靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)空氣中氨濃度氨標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率變化分析

石亞群，李 敏

(1.煙臺(tái)市建工檢測(cè)服務(wù)中心，山東 煙臺(tái) 264003；2.山東綠葉制藥有限公司，山東 煙臺(tái) 264003)

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染物控制規(guī)范》GB 50325-2010(2013)中要求：民用建筑工程驗(yàn)收時(shí)，必須進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境污染物濃度檢測(cè)，其中民用建筑工程室內(nèi)空氣中氨的檢測(cè)方法，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2部分：化學(xué)污染物》GB/T 18204.2-2014中靛酚藍(lán)分光光度法的規(guī)定。

1 實(shí)驗(yàn)原理

靛酚藍(lán)分光光度法的原理是根據(jù)空氣中的氨被稀硫酸吸收，在亞硝基鐵氰化鈉及次氯酸鈉存在條件下，與水楊酸生成藍(lán)綠色的靛酚藍(lán)染料，根據(jù)著色深淺，比色定量。

2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

測(cè)定樣品之前首先要進(jìn)行氨標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率應(yīng)為0.081±0.003吸光度/μg氨，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中結(jié)果經(jīng)常會(huì)偏離這個(gè)數(shù)值。根據(jù)詢問(wèn)其他檢測(cè)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)以及以前的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率出現(xiàn)偏高的情況較多。針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了以下推測(cè)：(1)蒸餾水可能有影響；(2)配制標(biāo)準(zhǔn)工作液時(shí)移液管操作不當(dāng)導(dǎo)致濃度偏高；(3)滴加顯色劑時(shí)由于操作不當(dāng)導(dǎo)致滴加過(guò)量。

2.1 控制變量為實(shí)驗(yàn)用水

針對(duì)第一種推測(cè)進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，第一組實(shí)驗(yàn)使用新燒制的無(wú)氨蒸餾水(GB/T 18204.2-2014標(biāo)準(zhǔn)第8.1.2.1條)與購(gòu)買(mǎi)的蒸餾水作比對(duì)，首先分別用兩種水各做四組空白試驗(yàn)作比較。

表1 兩種水的空白吸光度

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出購(gòu)買(mǎi)的蒸餾水空白吸光度數(shù)值更低。同時(shí)實(shí)驗(yàn)所使用的具塞比色管是同一批次刷洗并風(fēng)干，這排除了比色管的影響。之后實(shí)驗(yàn)所用比色管均通過(guò)相同方式準(zhǔn)備。第二組實(shí)驗(yàn)分別使用兩種水做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2 無(wú)氨蒸餾水

圖1 無(wú)氨蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線 表3 新購(gòu)蒸餾水

圖2 新購(gòu)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線

從圖1圖2可看出兩種水雖然空白值有所差異，但是斜率大致相同(0.0865及0.0864)，但較標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值仍舊偏高，考慮到可能存在人員操作問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上又增加一組人員比對(duì)實(shí)驗(yàn)，原實(shí)驗(yàn)人員為A，比對(duì)人員為B、C。

2.2 控制變量為人員差異

表4 無(wú)氨蒸餾水實(shí)驗(yàn)人員B

圖3 無(wú)氨蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線200mL容量瓶

圖3數(shù)據(jù)跟圖1比較，斜率已在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，線性很好，這組對(duì)比實(shí)驗(yàn)一是人員差異，二是配制標(biāo)準(zhǔn)工作液時(shí)所用容量瓶大小不同，實(shí)驗(yàn)員A使用100mL容量瓶，實(shí)驗(yàn)員B使用200mL容量瓶，初步分析這次比對(duì)實(shí)驗(yàn)斜率不同是由于實(shí)驗(yàn)人員操作差異導(dǎo)致。為排除偶然性，在此基礎(chǔ)上又重復(fù)一遍人員比對(duì)試驗(yàn)。

表5 無(wú)氨蒸餾水實(shí)驗(yàn)人員A

圖4 無(wú)氨蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線100mL容量瓶 表6 無(wú)氨蒸餾水實(shí)驗(yàn)人員B

圖5 無(wú)氨蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線200mL容量瓶(實(shí)驗(yàn)人員A) 表7 無(wú)氨蒸餾水實(shí)驗(yàn)人員C

圖6 無(wú)氨蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線200mL容量瓶(實(shí)驗(yàn)人員B)

對(duì)以上所有試驗(yàn)進(jìn)行分析：圖4與圖5比較仍是人員差異以及容量瓶差異，從數(shù)據(jù)來(lái)看圖5斜率更好。圖5與圖6實(shí)驗(yàn)變量是人員差異，容量瓶使用相同規(guī)格，但圖6實(shí)驗(yàn)斜率顯然較高可以看出人員操作是其中主要原因。分析圖4與圖1為同一實(shí)驗(yàn)人員，都使用100mL容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液，比較斜率相差不大(0.0865與0.0867)，實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)較好，并且比較 圖1圖2以及圖4的斜率可以看出，三者斜率都很接近，由此可以得出，本次實(shí)驗(yàn)所用的購(gòu)買(mǎi)蒸餾水與新燒制的無(wú)氨蒸餾水對(duì)斜率的影響不大，之后實(shí)驗(yàn)不再作分析。分析圖5與圖3同一實(shí)驗(yàn)員，使用200mL容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液，比較兩者斜率變化浮動(dòng)較大。綜合上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)比對(duì)，分析得到以下結(jié)論：(1)實(shí)驗(yàn)人員操作不同導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率差異可能性很大。(2)由于配制標(biāo)準(zhǔn)工作液(將標(biāo)準(zhǔn)貯備液用吸收液稀釋1000倍)時(shí)，如果使用100mL容量瓶，需量取貯備液0.1mL，由于量取貯備液的量很少，配制過(guò)程中稍有誤差就會(huì)對(duì)曲線的斜率造成很大影響，所以配制標(biāo)準(zhǔn)工作液所使用容量瓶的大小對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率影響不容小覷。

2.3 控制變量人員配制溶劑互換

針對(duì)結(jié)論一設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)人員A、B各配制吸收液以及標(biāo)準(zhǔn)工作液，然后交換所配制試劑分別做標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)用水為購(gòu)買(mǎi)蒸餾水，配制標(biāo)準(zhǔn)工作液均使用200mL容量瓶。

表8 人員B配制標(biāo)準(zhǔn)工作液，人員A做曲線

圖7 購(gòu)買(mǎi)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線200mL容量瓶 表9 人員A配制標(biāo)準(zhǔn)工作液，人員B做曲線

圖8 購(gòu)買(mǎi)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線200mL容量瓶

通過(guò)圖7圖8這組實(shí)驗(yàn)可以看出：兩名實(shí)驗(yàn)人員標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率跟之前所做數(shù)據(jù)變化很大，說(shuō)明人員操作差異引起的誤差確實(shí)是一大主要原因。圖8跟圖4相比，標(biāo)準(zhǔn)工作液為同一人配制，斜率有所下降，變量在實(shí)驗(yàn)人員以及所使用容量瓶上。圖7跟圖5相比，標(biāo)準(zhǔn)工作液為同一人配制，斜率相差不大，所使用容量瓶同為200mL，變量在實(shí)驗(yàn)人員。綜合兩個(gè)結(jié)論分析，容量瓶不同造成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異更加顯著。

對(duì)這一結(jié)論增加一組實(shí)驗(yàn)：配制標(biāo)準(zhǔn)工作液均使用500mL容量瓶。

表10 實(shí)驗(yàn)人員A

圖9 購(gòu)買(mǎi)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線500mL容量瓶 表11 實(shí)驗(yàn)人員B

圖10 購(gòu)買(mǎi)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)曲線500mL容量瓶

使用500mL容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率如圖9、圖10所示，數(shù)據(jù)接近，偏差在0.6%左右，且斜率在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)。變量是人員差異。由此可得結(jié)論：使用較大量程容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液時(shí)，由人員操作引起的偏差就會(huì)降低；另一方面兩實(shí)驗(yàn)人員在滴加顯色劑時(shí)存在的差異，對(duì)每一個(gè)點(diǎn)的吸光度有影響，但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率影響不大。圖9與圖2斜率相比較斜率有一定幅度下降，變量為所使用容量瓶量程增加，再一次證明，配制標(biāo)準(zhǔn)工作液時(shí)，使用大量程容量瓶所做標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率更接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。

分析實(shí)驗(yàn)人員A所做標(biāo)準(zhǔn)曲線，其使用不同量程的容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液所制得曲線如圖11所示。

圖11 實(shí)驗(yàn)人員A配制標(biāo)準(zhǔn)溶液其標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率

由圖11可以清楚看出使用不同容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液所得的曲線斜率變化。在使用500mL容量瓶時(shí)，斜率最好。正是因?yàn)樵谙♂屬A備液的時(shí)候量取貯備液的體積誤差造成。量取體積越小，體積誤差造成的影響就會(huì)越大，表現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率上面就是與標(biāo)準(zhǔn)值偏離越遠(yuǎn)，也就造成了平時(shí)做標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)斜率偏高或者偏低。

3 結(jié)論

利用靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)空氣中氨濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，對(duì)于出現(xiàn)曲線斜率偏離標(biāo)準(zhǔn)值的情況，可以通過(guò)使用更大量程的容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)工作液這一方法來(lái)縮小實(shí)驗(yàn)誤差，進(jìn)而使標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率更接近標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)值。

使用不同的水，如蒸餾水，無(wú)氨水，對(duì)曲線斜率影響不大，但是對(duì)于空白值以及整體的數(shù)值影響很大。相同的，滴加顯色劑時(shí)，操作所引起的誤差對(duì)于每一根比色管都是相同的，對(duì)每一根比色管的吸光度數(shù)值影響較大，但對(duì)于斜率影響不大。比色管潔凈度對(duì)吸光度也有很大影響，但使用相同潔凈度的比色管，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率影響不大。

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).GB/T 18204.2-2014《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2部分：化學(xué)污染物》[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014：18-20.

[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50325-2010，民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2013版)[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.