比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)方法

楊 亦

（廣東省計(jì)量科學(xué)研究院，廣東廣州 510405）

比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)方法

楊 亦

（廣東省計(jì)量科學(xué)研究院，廣東廣州 510405）

隨著水質(zhì)分析技術(shù)的不斷發(fā)展，比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染中的水質(zhì)分析、工業(yè)生產(chǎn)中的廢水水質(zhì)分析。通過對比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)，可以很好地控制在使用比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析過程中帶來的分析誤差。結(jié)合平時的工作積累，就比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀計(jì)量特性校準(zhǔn)方法進(jìn)行討論。

比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀；計(jì)量；校準(zhǔn)；方法

1 概述

比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀是根據(jù)光電比色原理來測量液體中某種特定化學(xué)成分的儀器，被廣泛應(yīng)用于微量組分的測定，通常測定含量在10-1～10-4mg/L的痕量組分。近年來由于新的特效有機(jī)顯色劑和絡(luò)合掩蔽劑不斷被采用，可以在未經(jīng)分離條件下直接進(jìn)行比色測定，使得其分析范圍更加廣泛，分析效率更高。

目前，實(shí)驗(yàn)室使用的比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀都是依據(jù)物質(zhì)分子對可見光產(chǎn)生的特征吸收光譜及光吸收定律（朗伯-比爾定律）的原理，用未知濃度樣品與已知濃度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較的方法進(jìn)行定量分析。

朗伯-比爾定律的表達(dá)式見公式（1）：

式中：A——物質(zhì)的吸光度；

T——物質(zhì)的透射比；

a——物質(zhì)的吸收系數(shù)；

b——光路長度；

c——物質(zhì)的量濃度。

2 計(jì)量特性

多參數(shù)水質(zhì)分析儀各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表1

表1 多參數(shù)水質(zhì)分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)

3 校準(zhǔn)條件

3.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境

（1）儀器室內(nèi)無強(qiáng)烈的機(jī)械振動和電磁電場干擾，無強(qiáng)光直射，不得存放與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性氣體或試劑；

（2）實(shí)驗(yàn)室溫度：15～35℃；

（3）實(shí)驗(yàn)室濕度：≤80%RH。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和試劑

（1）重鉻酸鉀：純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

（2）氯化鈷：標(biāo)準(zhǔn)溶液；

（3）硫酸銅：分析純級。

3.3 校準(zhǔn)設(shè)備

（1）移液管：1mL；

（2）容量瓶：100mL；

（3）干燥箱：測量范圍0～300℃；

（4）分析天平：測量范圍0～200g；

（5）可見光透射比標(biāo)準(zhǔn)濾光片：測量范圍 透射比10%、20%、30%。

4 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

4.1 外觀檢查

儀器不能有外觀缺陷，按鍵開關(guān)、調(diào)節(jié)旋鈕等個部件工作正常。

4.2 穩(wěn)定度

4.2.1 零點(diǎn)穩(wěn)定度

儀器在不受光的條件下，調(diào)節(jié)儀器至零點(diǎn)，觀察3min內(nèi)透射比示值的最大變化，即為零點(diǎn)穩(wěn)定度。

4.2.2 光電流穩(wěn)定度

儀器校正零點(diǎn)后，打開光門，使接收元件受光，將儀器透射比調(diào)至100%或吸光度0.000Abs處，觀察3min內(nèi)透射比或吸光度示值的最大變化，即為光電流穩(wěn)定度。如儀器僅有濃度顯示，觀察濃度變化值。

4.3 透射比或吸光度的示值誤差

當(dāng)已知儀器的測量波長并有透射比或吸光度顯示時，儀器調(diào)好光電流后，用可見透射比標(biāo)準(zhǔn)濾光片進(jìn)行測量，測量3次，其平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差為其示值誤差。如儀器僅有濃度顯示，此步可省略。

4.4 線性示值誤差

根據(jù)測量不同物質(zhì)，查相關(guān)資料確定其大概波長范圍，配制其相關(guān)對應(yīng)有吸收的系列溶液，各濃度溶液重復(fù)測量3次，取其平均值。按線性回歸法求出工作曲線的截距和斜率，并列出工作曲線的直線方程（2），按公式（3）計(jì)算第i點(diǎn)按直線方程計(jì)算測得值，按公式（4）計(jì)算儀器的線性示值誤差，取誤差最大值為儀器的線性示值誤差。

直線方程：

線性示值誤差：

a ——斜率；

b——截距；

xi——第i點(diǎn)按直線方程計(jì)算測得值；

xsi——第i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)濃度值；

△xi——第i點(diǎn)測得值的誤差。

4.5 線性相關(guān)系數(shù)

根據(jù)測量不同物質(zhì)，查相關(guān)資料確定其大概波長范圍，配制其相關(guān)對應(yīng)有吸收的的系列溶液，各濃度溶液重復(fù)測量3次，取其平均值。用最小二乘法對曲線進(jìn)行處理，得到線性相關(guān)系數(shù)。

4.6 測量重復(fù)性

用其中一個可見光區(qū)透射比濾光片連續(xù)測量6次，其最大值與最小值之差為吸光度重復(fù)性RA或透射比重復(fù)性RA。或用其波長下的中間濃度溶液連續(xù)測量6次，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）作為重復(fù)性。RA按公式（5）或相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）按公式（6）計(jì)算：

式中：A最大——吸光度或透射比最大值；

A最小——吸光度或透射比最小值。

式中：RSD——相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；

n——測量次數(shù)。

5 校準(zhǔn)的意義和周期

通過對比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)可以很好地控制在使用比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析過程中帶來的分析誤差，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)一般委托有相應(yīng)資質(zhì)的第三方校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。一般校準(zhǔn)周期不超過1a。儀器使用維護(hù)人員可根據(jù)實(shí)際使用情況對周期進(jìn)行調(diào)整。在更換重要部件、維修或?qū)x器性能有懷疑時，應(yīng)隨時校準(zhǔn)。

[1] 盧貺，宋霞.基于MSP430的家用生理參數(shù)監(jiān)測儀[J].岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，（05）.

Calibration Method of Multi Parameter Water Quality Analyzer by Colorimetric Method

Yang Yi

With the development of water quality analysis，water quality analyzer based on colorimetric method is widely used in environmental pollution of water quality analysis and industrial wastewater analysis.The calibration of water quality analyzer based on colorimetric method made analytical error can be controlled in the process of the experimental analysis.Discuss the calibration method of water quality analyzer based on colorimetric method that connecting with work experience.

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O433

A

1003–6490（2016）04–0121–02

2016–03–27

楊亦（1984—），女，湖南長沙人，主要從事化學(xué)、生物計(jì)量方向的研究工作。