連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定水中氰化物的探究與驗(yàn)證

摘 要：【目的】通過對(duì)《水質(zhì)氰化物的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)分析分光光度法（T/CHES 52—2021）》的內(nèi)容要求進(jìn)行探究和進(jìn)一步驗(yàn)證，確認(rèn)本中心是否適用，同時(shí)為其他類似實(shí)驗(yàn)室提供數(shù)據(jù)支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。【方法】根據(jù)RB/T 214—2017中方法的選擇、驗(yàn)證和確認(rèn)相關(guān)要求，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室方法驗(yàn)證，分別檢測(cè)了標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、測(cè)定下限、標(biāo)準(zhǔn)樣品、實(shí)際樣品及加標(biāo)等項(xiàng)目指標(biāo)。【結(jié)果】結(jié)果表明：相關(guān)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求，氰化物在0～0.500 mg/L濃度線性范圍內(nèi)，相關(guān)性良好（rgt;0.999），檢出限為0.000 5 mg/L，水樣樣品加標(biāo)回收率為97.0%～106%。該方法具有檢測(cè)準(zhǔn)確、操作便捷、試劑消耗量小、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。【結(jié)論】本中心已具備使用該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)流動(dòng)分析法分析檢測(cè)氰化物的能力，可為類似檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)氰化物提供參考。

關(guān)鍵詞：氰化物；連續(xù)流動(dòng)分析；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；方法驗(yàn)證

中圖分類號(hào)：X832" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-5168（2025）03-0079-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.016

Exploration and Verification of Continuous Flow Analysis Method for Determining Cyanide in Water

YUAN Bo CUI Chen HE Yang

（Henan Provincial Hydrological and Water Resources Monitoring and Reporting Center，Zhengzhou 453000，China）

Abstract： [Purposes] By exploring and further verifying the content requirements of the group standard method \"Determination of Cyanide in Water Quality by Continuous Flow Analysis Spectrometric Method （T/CHES 52—2021）\"，it can be determined that whether this laboratory is applicable. At the same time， the method validation steps and data results provide data support and practical experience for other similar laboratories.[Methods] According to the requirements for method selection， validation， and confirmation in RB/T 214—2017， laboratory method validation was conducted on this standard method， and indicators such as standard curve， detection limit， lower limit of determination， standard sample， actual sample， and spiked items were tested.[Findings] The results showed that all relevant indicators met the requirements of the standard method， and the cyanide concentration was linearly correlated within the range of 0～0.500 mg/L （rgt;0.999）. The detection limit was 0.000 5 mg/L， and the recovery rate of water sample spiked was 97.0% ～106%. This method has the advantages of accurate detection， convenient operation， low reagent consumption， high stability and reliability.[Conclusions] Our center has the ability to use the group standard continuous flow analysis method to analyze and detect cyanide， which can detect cyanide for similar monitoring laboratories.

Keywords： cyanide; continuous flow analysis; water quality monitoring; group standards; method validation

0 引言

天然水體中一般不含氰化物。氰化物屬劇毒物質(zhì)，主要來自冶煉、電鍍、選礦、有機(jī)化工等工廠排放的廢水中，一般包括有機(jī)氰化物和無機(jī)氰化物兩大類。氰化物是地表水和地下水中的必測(cè)參數(shù)，現(xiàn)有的測(cè)定方法多采用傳統(tǒng)分光光度法，多數(shù)項(xiàng)目都要進(jìn)行復(fù)雜的前處理，例如萃取、蒸餾等，操作過程復(fù)雜、連續(xù)性差。由于容器等條件的限制往往給檢測(cè)人員增加額外的清洗、干燥等工作。這一方面增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面也帶來大量的檢測(cè)廢液，易對(duì)有限的水資源造成二次污染?！端|(zhì) 氰化物的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)分析分光光度法》（T/CHES 52—2021）［1］則是采用連續(xù)流動(dòng)分析法，通過自動(dòng)進(jìn)樣可以在幾分鐘內(nèi)完成一個(gè)樣品的測(cè)定，不僅節(jié)省樣品、減輕檢測(cè)人員工作量、提高工作效率，還能有效減少檢測(cè)廢液的產(chǎn)生。本研究根據(jù)RB/T 214—2017［2］中方法的選擇、驗(yàn)證和確認(rèn)相關(guān)要求，結(jié)合實(shí)際，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方法驗(yàn)證，以便順利開展監(jiān)測(cè)站點(diǎn)任務(wù)水樣的分析檢測(cè)工作，同時(shí)為采用該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)原理

1.1 儀器原理

采用荷蘭Skalar公司生產(chǎn)的SAN++5000型號(hào)連續(xù)流動(dòng)分析儀。試樣與試劑在蠕動(dòng)泵的推動(dòng)下進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)的模塊，隨后在密閉的管路中連續(xù)流動(dòng)，并被氣泡按一定的間隔規(guī)律分隔開，按特定的順序和比例混合、在線紫外消解（測(cè)定總氰化物時(shí)適用）、蒸餾、加熱反應(yīng)、待顯色反應(yīng)完全后，進(jìn)入流動(dòng)檢測(cè)池進(jìn)行光度檢測(cè)，根據(jù)儀器記錄信號(hào)變化，由軟件自動(dòng)計(jì)算相應(yīng)濃度值。

1.2 方法原理

樣品中的絡(luò)合氰化物在pH為3.8時(shí)被波長(zhǎng)312 nm的紫外燈分解，通過在125 ℃的條件下在線蒸餾，釋放出氰化氫。測(cè)定式樣中的游離氰化物時(shí)，需要關(guān)閉紫外燈，并在樣品流動(dòng)相中加入硫酸鋅溶液，使鐵氰化物以鐵氰化鋅形式沉淀下來，剩余游離氰化物在pH為3.8時(shí)，通過125 ℃條件在線蒸餾，釋放出氰化氫。在弱酸性條件下通過與氯胺T反應(yīng)生成氯化氫，再與異煙酸及1.3-二甲基巴比妥酸反應(yīng)形成紅色化合物，在波長(zhǎng)600 nm處測(cè)量吸光度，其吸光度與氰化物濃度成正比。

本次實(shí)驗(yàn)采用測(cè)定游離氰化物時(shí)的儀器操作步驟開展，并以測(cè)定試樣中游離氰化物時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行方法的探究和驗(yàn)證。

2 試劑和實(shí)驗(yàn)儀器

2.1 試劑和材料

分析時(shí)均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級(jí)純或分析純?cè)噭瑢?shí)驗(yàn)室用水為二級(jí)以上純水。

①氫氧化鈉溶液（1.0 mol/L）：稱取40.0 g氫氧化鈉溶于500 mL純水中，待溶液冷卻后移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

②鹽酸溶液（1.0 mol/L）：移取83 mL鹽酸（HCl，37%）至500 mL燒杯中，緩慢加入約100 mL純水，用玻璃棒慢慢攪動(dòng)，使其混合均勻，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

③蒸餾試劑：稱取20 g檸檬酸，溶解于500 mL純水中，加16 g氫氧化鈉溶解，將溶液移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容至標(biāo)線混勻。該溶液的pH是3.8，否則可用1 mol/L的鹽酸溶液或1 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH。

④硫酸鋅溶液：稱取10.0 g硫酸鋅溶于500 mL純水中，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

⑤pH5.2緩沖溶液：稱2.3g氫氧化鈉溶于500 mL純水中，加入20.5 g鄰苯二甲酸氫鉀溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。用1.0 mol/L的鹽酸溶液或1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為5.2并混勻。

⑥氯胺T溶液：稱取2.0 g氯胺T溶于500 mL純水中，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

⑦顯色劑：稱取7.0 g氫氧化鈉溶于500 mL純水中，加入16.8 g1，3-二甲基巴比妥酸和13.6 g異煙酸攪拌溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。用1.0 mol/L的鹽酸溶液或1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為5.2。

⑧氫氧化鈉溶液（0.1 mol/L）：稱取4.0 g氫氧化鈉溶于500 mL純水中，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

⑨氫氧化鈉溶液（0.01 mol/L）：稱取0.4 g氫氧化鈉溶于500 mL純水中，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

⑩分析模塊清洗溶液（0.5 mol/L 氫氧化鈉溶液）：稱取20.0 g 氫氧化鈉溶于500 mL純水中，移入1 000 mL容量瓶中，用純水定容并混勻。

[?]本次實(shí)驗(yàn)曲線配置和試樣濃度點(diǎn)均是由壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司編號(hào)BW20005-50-20批號(hào)B23080030濃度50±1 mg/L的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制。準(zhǔn)確吸取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液2.0～100 mL容量瓶中，用0.01 mol/L氫氧化鈉溶液定容，得到質(zhì)量濃度為1.00 mg/L的氰標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

2.2 儀器設(shè)備及調(diào)試

荷蘭skalar SAN++5000連續(xù)流動(dòng)分析儀、pH計(jì)、天平（精度為0.001 g）、超聲波清洗儀、已檢定玻璃量器和一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。根據(jù)儀器操作規(guī)程操作儀器處于測(cè)定狀態(tài)，將泵管按標(biāo)識(shí)依次放入已配置好的試劑中，待基線穩(wěn)定后，開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件為溫度25 ℃、濕度為46%。

不同型號(hào)的連續(xù)流動(dòng)分析儀可參考文件選擇儀器條件。要注意管路清潔，每次分析完畢后所有流路需用純水清洗至基線平直。每周用分析模板清洗溶液沖洗30 min， 再用純水沖洗30 min。試劑瓶應(yīng)用純水充分洗滌，再加入新鮮試劑，以防微生物和其他干擾的產(chǎn)生。定期檢查蠕動(dòng)泵管是否老化，并及時(shí)更換新泵管。

調(diào)整儀器使其進(jìn)入可測(cè)定狀態(tài)，將樣品編號(hào)或名稱輸入樣品表格，并設(shè)置曲線重校點(diǎn)和清洗點(diǎn)。將無色、澄清、無干擾的樣品或經(jīng)消除干擾后的待測(cè)樣品放入樣品表格中所對(duì)應(yīng)的自動(dòng)進(jìn)樣器位置上，按照與繪制校準(zhǔn)曲線相同的條件，進(jìn)行樣品的測(cè)定。若樣品氰化物含量超出校準(zhǔn)曲線線性范圍，應(yīng)對(duì)樣品稀釋后進(jìn)樣測(cè)定。

3 樣品處理及廢液處置

本次驗(yàn)證分別按照《地表水、地下水樣品的采集》（SL 219—2013）［3］、《生活飲用水樣品的采集》（GB/T 5750.2—2023）［4］的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。進(jìn)行了水樣樣品的采集。樣品采集后，按照標(biāo)準(zhǔn)操作要求加入氫氧化鈉藥劑固定，調(diào)節(jié)樣品的pH 至12～12.5，并在冷藏條件下運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)定。對(duì)樣品中可能存在的干擾測(cè)定，通過標(biāo)準(zhǔn)中的消除方法予以消除。

實(shí)驗(yàn)過程中，按照實(shí)驗(yàn)廢物處理要求，在儀器的廢液收集瓶中，加入了氫氧化鈉藥劑確保pH≥11，用以防止氣態(tài)氰化氫逸出，并定期搖動(dòng)廢液瓶，以防在瓶中形成濃度梯度。產(chǎn)生的廢液嚴(yán)格分類收集和保管，并做相應(yīng)標(biāo)識(shí)。按照相關(guān)要求，委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。

4 驗(yàn)證指標(biāo)

4.1 校準(zhǔn)曲線繪制

根據(jù)方法規(guī)定，分別吸取質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的氰標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋定容，制備10個(gè)濃度點(diǎn)分別為0.000、0.002、0.005、0.010、0.050、0.100、0.200、0.300、0.400和0.500 mg/L的校準(zhǔn)曲線。

分析樣品中氰化物的濃度，計(jì)算公式為式（1）。

P=（y-a）*f/b" （1）

式中：P為樣品中氰化物的濃度，mg/L； y為 測(cè)定信號(hào)值（峰高）；a為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的截距； b為標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的斜率；f為稀釋倍數(shù)。

經(jīng)過測(cè)定，儀器曲線校正方法選取I Order Forced thro Zero，測(cè)定結(jié)果是斜率為1.421 5，截距為0.000 0，相關(guān)系數(shù)為0.999 7，回歸曲線方程為：y=1.4215x+0.000 0。

4.2 方法檢出限及測(cè)定下限

本次驗(yàn)證方法檢出限MDL是依據(jù)了《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168—2020）［5］，進(jìn)行對(duì)7次空白樣品的測(cè)定。方法檢出限計(jì)算公式為式（2）。

MDL=t（ n－1，0.99）×S" " " （2）

式中：MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測(cè)定次數(shù)；t為自由度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(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)所驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)方法中的數(shù)據(jù)要求，將方法檢出限的4倍作為測(cè)定下限。測(cè)定及計(jì)算結(jié)果見表1。

4.3 方法準(zhǔn)確度

本次準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)測(cè)定是配制3個(gè)不同濃度點(diǎn)試樣，平行測(cè)定6次，分別計(jì)算相對(duì)誤差。選取3種不同類型實(shí)際水樣進(jìn)行加標(biāo)，分別測(cè)定加標(biāo)前和加標(biāo)后濃度，并進(jìn)行加標(biāo)回收率計(jì)算。驗(yàn)證數(shù)據(jù)詳見表2和表3。

4.4 方法精密度

精密度測(cè)定選取了配制曲線中的3個(gè)不同區(qū)間濃度點(diǎn)，分別是0.005 0、0.050 0、0.300 mg/L進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)濃度點(diǎn)測(cè)定6次，并按照相關(guān)公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，得出結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。測(cè)定結(jié)果見表4。

4.5 驗(yàn)證結(jié)果

通過將本次探究實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)同T/CHES 52—2021標(biāo)準(zhǔn)中提供的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，得出了該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際應(yīng)用操作中的指標(biāo)驗(yàn)證結(jié)果，見表5。

5 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)在符合RB/T 214—2017對(duì)方法驗(yàn)證相關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)室人員、儀器設(shè)備、試劑耗材、檢測(cè)方法和環(huán)境條件均達(dá)到相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CHES 52—2021檢出限、測(cè)定下限、精密度、準(zhǔn)確度及加標(biāo)回收率等有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證［6］。通過分析比對(duì)各項(xiàng)驗(yàn)證結(jié)果均符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)范圍和要求，適用于本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氰化物的測(cè)定。本次探究和驗(yàn)證數(shù)據(jù)可作為類似實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)方法的數(shù)據(jù)支撐和參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］中國水利學(xué)會(huì).水質(zhì) 氰化物的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)分析分光光度法：T/CHES 52—2021［S］.北京：中國水利水電出版社，2021.

［2］中國國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督委員會(huì).檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評(píng)價(jià)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)通用要求：RB/T214—2017［S］.2017.

［3］中華人民共和國水利部.水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范：SL 219—2013［S］.北京：中國水利水電出版社，2013.

［4］國家衛(wèi)生健康委員會(huì).生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 第二部分：水樣的采集與保存：GB/T 5750.2—2023［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2023.

［5］環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則：HJ 168—2020［S］.北京：中國環(huán)境出版社，2020.

［6］河南省認(rèn)證認(rèn)可協(xié)會(huì).檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法驗(yàn)證：T/HNCAA 027—2021［S］.2021.