《原子吸收石墨爐法測定鉛》檢測方法驗證

孫明坤

（石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)供水排水公司，河北 石家莊 050035）

鉛的來源：天然水中很少含有鉛，自來水中的鉛主要來自含鉛家庭管道系統(tǒng)，即從水管、焊料、配件或入戶連接設(shè)施，從管道系統(tǒng)溶出鉛的量與幾個因素有關(guān)，包括自來水的pH值、溫度、水的硬度和水在管道中的停留時間。軟水、酸性水是管道中鉛溶出的主要因素。

鉛的危害：鉛是一種全身性毒物并在骨骼中蓄積。嬰兒、6歲以前的兒童以及孕婦是鉛危害的最易感染者。從橫斷面流行病學(xué)研究指出，兒童血鉛水平在30 μg/dL以上與智商下降之間在統(tǒng)計上顯著相關(guān)。實驗室動物飼以高濃度鉛化合物飼料引發(fā)腎腫瘤，IARC將鉛和無機鉛化合物列入2B組（對人可能致癌）。然而，有證據(jù)表明低濃度的鉛對人有神經(jīng)毒性作用而不是致癌作用。

1 驗證標(biāo)準(zhǔn)與項目

（注：方法為無火焰原子吸收分光光度法，參數(shù)有測量范圍、定性限、定量線、精密度、準(zhǔn)確度）。

《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（GB/T5750.9-2016）（11.1無火焰原子吸收分光光度法）。

《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》（GB/T27417-2017）。

《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ168-2018）。

《化學(xué)分析方法驗證確認(rèn)和內(nèi)部質(zhì)量控制要求》（GB/ T32465-2015）。

對GB/T5750.6.-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（11.1無火焰原子吸收分光光度法）開展方法驗證，根據(jù)該方法的相關(guān)要求，建立工作曲線；測定定性限和定量線；進行精密度和準(zhǔn)確度驗證（分為正確度與加標(biāo)回收兩個部分），其中加標(biāo)回收率的驗證采用了兩個不同濃度的加標(biāo)樣品[1-2]。

方法原理：樣品經(jīng)適當(dāng)處理后，注入石墨爐原子化器，所含的金屬離子在石墨管內(nèi)經(jīng)原子化高溫蒸發(fā)解離為原子蒸氣，待測元素的基態(tài)原子吸收來自同種空心陰極燈發(fā)出的共振線（鉛283.3 nm），其吸收強度在一定范圍內(nèi)與金屬濃度成正比。

2 儀器與試劑

2.1 儀器：原子吸收分光光度計

本標(biāo)準(zhǔn)所用試劑均符合該標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。

2.2 試劑

（1）鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1 000 mg/L（直接購買）。

（2）鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備液：（100 mg/L）取10.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1），定容到100 mL容量瓶。

（3）鉛中間使用液：（10 mg/L）取10.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液（2），定容到100 mL容量瓶。

（4）鉛使用液：（1 mg/L）取10.0 mL中間使用液（3），定容到100 mL容量瓶。

（5）硝酸（ρ20=1.42 g/mL），優(yōu)級純。

（6）硝酸溶液0.2%：取2 mL硝酸（5）稀釋到1 000 mL。

3 驗證各參數(shù)

3.1 方法的測量范圍和線性范圍

3.1.1 測量范圍

根據(jù)GB/T27417-2017《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》[3]描述，在規(guī)定條件下，測量儀器或測量系統(tǒng)能夠測量出的一組同類量的量值為測量范圍。

3.1.2 線性范圍

根據(jù)GB/T27417-2017《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》描述，對于分析方法而言，用線性計算模型來定義儀器響應(yīng)與含量的關(guān)系，該計算模型的應(yīng)用范圍即為線性范圍。

3.1.3 靈敏度

根據(jù)GB/T27417-2017《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》描述，靈敏度是測量系統(tǒng)的示值變化除以相應(yīng)被測量的量值變化所得的商。

3.1.4 線性回歸方程的確定

使用標(biāo)準(zhǔn)使用液配置5個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)點，制作工作曲線。標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為（1 mg/L），取樣量分別為0.0 mL，0.25 mL，0.75 mL，1.5 mL，3.0 mL，5.0 mL，定容到100 mL容量瓶（如表1）。含量分別為0 μg，0.25 μg，0.75 μg，1.5 μg，3.0 μg，5.0 μg。所得線性方程為：Y=0.003 90 Abs+0.000 39，相關(guān)系數(shù)為r=0.999 97。滿足生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法質(zhì)量控制要求[4]。

表1 鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2 檢測能力驗證

根據(jù)相關(guān)要求，本實驗室需要對方法的定性限與定量線進行驗證。

3.2.1 定性限與定量線的驗證

依據(jù)HJ198-2018相關(guān)要求，使用標(biāo)準(zhǔn)使用液配制，估計方法檢出限2-5倍的樣品的標(biāo)準(zhǔn)溶液（約為2.5 μg/L）11個樣品，測定濃度分別為：2.116 μg/L、2.226 μg/L、2.333 μg/ L、2.356 μg/L、2.522 μg/L、2.524 μg/L、2.534 μg/L、2.546 μg/L、2.562 μg/L、2.613 μg/L、2.668 μg/L連續(xù)分別進行測定，計算出方法定性限與定量線分別為0.5 μg/L，2 μg/ L，能夠滿足本實驗室方法項目要求[5]，如表2所示。

表2 檢出限與定量線的測定

3.2.2 檢驗離群值

對濃度為2.5 μg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液11次測定值通過Grubbs檢驗法檢測是否有離群值，

首先對數(shù)據(jù)進行排序，找出次列數(shù)據(jù)的最大可疑數(shù)據(jù)為X1則，對其是否為離群值進行判斷，

顯著水平α=0.05時r11=0.576，顯著水平α=0.01時r=0.679。

從以上結(jié)果可知，未檢測出離群值。

方法檢出限：MDL=t（n-1，0.95）*S=2.764*0.17 μg/ L=0.5 μg/L

根據(jù)HJ168-2018《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》，判斷方法檢出限是否適合需要驗證測定方法檢出限的溶液濃度是否在檢出限的3到5倍之間。

3 MDL=3*0.5 μg/L=1.5 μg/L

5 MDL=5*0.5 μg/L=2.5 μg/L

所以，測定的檢出限符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足要求。

3.2.3 定量線的測定

依據(jù)根據(jù)HJ168-2018《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》，定量線為定性限（檢出限）的4倍。

所以定量線為：4 MDL=0.5*4=2 μg/L

根據(jù)以上測定數(shù)據(jù)，結(jié)合本單位實際水樣測定情況，規(guī)定方法定量線為2.5 μg/L，能夠滿足本實驗室方法項目要求。

3.3 方法的精密度

3.3.1 重復(fù)性

根據(jù)GB/T27417-2017《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》描述，重復(fù)性可通過不同濃度的樣品或濃度在較短的時間間隔內(nèi)由同一個分析員進行分析測定。

3.3.2 重復(fù)性的確定

用標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制三種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)配置溶液分別為10 μg/L、25 μg/L、40 μg/L，每個濃度6個樣品，在同一時間連續(xù)分別進行測定，濃度為10.00 μg/L的樣品測定值為10.04 μg/ L，9.951 μg/L，9.938 μg/L，10.14 μg/L，10.01 μg/ L；濃度為25.00 μg/L的樣品測定值為26.32 μg/ L，26.37 μg/ L，25.69 μg/L，25.59 μg/L，26.17 μg/L，26.45 μg/L；濃度為40.00 μg/L的樣品測定值為40.87 μg/ L，40.82 μg/L，40.59 μg/L，40.44 μg/L，40.42 μg/L，40.02 μg/L。結(jié)果見表3。

表3 精密度的檢測（重復(fù)性）數(shù)據(jù)

對濃度為10.00 mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測定值通過Grubbs檢驗法

T（a，n）=1.94，T

對濃度為25.00 mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測定值通過Grubbs檢驗法。

T（a，n）=1.94，T

對濃度為40.00 mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測定值通過Grubbs檢驗法

T（a，n）=1.94，T

根據(jù)GB/T27417-2017相關(guān)規(guī)定，得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差s除以平均值后的百分率即可得到測試結(jié)果變異系數(shù)（CV值）也就是相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，因被測樣品的濃度在10.0 mg/L-100.0 mg/L之間，所以其變異系數(shù)（相對誤差）范圍為≤5.3%，從以上測定結(jié)果可知，測定樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在規(guī)定范圍內(nèi)，符合GB/ T27417-2017要求。

根據(jù)以上測定結(jié)果，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，精密度滿足相關(guān)要求，證明本實驗室在精密度方面能夠滿足方法使用要求。

3.4 方法的正確度

3.4.1 有證標(biāo)準(zhǔn)樣品的重復(fù)性和回收率

根據(jù)GB/T32465-2015《化學(xué)分析方法驗證確認(rèn)和內(nèi)部質(zhì)量控制要求》，方法的正確度包括有證標(biāo)準(zhǔn)樣品的重復(fù)性分析和加標(biāo)回收率分析。

3.4.2 有證標(biāo)準(zhǔn)樣品的重復(fù)性和回收率確定

選用國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品（濃度42.0±3.1）μg/L作為檢測樣品進行分析。測定結(jié)果分別為42.49 μg/L、42.45 μg/L、42.43 μg/L、42.18 μg/L、42.51 μg/L、42.50 μg/L，平均值42.43 μg/L（如表4）。

表4 正確的的測定表

從以上數(shù)據(jù)可知，實驗室測定的質(zhì)控樣品在范圍之內(nèi)。

3.5 樣品及加標(biāo)回收率的檢測

選取人為添加標(biāo)準(zhǔn)為樣品，在此基礎(chǔ)上再添加標(biāo)準(zhǔn)溶液測定加標(biāo)回收率[6]。共加標(biāo)兩個水樣，每種水樣平行測定6次，加標(biāo)前樣品一測定值：5.018 μg/L、5.016 μg/L、5.099 μg/ L、5.203 μg/ L、5.029 μg/L、4.999 μg/L平均值：5.060 μg/ L；加標(biāo)量3.0 μg/L，加標(biāo)后樣品濃度測定值：8.144 μg/L、8.195 μg/ L、8.264 μg/ L、8.245 μg/ L、8.39 μg/ L、8.292 μg/ L、平均值8.252 μg/L；加標(biāo)前樣品二測定值：8.683 μg/L、8.442 μg/ L、8.463 μg/L、8.292 μg/ L、8.391 μg/ L、8.394 μg/L，平均值8.444 μg/L；加標(biāo)量10.0 μg/ L加標(biāo)后濃度測定值19.79 μg/ L、19.63 μg/ L、19.34 μg/L、19.24 μg/L、19.33 μg/L、19.72 μg/ L、19.508 μg/L；測定結(jié)果及加標(biāo)回收率見表5。

表5 實際水樣及加標(biāo)回收率數(shù)據(jù)

根據(jù)GB/T27417-2017 相關(guān)要求：濃度水平范圍在1.0 mg/ L～100 mg/L之間，回收率范圍為90～110%，所以可知加標(biāo)回收率滿足要求。

根據(jù)計算出的不同濃度加標(biāo)回收率，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，證明本實驗室在正確度方面能夠滿足該方法要求，可以正確使用該方法。

4 結(jié)語

通過以上驗證方法及驗證參數(shù)，在本實驗室確立的條件下，該方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，線性回歸方程：Y=0.003 90 Abs+0.000 39，相關(guān)系數(shù)r=0.999 97，鉛的線性范圍為2.5-50.0 μg/L；精密度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.013%～0.284%之間，再現(xiàn)性良好；有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在不確定度范圍內(nèi)，水樣加標(biāo)回收率在106～110%之間。本方法結(jié)果能滿足實驗室水中鉛的測定要求，各項指標(biāo)均能達到規(guī)定的要求。