW（E）080115，批號：23023，濃度50 mg/L），以氫氧化鈉溶液為溶劑，于容量瓶中制備6個標準點濃度的標準溶液，其中總氰化物（以CN-計）濃度為：0.00微克/升（μg/L）、2.00微克/升（μg/L）、5.00微克/升（μg/L）、10.0微克/升（μg/L）、25.0微克/升（μg/L）、50.0微克/升（μg/L）、100微克/升（μg/L）。

開展標準曲線濃度點測定，分別將各濃度點標準溶液按低濃度到高濃度的順序依次上機檢測，經系統計算處理得到總氰化物標準曲線圖（見圖1），其中橫坐標為各濃度的總氰化物濃度ρ（以CN-計， 單位：μg/L），縱坐標為樣品峰模型的峰面積y（ 單位：V·s），根據檢測結果計算標準曲線方程，計算結果見表1。

表1 標準曲線計算結果表

圖1 總氰化物標準曲線圖

經計算，標準曲線方程為ρ=5.51，y-1.86，其相關系數為r=0.999 9，標準曲線檢驗結果滿足標準方法對相關系數r≥0.995的要求。

2.2 總氰化物的方法檢出限驗證

根據HJ 168—2020標準方法的要求，試驗方法檢出限驗證需要重復測定空白樣，測定次數計為n次，統計測定n次的空白樣結果，計算其標準偏差S，查找HJ 168—2020標準方法上規定的n次空白測定對應的t值，即可計算方法檢出限（以MDL表示），計算公式為：

其中，“MDL”是指通過測定計算得到的方法檢出限；“t”是指在n-1次自由度實驗過程中，測定結果可信度應達到99%的t分布；“n”表示為平行樣重復測定次數；“S”表示為重復測定n次的空白樣計算標準偏差。在本次總氰化物試驗中，測定次數n設置為7次，測定結果見表2。

表2 總氰化物方法檢出限測定結果分析表

經計算，平行樣品7次測定的均值X為0.000 6 mg/L，標準偏差S為0.000 1 mg/L，經查表重復測定7次的t值為3.143，計算可得方法檢出限MDL為0.000 3 mg/L，測定下限一般為方法檢出限的4倍，計算得出測定下限為0.001 2 mg/L。根據標準方法的規定，本次試驗以異煙酸-巴比妥酸作為顯色劑，測定水中總氰化物的檢出限應小于0.001 mg/L，測定下限應小于0.004 mg/L，因此，計算方法檢出限和測定下限均符合標準方法的要求。

2.3 精密度測定

標準曲線線性范圍上限為0.100 mg/L，根據HJ 168—2020要求，分別選取低濃度（0.010 mg/L）、中濃度（0.050 mg/L）、高濃度（0.090 mg/L，濃度范圍應在曲線范圍上限的90%附近）有證標準物質上機測定，各濃度總氰化物標樣分別重復測定6次，根據測定結果計算重復測定樣品的平均值和標準偏差，用平均值和標準偏差計算實驗室內相對標準偏差，測定結果見表3。

表3 精密度測定結果分析表

經計算，低濃度樣品測定平均值為0.010 1 mg/L，標準偏差為0.000 3 mg/L，相對標準偏差為3.0%；中濃度樣品測定平均值為0.048 7 mg/L，標準偏差為0.000 3 mg/L，相對標準偏差為0.6%；高濃度樣品測定平均值為0.089 0 mg/L，標準偏差為0.000 7 mg/L，相對標準偏差為0.8%；根據測定結果，試驗精密度各項參數均符合標準要求。

2.4 正確度測定

2.4.1 國家有證標準物質測定

選擇總氰化物國家有證標準物質（生態環境部標準樣品研究所生產，編號：GSB07-3170-2014，批號：202265），總氰化物樣品濃度為0.183±0.016 mg/L，分別對樣品重復測定6次，測定結果見表4。

表4 國家有證標準物質測定結果分析表

經測定，批號：202265的總氰化物國家有證標準物質重復測定6次的均值為0.178 mg/L，測定結果在有證標準物質證書要求的范圍內。

2.4.2 實際樣品加標回收率測定

選取深圳市大鵬區具有代表性的某生活污水排放口和某河流監測點，分別采集生活污水和地表水總氰化物水樣，實際樣品含有多種雜質，直接測定會導致流動注射儀管路堵塞，影響監測結果，需對實際樣品進行過濾預處理，方可上機測定。

經預處理后，用5.00 mg/L標準溶液對生活污水樣品加標，加標量為5.00 μg，定容體積為250 mL；用5.00 mg/L標準溶液對地表水樣品加標，加標量為5.00 μg，定容體積為250 mL，兩種樣品加標次數均為6次，分別測定初始樣品和加標樣品的濃度，測定結果見表5。

經計算，總氰化物生活污水樣品加標回收率在98.5%～102%，總氰化物地表水樣品加標回收率在96.3%～99.7%，均滿足總氰化物標準所規定的加標回收率應在70%～120%的要求。

3 結論

第一，本試驗參照（HJ 168-2020）標準方法的要求，對總氰化物（HJ 523—2017）執行標準開展方法驗證。經測定計算，總氰化物流動注射-分光光度法的標準曲線線性符合要求，相關系數為r=0.999 9，達到標準r≥0.995的要求；測定計算總氰化物方法檢出限MDL=0.000 3 mg/L，測定下限為0.001 2 mg/L，符合方法檢出限不高于0.001 mg/L，測定下限不高于0.004 mg/L的標準；選取低濃度（0.010 mg/L）、中濃度（0.050 mg/L）、高濃度（0.090 mg/L）3個不同濃度標準樣品開展精密度驗證，測定平均值分別為0.010 1 mg/L、0.048 7 mg/L、0.089 0 mg/L，相對標準偏差分別為3.0%、0.6%、0.8%；結果符合標準規定；開展方法正確度測定，總氰化物國家有證標準物質測定結果為0.178 mg/L，總氰化物生活污水和地表水實際樣品加標回收率計算結果分別為98.5%～102%和96.3%～99.7%，均達到要求。

第二，方法驗證結果表明，本試驗條件可以滿足《水質 氰化物的測定 流動注射-分光光度法》（HJ 523—2017）方法在深圳市大鵬區生活污水、地表水總氰化物日常監測分析中的要求，該方法在實際試驗分析過程中具備檢測效率高、分析速度快等特點，對地表水、生活污水等多種水樣能較為穩定地開展監測分析工作，體現較強的適用性，具有較高的參考價值。