原子熒光法測(cè)定水中砷的方法驗(yàn)證①

張芹 安東 秦容 張瀟天

（1重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心重慶 渝北 401102；2重慶市璧山區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站重慶 璧山 402760）

按照實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定相關(guān)要求，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)初次使用標(biāo)準(zhǔn)方法前，應(yīng)進(jìn)行方法驗(yàn)證［1‐2］。因此，對(duì)《水質(zhì)汞、砷、硒、鉍和銻的測(cè)定原子熒光法》（HJ 694‐2014）［3］中原子熒光法測(cè)定水中砷進(jìn)行方法驗(yàn)證，驗(yàn)證內(nèi)容包括：儀器設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及試劑耗材、方法性能指標(biāo)（校準(zhǔn)曲線、檢出限、測(cè)定下限、準(zhǔn)確度及精密度等），并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，選取不少于一種樣品進(jìn)行測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 方法原理

經(jīng)預(yù)處理的試液進(jìn)入原子熒光儀，在酸性條件的硼氫化鉀還原作用下，生成砷化氫，砷化氫在氬氫火焰中形成基態(tài)原子，基態(tài)原子受砷燈發(fā)射光的激發(fā)產(chǎn)生原子熒光，原子熒光強(qiáng)度與試液中待測(cè)元素含量在一定范圍內(nèi)呈正比關(guān)系［3］。

1.2 儀器與設(shè)備

AFS‐9530原子熒光光度計(jì)（配備自動(dòng)稀釋器），分析天平，電熱板。

1.3 試劑

鹽酸（優(yōu)級(jí)純），硝酸（優(yōu)級(jí)純），高氯酸（優(yōu)級(jí)純），氫氧化鈉（優(yōu)級(jí)純）、硼氫化鉀（分析純），硫脲（分析純），抗壞血酸（分析純），砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所），砷有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）。

1.4 實(shí)驗(yàn)條件

1.4.1 儀器測(cè)量條件

光電倍增管負(fù)高壓為280 V，燈電流為60 mA，載氣流量為300 mL/min，屏蔽氣流量為800 mL/min，讀數(shù)時(shí)間11 s，延遲時(shí)間1 s，原子化器高度為8 mm。

1.4.2 其他條件

載氣：高純氬；載流溶液：5%鹽酸；還原劑：0.5%硼氫化鉀‐2%氫氧化鉀，臨用現(xiàn)配。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性相關(guān)系數(shù)

移取1.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L）于100 mL容量瓶中，加入50%（V/V）鹽酸20 mL，用純水稀釋至標(biāo)線，混勻，配置成砷標(biāo)準(zhǔn)中間液（1.00 mg/L）。移取1.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)中間溶液（1.00 mg/L）于100 mL容量瓶中，依次加入50%（V/V）鹽酸20 mL、5%（m/V）硫脲‐抗壞血酸溶液20 mL，搖勻，放置30 min，用純水稀釋至標(biāo)線，混勻，配置成砷標(biāo)準(zhǔn)使用液（10.0μg/L）。原子熒光光度計(jì)自動(dòng)稀釋標(biāo)準(zhǔn)使用液，配制成0.0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、10.0μg/L等不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列。

按照1.4實(shí)驗(yàn)條件，按濃度由低到高依次測(cè)定不同砷標(biāo)準(zhǔn)使用液的原子熒光強(qiáng)度，以砷的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，原子熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程為：y=71.683*C‐5.911，相關(guān)系數(shù)r為0.999 8。由圖1可知，砷標(biāo)準(zhǔn)曲線線性較好，相關(guān)系數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求（r≥0.995）。

圖1 砷標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系圖

2.2 方法檢出限和測(cè)定下限

根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 680‐2020）附錄A方法特性指標(biāo)確定方法中A.1.1方法檢出限的一般確定方法：①空白實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)出目標(biāo)物，按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)n次空白實(shí)驗(yàn)（n≥7），將各測(cè)定結(jié)果換算為樣品濃度或含量，計(jì)算n次平行測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)偏差，按公式計(jì)算方法檢出限；②空白實(shí)驗(yàn)中未檢測(cè)出目標(biāo)物，按照樣品分析的全部步驟，對(duì)樣品濃度或含量為估計(jì)方法檢出限值3～5倍的樣品進(jìn)行n次平行測(cè)定（n≥7），計(jì)算n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按MDL=t（n‐1，0.99）×S計(jì)算方法檢出限，以4倍檢出限作為測(cè)定下限［4］。

由于空白實(shí)驗(yàn)未檢測(cè)出砷，按②空白實(shí)驗(yàn)中未檢測(cè)出目標(biāo)物方法確定檢出限，分別于100.0 mL空白樣中加標(biāo)0.1μg砷，按照1.4實(shí)驗(yàn)條件重復(fù)測(cè)定7次，將各測(cè)定結(jié)果換算為樣品中含量，計(jì)算7次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差S、t值后，按MDL=t（n‐1，0.99）×S計(jì)算方法檢出限，測(cè)定結(jié)果如表1所示。由表1可知，砷方法檢出限為0.2μg/L、測(cè)定下限為0.8μg/L，符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法HJ 694‐2014要求（方法檢出限為0.3μg/L、測(cè)定下限為1.2μg/L）。

表1 方法檢出限和測(cè)定下限測(cè)定數(shù)據(jù)表

2.3 方法精密度和準(zhǔn)確度

本方法驗(yàn)證選取環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所濃度為（45.5±3.1）μg/L砷有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行方法準(zhǔn)確度和精密度測(cè)試，按照1.4實(shí)驗(yàn)條件，重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果如表2所示。由表2可知，6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為2.1%，6次測(cè)定值均在砷有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保證值范圍內(nèi)，方法準(zhǔn)確度 和精密度均符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法HJ 694‐2014要求。

表2 砷有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定數(shù)據(jù)表

2.4 實(shí)際樣品測(cè)試

分別取50.0 mL混勻后的某水庫水樣于3個(gè)150 mL錐形瓶中（樣品、樣品平行、樣品加標(biāo)），加入（1∶1）硝酸‐高氯酸混合酸5 mL，在電熱板上加熱至冒白煙，冷卻后再加入50%（V/V）的鹽酸溶液5 mL，加熱至褐色煙冒盡，冷卻后移入50 mL容量瓶中，加純水定容，混勻后待測(cè)。分別取5.0 mL消解液于10 mL比色管中，依次加入50%（V/V）的鹽酸2 mL、5%（m/V）的硫脲‐抗壞血酸溶液2 mL，室溫放置30 min，純水稀釋定容，混勻，按照1.4的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表3所示。

表3 實(shí)際樣品測(cè)試測(cè)試數(shù)據(jù)表

HJ 694‐2014規(guī)定平行雙樣的相對(duì)偏差應(yīng)不大于20%，加標(biāo)回收率控制在70%～130%。本次方法驗(yàn)證中某水庫樣品測(cè)定結(jié)果為0.3 L，相對(duì)偏差為0%，加標(biāo)回收率為110%，滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求。

3 討論

本次方法驗(yàn)證中，實(shí)驗(yàn)室所用儀器設(shè)備均在檢定有效期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)過程中均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的試劑和蒸餾水，實(shí)驗(yàn)環(huán)境滿足方法要求，未受到其他項(xiàng)目干擾。

在本實(shí)驗(yàn)室確定條件下，該方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系較好，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)方法相關(guān)系數(shù)r≥0.995要求；砷檢出限為0.2μg/L小于方法檢出限（砷0.3 μg/L）；有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定合格；精密度、實(shí)際樣品加標(biāo)回收率均滿足分析要求，人員操作熟練，技術(shù)水平符合要求，達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)方法各項(xiàng)條件。