应用连续流动分析仪器同时测定饮用水中三种污染物

刘永华

(临沂市水文中心, 山东 临沂276000)

挥发酚、硫化物和阴离子表面活性剂均是判断饮用水水质达标与否的污染性指标。 分光光度法工作量大、操作繁琐,精密度和灵敏度差[1],分析结果易受人为干扰,有毒有害试剂使用量大,检测效率低。 连续流动分析仪可同时检测3 种污染物,具有检出限低灵敏度和准确度高、操作简便、对分析人员和环境的危害小,取样少,可实现大批量快速检测,自动化高,减少人力资源成本、生态环保等众多优点。挥发酚、硫化物和阴离子表面活性剂采用连续流动分析法时[2-6],一般参照中华人民共和国水利行业标准SL/T 788—2019《水质 总氮、挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂和六价铬的测定 连续流动分析——分光光度法》,方法适用于生活饮用水、地下水、地表水、生活污水及工业废水,检出限分别是0.001、0.016、0.010 mg/L。

1 实验部分

1.1 仪器设备

SAN++连续流动分析仪、JQ-10 型纯水机、FA2004 电子天平、移液管、容量瓶等。

1.2 实验试剂

挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂的标准溶液和标准物质购自生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所。 其中,挥发酚标准溶液(批号为:102319)浓度为500 mg/L,硫化物标准溶液(批号为:104430)浓度为500 mg/L,阴离子表面活性剂标准溶液(批号为:103610)浓度为500 mg/L。 标准物质购自于生态环保部标准样品研究所,挥发酚标准物质(批号为:210202)浓度为35.0 μg/L±2.5 μg/L,硫化物标准物质(批号为: 205542) 浓度为1.53 mg/L±0.12 mg/L,阴离子表面活性剂标准物质(批号为:204424)浓度为3.07 mg/L±0.18 mg/L。不同指标的其他检测药剂见表1。

表1 各指标检测药品试剂

2 实验结果与讨论

2.1 精密度

精密度是指在规定条件下使用同一方法对一均匀试样进行重复分析时,所得分析结果的一致性程度,由分析的偶然误差决定,偶然误差越小,则分析的精密度越高。 精密度用标准偏差或相对标准偏差来表示,本次实验选取低、中、高三种不同浓度的样品连续测定6 次。

2.1.1 连续流动分析-分光光度法

用挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂标准溶液分别配制1.000 mg/L 的挥发酚标准使用液、10.00 mg/L 的硫化物标准使用液、10.00 mg/L 的阴离子表面活性剂标准使用液。 用配置好的挥发酚标准使用液分别制备0、0.002、0.010、0.030、0.060、0.100 mg/L 6 个浓度系列,硫化物和阴离子表面活性剂标准混合使用液分别制备0、0.020、0.100、0.300、0.600、1.00 mg/L 6 个浓度系列,制作标准曲线,见图1。 可以看出挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂三种污染物的相关系数分别为0.999 9、1.000、0.999 9,符合标准方法要求的标准曲线的相关系数应不小于0.999。

图1 连续流动分析-分光光度法标准曲线

配置低、中、高3 种不同浓度的样品,采用连续流动分析-分光光度法连续检测6 次,检测结果和各浓度点的相对标准偏差详见表2,采用连续流动分析-分光光度法测定3 种不同浓度样品的相对标准偏差为0.37%～1.88%。

表2 连续流动分析-分光光度法测定3 种不同浓度样品的相对标准偏差

2.1.2 分光光度法

用挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂标准溶液分别配制成浓度为1.000 mg/L 的挥发酚标准使用液、10.00 mg/L 的硫化物标准使用液、10.00 mg/L的阴离子表面活性剂标准使用液。 然后用配置好的标准使用液分别配置挥发酚标准曲线系列浓度为0、0.002、0.010、0.020、0.030、0.040、0.050 mg/L,硫化物、阴离子表面活性剂标准曲线系列浓度为0.000、0.050、0.100、0.300、0.500、1.00 mg/L,分光光度法测得挥发酚、硫化物、阴离子表面活性剂的标准曲线见图2。

图2 分光光度法标准曲线

配置低、中、高3 种不同浓度的样品,采用分光光度法连续检测6 次,检测结果和各浓度点的相对标准偏差详见表3,可以看出采用分光光度法测定3 种不同浓度样品的相对标准偏差为0.21%～2.47%。

表3 分光光度法测定3 种不同浓度样品的相对标准偏差

2.2 准确度

准确度是测量值与真值的符合程度。 一个分析方法或分析测量系统的准确度是反映该方法或该系统存在的系统误差的综合指标,决定着这个结果的可靠性。 准确度用绝对误差或相对误差表示。 评价准确度的方法可采用测定回收率、对标准物质的分析、不同方法的对比等方法。 本次实验是用测定样品的回收率和对标准物质分析来评价不同方法的准确度。

2.2.1 加标回收率

选用临沂市某水库为实验水样,分别用连续流动分析-分光光度法和分光光度法连续测定3 次,测定水样的加标回收率。 取2 份试验水样各100 mL,分别加入2.00 mL 的1.000 mg/L 挥发酚标准溶液、3.00 mL 的10.00 mg/L 硫化物标准溶液、3.00 mL 的10.00 mg/L 阴离子表面活性剂标准溶液,均定容至200 mL,分别用连续流动分析-分光光度法和分光光度法连续测定3 次取平均值,计算2种不同方法的加标回收率,见表4。 由表4 可知,采用连续流动分析-分光光度法和传统分光光度法测定样品的加标回收率最小值是95.0%,最大值是105%,符合水环境监测规范SL 219—2013 的要求。

表4 连续流动分析-分光光度法和分光光度法加标回收率

2.2.2 标准物质测定

分别取挥发酚标准物质、硫化物标准物质、阴离子表面活性剂标准物质标准物质,按照标准物质证书给定方法进行稀释,分别用连续流动分析-分光光度法和分光光度法对稀释样品进行测定,每个样品平行测定3 次,分别计算其平均值和相对误差,见表5。 由表5 中可知,连续流动分析-分光光度法和分光光度法测定标准物质的相对误差的绝对值均小于5%,符合测定要求。

表5 连续流动分析-分光光度法和分光光度法标准物质测定结果

3 结论

连续流动分析-分光光度法和分光光度法均能满足水环境监测规范SL 219—2013 的要求,测定曲线相关系数、准确度和精密度均满足方法要求。 与分光光度法相比,连续流动分析-分光光度法缩短了单一样品的检测时间,可以实现3 种污染物同时检测,保证了样品的检测时间要求,又提高了工作效率,节约人工成本。 连续流动分析仪自动吸取样品与试剂,自动加热、自动萃取、自动比色,省去了传统分析方法中人工蒸馏、萃取、比色等繁琐操作,且整个实验均在一个密封系统中进行,很大程度上减少了环境污染,同时在一定程度上保障了实验人员的人身安全。