靛酚蓝分光光度法测空气中氨浓度氨标准曲线的斜率变化分析

石亚群，李 敏

(1.烟台市建工检测服务中心，山东 烟台 264003；2.山东绿叶制药有限公司，山东 烟台 264003)

《民用建筑工程室内环境污染物控制规范》GB 50325-2010(2013)中要求：民用建筑工程验收时，必须进行室内环境污染物浓度检测，其中民用建筑工程室内空气中氨的检测方法，应符合现行国家标准《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》GB/T 18204.2-2014中靛酚蓝分光光度法的规定。

1 实验原理

靛酚蓝分光光度法的原理是根据空气中的氨被稀硫酸吸收，在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在条件下，与水杨酸生成蓝绿色的靛酚蓝染料，根据着色深浅，比色定量。

2 设计实验

测定样品之前首先要进行氨标准曲线的绘制，标准曲线的斜率应为0.081±0.003吸光度/μg氨，但在实际实验中结果经常会偏离这个数值。根据询问其他检测机构数据以及以前的实验经验，标准曲线斜率出现偏高的情况较多。针对这一现象进行了以下推测：(1)蒸馏水可能有影响；(2)配制标准工作液时移液管操作不当导致浓度偏高；(3)滴加显色剂时由于操作不当导致滴加过量。

2.1 控制变量为实验用水

针对第一种推测进行了两组实验，第一组实验使用新烧制的无氨蒸馏水(GB/T 18204.2-2014标准第8.1.2.1条)与购买的蒸馏水作比对，首先分别用两种水各做四组空白试验作比较。

表1 两种水的空白吸光度

从试验数据可以看出购买的蒸馏水空白吸光度数值更低。同时实验所使用的具塞比色管是同一批次刷洗并风干，这排除了比色管的影响。之后实验所用比色管均通过相同方式准备。第二组实验分别使用两种水做标准曲线。

表2 无氨蒸馏水

图1 无氨蒸馏水标准曲线 表3 新购蒸馏水

图2 新购蒸馏水标准曲线

从图1图2可看出两种水虽然空白值有所差异，但是斜率大致相同(0.0865及0.0864)，但较标准数值仍旧偏高，考虑到可能存在人员操作问题，在此基础上又增加一组人员比对实验，原实验人员为A，比对人员为B、C。

2.2 控制变量为人员差异

表4 无氨蒸馏水实验人员B

图3 无氨蒸馏水标准曲线200mL容量瓶

图3数据跟图1比较，斜率已在标准范围内，线性很好，这组对比实验一是人员差异，二是配制标准工作液时所用容量瓶大小不同，实验员A使用100mL容量瓶，实验员B使用200mL容量瓶，初步分析这次比对实验斜率不同是由于实验人员操作差异导致。为排除偶然性，在此基础上又重复一遍人员比对试验。

表5 无氨蒸馏水实验人员A

图4 无氨蒸馏水标准曲线100mL容量瓶 表6 无氨蒸馏水实验人员B

图5 无氨蒸馏水标准曲线200mL容量瓶(实验人员A) 表7 无氨蒸馏水实验人员C

图6 无氨蒸馏水标准曲线200mL容量瓶(实验人员B)

对以上所有试验进行分析：图4与图5比较仍是人员差异以及容量瓶差异，从数据来看图5斜率更好。图5与图6实验变量是人员差异，容量瓶使用相同规格，但图6实验斜率显然较高可以看出人员操作是其中主要原因。分析图4与图1为同一实验人员，都使用100mL容量瓶配制标准工作液，比较斜率相差不大(0.0865与0.0867)，实验重现较好，并且比较 图1图2以及图4的斜率可以看出，三者斜率都很接近，由此可以得出，本次实验所用的购买蒸馏水与新烧制的无氨蒸馏水对斜率的影响不大，之后实验不再作分析。分析图5与图3同一实验员，使用200mL容量瓶配制标准工作液，比较两者斜率变化浮动较大。综合上述几个实验比对，分析得到以下结论：(1)实验人员操作不同导致标准曲线斜率差异可能性很大。(2)由于配制标准工作液(将标准贮备液用吸收液稀释1000倍)时，如果使用100mL容量瓶，需量取贮备液0.1mL，由于量取贮备液的量很少，配制过程中稍有误差就会对曲线的斜率造成很大影响，所以配制标准工作液所使用容量瓶的大小对标准曲线的斜率影响不容小觑。

2.3 控制变量人员配制溶剂互换

针对结论一设计以下实验：实验人员A、B各配制吸收液以及标准工作液，然后交换所配制试剂分别做标准曲线。实验用水为购买蒸馏水，配制标准工作液均使用200mL容量瓶。

表8 人员B配制标准工作液，人员A做曲线

图7 购买蒸馏水标准曲线200mL容量瓶 表9 人员A配制标准工作液，人员B做曲线

图8 购买蒸馏水标准曲线200mL容量瓶

通过图7图8这组实验可以看出：两名实验人员标准曲线斜率跟之前所做数据变化很大，说明人员操作差异引起的误差确实是一大主要原因。图8跟图4相比，标准工作液为同一人配制，斜率有所下降，变量在实验人员以及所使用容量瓶上。图7跟图5相比，标准工作液为同一人配制，斜率相差不大，所使用容量瓶同为200mL，变量在实验人员。综合两个结论分析，容量瓶不同造成的实验结果差异更加显著。

对这一结论增加一组实验：配制标准工作液均使用500mL容量瓶。

表10 实验人员A

图9 购买蒸馏水标准曲线500mL容量瓶 表11 实验人员B

图10 购买蒸馏水标准曲线500mL容量瓶

使用500mL容量瓶配制标准工作液所得的标准曲线斜率如图9、图10所示，数据接近，偏差在0.6%左右，且斜率在标准规定范围内。变量是人员差异。由此可得结论：使用较大量程容量瓶配制标准工作液时，由人员操作引起的偏差就会降低；另一方面两实验人员在滴加显色剂时存在的差异，对每一个点的吸光度有影响，但对于标准曲线斜率影响不大。图9与图2斜率相比较斜率有一定幅度下降，变量为所使用容量瓶量程增加，再一次证明，配制标准工作液时，使用大量程容量瓶所做标准曲线斜率更接近标准规定范围。

分析实验人员A所做标准曲线，其使用不同量程的容量瓶配制标准工作液所制得曲线如图11所示。

图11 实验人员A配制标准溶液其标准曲线斜率

由图11可以清楚看出使用不同容量瓶配制标准工作液所得的曲线斜率变化。在使用500mL容量瓶时，斜率最好。正是因为在稀释贮备液的时候量取贮备液的体积误差造成。量取体积越小，体积误差造成的影响就会越大，表现在标准曲线的斜率上面就是与标准值偏离越远，也就造成了平时做标准曲线时斜率偏高或者偏低。

3 结论

利用靛酚蓝分光光度法测空气中氨浓度做标准曲线时，对于出现曲线斜率偏离标准值的情况，可以通过使用更大量程的容量瓶配制标准工作液这一方法来缩小实验误差，进而使标准曲线的斜率更接近标准要求的数值。

使用不同的水，如蒸馏水，无氨水，对曲线斜率影响不大，但是对于空白值以及整体的数值影响很大。相同的，滴加显色剂时，操作所引起的误差对于每一根比色管都是相同的，对每一根比色管的吸光度数值影响较大，但对于斜率影响不大。比色管洁净度对吸光度也有很大影响，但使用相同洁净度的比色管，对标准曲线的斜率影响不大。

[1] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB/T 18204.2-2014《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》[S].北京：中国标准出版社，2014：18-20.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50325-2010，民用建筑工程室内环境污染控制规范(2013版)[S]. 北京：中国计划出版社，2013.