連續(xù)流動(dòng)分析法測定水中總氰化物的方法驗(yàn)證

葉正中，李志林**，楊春濤，周書祥，劉淑娟

(1.云南省生態(tài)環(huán)境廳駐玉溪市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 玉溪 653100；2.玉溪師范學(xué)院，云南 玉溪 653100)

氰化物在水中的存在形式多樣，包括有機(jī)氰化物和無機(jī)氰化物[1]。無機(jī)氰化物包括簡單氰化物和金屬絡(luò)合氰化物。對于總氰化物而言，包括有機(jī)氰化物、游離氰根離子、絡(luò)合物和簡單金屬氰化物，但不包括鈷氰絡(luò)合物和硫氰化物[2]。氰化物是一種劇毒物質(zhì)，主要來自電鍍、冶煉、選礦、有機(jī)化工等工廠排放的廢水[3-4]。其對人體的毒害主要是與高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去傳遞氧的作用，引起組織缺氧窒息[5]。氰化物作為水環(huán)境監(jiān)測分析中的一項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)，普遍采用的分析方法是容量法和分光光度法[6]，但操作繁瑣且對分析人員傷害較大。而連續(xù)流動(dòng)分析法具有分析效率高、適合大批量樣品分析、毒性小等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效解決傳統(tǒng)手工法存在的問題。目前，國家生態(tài)環(huán)境部尚未發(fā)布關(guān)于總氰化物連續(xù)流動(dòng)分析法的標(biāo)準(zhǔn)方法。本文根據(jù)《RB/T214-2017 檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價(jià) 檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)通用要求》[7]規(guī)定，結(jié)合單位實(shí)際工作和同系統(tǒng)其他單位情況，對國際標(biāo)準(zhǔn)方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))[8]進(jìn)行方法驗(yàn)證，以便順利開展大批量樣品分析檢測工作。

1 原理

1.1 方法原理

在酸性條件下，氫氰酸 125 ℃ 時(shí)在線蒸餾，蒸餾后的氰化物和氯胺 T反應(yīng)生成氯化氰，然后與異煙酸及1，3-二甲基巴比妥酸反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物，在波長 600 nm 處檢測[8]。

1.2 儀器原理

德國Seal公司生產(chǎn)的AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀采用并流技術(shù)，通過蠕動(dòng)泵擠壓彈性聚乙烯泵管，將一定比例的試樣、試劑和空氣吸入到密閉的管路反應(yīng)系統(tǒng)中。間隔空氣將試樣-試劑混合液分割成若干相同的片段，試樣和試劑在管路流動(dòng)的過程中實(shí)現(xiàn)均勻混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成某種檢測的物質(zhì)，流入檢測模塊進(jìn)行比色檢測，儀器記錄每一時(shí)段不同的信號(hào)變化，由軟件自動(dòng)計(jì)算濃度值[2]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 相關(guān)試劑

1) 純水：等級一級，參照ISO 3696規(guī)定。

2) 氫氧化鈉溶液(1 mol/L)：將 40 g 氫氧化鈉溶于 800 mL 蒸餾水，稀釋至 1000 mL，溶液混均。

3) 氫氧化鈉溶液(2.5 mol/L)：100 g 氫氧化鈉溶于 800 mL 蒸餾水，稀釋至 1000 mL，溶液混均。

4) 蒸餾試劑(pH=3.8)：將 100 g 檸檬酸溶于 700 mL 蒸餾水，加 240 mL 氫氧化鈉溶液(2.5 mol/L)，用 1 mol/L 的鹽酸或 1 mol/L 的氫氧化鈉調(diào)pH=3.8，稀釋至 1000 mL，溶液混均。

5) 鹽酸(1.0 mol/L)：將 85 mL 鹽酸溶于 700 mL 蒸餾水，冷卻，稀釋至 1000 mL，溶液混均。

6) 鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液(pH=5.2)：2.3 g 氫氧化鈉和 20.5 g 鄰苯二甲酸氫鉀溶于 800 mL 蒸餾水，用 1 mol/L 的鹽酸或 1 mol/L 的氫氧化鈉調(diào)pH=5.2,稀釋至 1000 mL。 加 1.0 mL 30%的Brij-35溶液混均，5℃穩(wěn)定三個(gè)月。

7) 氯胺T溶液：將 2 g 氯胺T溶于 400 mL 蒸餾水，稀釋至 1000 mL。溶液混均，穩(wěn)定一周。

8) 顯色劑(pH=5.2)：將 7 g 氫氧化鈉溶于 500 mL 水，加入 16.8 g 1，3-二甲基巴比妥酸和 13.6 g 異煙酸，稀釋至 950 mL，用 1 mol/L 的鹽酸或 1 mol/L 的氫氧化鈉調(diào)至pH=5.2，稀釋至 1000 mL，加 1.0 mL 30%的Brij-35溶液，混均，在 30 ℃ 下劇烈地?cái)嚢?如使用磁力攪拌器)1 h 然后過濾，5℃下穩(wěn)定三個(gè)月。

9) 水中氰標(biāo)準(zhǔn)溶液(5.0×104μg/L)：購置于中國計(jì)量科學(xué)研究院。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

準(zhǔn)確吸取 10 mL 水中氰標(biāo)準(zhǔn)溶液(5.0×104μg/L)至 100 mL 容量瓶中，0.1%的氫氧化鈉溶液純水定容，此為5.0×103μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液；準(zhǔn)確吸取 20 mL 質(zhì)量濃度為5.0×103μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液至 100 mL 容量瓶中，純水定容，此為1.0×103μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液；分別吸取質(zhì)量濃度為1.0×103μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液 10.0 mL、8.0 mL、5.0 mL、3.0 mL、1.0 mL、0.0 mL 至 100 mL 容量瓶中，0.01 mol/L 的氫氧化鈉溶液定容，此即為 100 μg/L、80 μg/L、50 μg/L、30 μg/L、10 μg/L、0 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列，按照儀器操作步驟對標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測定，測定結(jié)果見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)系列及線性方程

2.3 方法檢出限

本次方法檢出限MDL的確定依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ168-2020)[9]進(jìn)行7次空白樣品的測定。由于空白樣品中未檢測出氰化物，故配制 1.0 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行7次平行測定，方法檢出限按以下公式進(jìn)行計(jì)算：

MDL=t(n-1,0.99)×S

式中：MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測定次數(shù)；t為自由度為n-1，置信度為99%時(shí)的t分布值(單側(cè))，本次取3.143；S為n次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

根據(jù)所驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定，測定下限為4倍的方法檢出限。測定及計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 方法檢出限、測定下限測試數(shù)據(jù)表

2.4 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

本次準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)采用測定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(生產(chǎn)廠家：生態(tài)環(huán)境部環(huán)境發(fā)展中心環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所，編號(hào)：202268)濃度和實(shí)際水樣加標(biāo)的方式，測定結(jié)果見表3、表4。

表3 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試數(shù)據(jù)表

表4 實(shí)際樣品加標(biāo)測試數(shù)據(jù)表

2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

本次精密度實(shí)驗(yàn)測定6次標(biāo)準(zhǔn)曲線中間點(diǎn)(質(zhì)量濃度為 50.0 μg/L)附近濃度，標(biāo)準(zhǔn)曲線中間點(diǎn)附近質(zhì)量濃度選取 40.0 μg/L，測定結(jié)果見表5。

表5 精密度測試數(shù)據(jù)表

3 結(jié)果評價(jià)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線評價(jià)

本次實(shí)驗(yàn)繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)r=1.0000，滿足所驗(yàn)證方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))r≥0.999的要求。

3.2 檢出限及測定下限評價(jià)

本次實(shí)驗(yàn)計(jì)算出方法檢出限為 0.20 μg/L，測定下限為 0.80 μg/L，檢出限低于所驗(yàn)證方法氰化物最低檢測濃度 2.0 μg/L 的1/4倍濃度值，即 0.50 μg/L。

3.3 準(zhǔn)確度評價(jià)

根據(jù)測定結(jié)果可知，編號(hào)為202268的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定值在給定的范圍內(nèi)。同時(shí)實(shí)際地表水、地下水、飲用水、生活污水加標(biāo)回收率分別為97.0%、96.0%、90.0%、91.5%，測定結(jié)果滿足所驗(yàn)證方法要求的加標(biāo)回收率≥90.0%。

3.4 精密度評價(jià)

根據(jù)測定結(jié)果可知，質(zhì)量濃度為 40.0 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.32 μg/L，低于所驗(yàn)證方法中實(shí)驗(yàn)室間測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.50～1.05 μg/L。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差測定結(jié)果為0.79%，低于所驗(yàn)證方法中實(shí)驗(yàn)室間測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差1.2%～2.0%范圍。

4 結(jié)論

本單位使用連續(xù)流動(dòng)分析儀對國際標(biāo)準(zhǔn)方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))進(jìn)行方法驗(yàn)證，各項(xiàng)測試指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、準(zhǔn)確度、精密度等均滿足方法要求，從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面綜合評價(jià)，本站具備使用連續(xù)流動(dòng)分析儀分析檢測總氰化物的能力。