海水硝酸鹽測定影響因素分析及盲樣考核技術(shù)要點

匡少華，郝詠芳，于洪波，王彩蘊，楊 爽

(1.營口市水產(chǎn)科學(xué)研究所，遼寧 營口 115003；2.遼寧省海洋科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023)

硝酸鹽是海水五項營養(yǎng)鹽之一，是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要監(jiān)測項目，在海洋環(huán)境監(jiān)測規(guī)范中提及的國標(biāo)方法有鎘柱還原法、鋅鎘還原法[1]。鎘柱還原法還原率高且穩(wěn)定，但填充鎘柱過程比較麻煩[2]，不常使用。鋅鎘還原法操作簡便，是海洋環(huán)境監(jiān)測的常用方法，但還原率低且不穩(wěn)定，測定結(jié)果的準(zhǔn)確度受諸多因素影響，因此在實驗室認可和資質(zhì)認定過程中，硝酸鹽盲樣考核通過率成為難點。筆者據(jù)多年實驗室硝酸鹽測定和近幾年實驗室現(xiàn)場評審盲樣考核經(jīng)歷，總結(jié)了幾點經(jīng)驗，為硝酸鹽盲樣考核提供可參考的依據(jù)。

1 硝酸鹽測定影響因素

1.1 環(huán)境因素的影響

實驗室環(huán)境要求整潔，溫度、濕度、通風(fēng)等符合實驗認可要求，在實驗室整體布局分布上有機、無機的實驗項目分開。

1.2 儀器的影響

分光光度計及比色皿等相關(guān)配件、在檢定校準(zhǔn)有效期內(nèi)，往返式震蕩器、制水機能正常工作，且能滿足實驗要求。

1.3 實驗用水的影響

國標(biāo)指出水為蒸餾水或等效純水，實際工作中使用實驗室三級用水，pH 為5.0～7.5、電導(dǎo)率≤0.5 mS/m 、比電阻≥0.2 MΩ(25℃)。

1.4 實驗員的影響

鋅鎘還原法測定硝酸鹽其精密度、準(zhǔn)確度主要依賴于實驗員的技術(shù)水平和工作態(tài)度，所以實驗員業(yè)務(wù)必須精熟，能夠正確理解標(biāo)準(zhǔn)、熟練掌握相關(guān)操作細則及技術(shù)要點。

1.5 玻璃器皿的影響

玻璃器皿的清洗是實驗室檢測工作的重要前期準(zhǔn)備工作之一，需充分細致。硝酸鹽分析項目所用玻璃器皿皆需用1+10鹽酸浸泡24 h以上，再用純水沖洗多次直至干凈、確保無殘留、充分晾干、并單獨存放備用。

1.6 化學(xué)試劑的影響

化學(xué)試劑在檢驗檢測過程中直接參與化學(xué)反應(yīng)，對測定結(jié)果至關(guān)重要，海水硝酸鹽測定所用試劑除特殊要求外均為分析純，且均在保質(zhì)期內(nèi)使用，鹽酸萘乙二胺要求在低溫下保存，當(dāng)出現(xiàn)棕色時，應(yīng)棄掉重配。配置人工海水的試劑要使用優(yōu)級純。

1.7 鋅卷的影響

純度99.99%、厚度0.1 mm，鋅片的選擇要表面光潔，無氧化腐蝕跡象、無邊角毛刺。鋅片裁剪前戴好醫(yī)用手套，用脫脂紗布擦拭表面油污，制好的鋅卷放置于事先準(zhǔn)備好的帶蓋聚乙烯容器暫存。在實驗過程中，鋅卷需用塑料鑷子夾取。

1.8 實驗條件的影響

鋅鎘還原法測定海水中的硝酸鹽，還原率是最關(guān)鍵技術(shù)要點。而影響還原率的因素涉及很多方面，包括鹽效應(yīng)、人工海水組成成分、鋅片面積、鋅片清潔度、鋅卷形狀、反應(yīng)容器的形狀、pH、震蕩頻率、還原時間等。王金葉等研究指出基質(zhì)鹽度、鹽分組成、鋅片面積對還原率有顯著影響[3]，筆者實際工作中對此結(jié)論也做了參考。經(jīng)過多年硝酸鹽測定的經(jīng)驗，總結(jié)出的實驗條件為震蕩頻率200 r/min、時間12 min、基質(zhì)鹽度35‰ 、鋅卷面積 5.0 cm×3.0 cm、形狀卷成內(nèi)徑1.5 cm鋅卷、人工海水成分為氯化鈉31.0 g (GR)、硫酸鎂5.2 g(GR) 、碳酸氫鈉0.2 g(GR)每升純水，用60 ml帶蓋聚乙烯瓶做反應(yīng)容器。在盲樣考核過程中要嚴(yán)格控制影響條件。

2 盲樣考核技術(shù)要點

硝酸鹽盲樣考核不同于日常分析檢測，盲樣考核的過程是評估和考核實驗室組織管理、質(zhì)量控制和檢測能力的過程[4]，能直接反映實驗室的儀器和技術(shù)水平，是實驗室認可和資質(zhì)認定最常用的現(xiàn)場考核手段之一，難度會有，但也有規(guī)律可循，一般注意以下幾個要點，可以輕松面對。

2.1 準(zhǔn)備工作

接到盲樣考核任務(wù)后，實驗員要樹立信心，調(diào)整好心態(tài)，同時做好準(zhǔn)備，制定完整的實驗方案，將分光光度計、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、已知濃度的內(nèi)控質(zhì)控樣品、試劑、玻璃器皿、實驗用水準(zhǔn)備好，預(yù)想考核的盲樣樣品類型、濃度范圍、準(zhǔn)備應(yīng)急方案。待盲樣領(lǐng)到后按預(yù)設(shè)方案一步步開展實驗。

2.2 平行試驗

硝酸鹽盲樣考核時，可以選擇平行試驗，包括曲線平行試驗，內(nèi)控樣品平行試驗、盲樣平行測定。

2.3 盲樣濃度范圍試驗

根據(jù)盲樣給定的濃度范圍與硝酸鹽國標(biāo)法曲線范圍，選擇稀釋倍數(shù)。一般確定三個不同的稀釋倍數(shù)進行檢測，用于確定盲樣濃度范圍，為選擇標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度范圍和內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度做前期準(zhǔn)備。

2.4 確定工作曲線范圍和內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度

根據(jù)盲樣濃度范圍試驗結(jié)果，選擇合適的曲線范圍，制作工作曲線。使盲樣濃度在工作曲線的中間點附近，實驗室內(nèi)控質(zhì)控樣品濃度的選擇也要靠近盲樣濃度范圍試驗所得結(jié)果。已知濃度的內(nèi)控質(zhì)控樣品測定結(jié)果接近靶值時，盲樣檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性會比較高，容易通過考核。

2.5 上機技巧

分光光度計需提前1 h開機，運行平穩(wěn)后、用人工海水調(diào)零、立即實驗，實驗過程中不能再調(diào)零。測定樣品時比色皿內(nèi)溶液要徹底倒凈、內(nèi)外表面用擦鏡紙擦拭干凈，且先用待測溶液至少潤洗一遍，再進行測定。曲線的測定，需從低濃度到高濃度進行。

2.6 原始記錄

實驗過程中做好所有相關(guān)實驗記錄，量值溯源，有據(jù)可查。

3 現(xiàn)場考核硝酸鹽盲樣的測定

3.1 工作標(biāo)準(zhǔn)曲線制定

準(zhǔn)確量取10.0 mL硝酸鹽國家標(biāo)準(zhǔn)溶液GBW(E)081697(100.0 mg/L)于100.0 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，混勻，得標(biāo)準(zhǔn)中間液濃度為10.0 mg/L；再準(zhǔn)確量取10.0mL標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于100.0 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，混勻，即得硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為1.0 mg/L。分別吸取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL使用溶液分別入25 mL具塞比色管中，加水至標(biāo)線混勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的硝酸鹽濃度依次為0、0.040、0.080、0.120、0.160、0.200 mg/L。以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，以吸光值(吸光值取曲線平行測定的均值)Ai-A0為縱坐標(biāo)。繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如表1和圖1所示。

表1 硝酸鹽濃度與吸光值表

圖1 硝酸鹽工作曲線圖

從表1和圖1可以看出，硝酸鹽濃度在0～0.200 mg/L范圍內(nèi)硝酸鹽濃度與吸光值線性關(guān)系良好，其關(guān)系為y=1.850 7x+0.003 1，相關(guān)系數(shù)R2值 為0.999 4，符合實驗室質(zhì)量控制要求，可用于盲樣的測定。

3.2 精密度

配置70.0 μg/L溶液上機重復(fù)測定6次，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2%，符合GB/T 12763.4關(guān)于相對標(biāo)準(zhǔn)偏差之規(guī)定[5]。

3.3 準(zhǔn)確度

內(nèi)控質(zhì)控樣品測定均值0.137 mg/L，已知濃度為0.140 mg/L，相對誤差為2.1%，符合GB/T 12763.4之規(guī)定。

3.4 考核結(jié)果

現(xiàn)場考核樣真值為2.97 mg/L，稀釋20倍后測定所得均值為 0.147 mg/L，盲樣測定值為2.94 mg/L，誤差為1.0%，此結(jié)果判定為合格。

4 結(jié)語

在海水硝酸鹽的盲樣考核過程中，硝酸鹽的還原率是影響實驗結(jié)果準(zhǔn)確性的重點，實驗開始前準(zhǔn)備工作要全面細致[6]，充分考慮人、機、環(huán)、料、法各項因素，最大限度減少系統(tǒng)誤差；實驗過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進行，避免引入偶然誤差。如此才能提高實驗準(zhǔn)確度，使所得結(jié)果接近盲樣真值，通過考核。