水质总氮测定方法的验证

王 勇

(新疆维吾尔自治区博尔塔拉蒙古自治州博乐市环境监测站，新疆 博尔 833400)

1 引言

水质总氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮与有机氮等的总称，氮是生物体所必须的元素之一，但是过量的氮会造成水体富营养化，使得藻类疯狂生长，快速的消耗着水体中的含氧量，使水质恶化，轻则影响水生生物的生长速度，重则会造成水体发黑发臭，水生生物大量死亡，破坏生态平衡。总氮在环境监测领域属于国家强制检测内容，目前最新版的标准《水质总氮的测定 碱性过硫酸钾紫外分光光度法》(HJ636-2012)规定了水质总氮的检测分析方法。

而为了保证实验室测试结果的稳定、可靠和准确，保证数据质量，本文根据《化学分析方法验证确认和内部质量控制要求》(GB/T 32465-2015)5.1的要求，采用实验的方法，对实验室开展该项目的能力进行验证。

2 方法原理

在120～124 ℃下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物转换为硝酸盐氮，采用紫外分光光度法于波长220 nm和275 nm处，分别测定吸光度A220和A275，按照A=A220-2A275计算校正吸光度A，总氮(以氮计)含量与校正吸光度A成正比。

3 仪器与化学试剂

3.1 仪器

A590分光光度计：具备双长波测定能力和10.0 mm石英比色皿；高压蒸汽灭菌锅；25 mL比色管及其他实验室用玻璃器皿。

3.2 化学试剂

新制备的超纯净水(实验室纯水机制备)。氢氧化钠(NaOH):优级纯(天津市百世化工有限公司)。过硫酸钾(K2S2O8)：优级纯(天津市北联精细化学品开发有限公司)(纯度不足，需自行重结晶提纯)。碱性过硫酸钾溶液：按照HJ636-2012中规定的方法配置碱性过硫酸钾溶液。总氮标准溶液(500 mg/L)。盐酸(1+9)：取浓盐酸1份超纯水9份混合得到。

4 简要的操作步骤

(1)制作标准系列。吸取1.00 mL总氮标准溶液于50 mL容量瓶中，定容至50 mL备用，形成标准使用液。分别吸取中总氮标准使用液：0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00 mL于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，其对应的总氮(以N计)含量分别为0.00、2.00、5.00、10.00、30.00和70.00 μg,加水稀释至10.00 mL,再加入5.00 mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧管塞，用棉纱布和棉线绳扎紧管塞。

(2)吸取样品10.00 mL于25 mL具塞比色管中，处理方法同标准系列。

(3)将标准系列和样品一起置于高压蒸汽灭菌锅中，加热至顶阀吹气，关阀继续加热至120 ℃开始计时，保持温度在120～124 ℃之间30 min,自然冷却至压力表降为零，开阀放气，取出比色管冷却至室温，按住管塞，将比色管中液体颠倒混匀2～3次。

(4)每个比色管中加入1.0 mL(1+9)盐酸，用水稀释至25 mL标线盖塞混匀，使用10.0 mm石英比色皿，在紫外分光光度计上，以纯水做参比，分别于波长220 nm和 275 nm处测定吸光度，按照A=A220-2A275计算校正吸光度A。用溶液的校正吸光度减去零浓度溶液的校正吸光度得到校正吸光度Ar。

5 验证内容

5.1 方法选择性和线性

通过空白实验可以验证空白实验校正吸光度Ab是否小于0.030，从而验证实验用水、试剂纯度、器皿和高压灭菌锅是否满足实验要求。在7支15 mL比色管中各加入10 mL超纯水，然后按照4.1～4.4的步骤进行测试。得到空白实验各吸光度，见表1。

表1 空白值实验

按照3.1中的方法制作标准系列，并按照3.2～3.5的方法分析，结果见表2。以标准系列浓度为横坐标，校正吸光度与零浓度溶液校正吸光度的差Ar为纵坐标，绘制标准曲线，y=0.0116x+0.0036,R2=0.9995，曲线见图1。

表2 标准系列标准曲线

图1 校准曲线

5.2 检出限和定量限

方法检出限按照《环境监测标准技术规范修订技术导则》(HJ168-2010)附录A中空白实验中检测出目标物质的方法:按照样品分析的全部步骤，重复n(n≥7)次空白实验，将各测定结果换算为样品中的浓度或含量，计算n次平行测定的标准偏差，按公式MDL=t(n-1，0.99)×S计算方法检出限(t：自由度为n-1,置信度99%时t的分布；S：n次平行测定的标准偏差)。

引用空白实验中的实验数据(空白校正吸光度A=0.026，曲线y=0.0116x+0.0036)，结果见表3。

表3 空白值实验

5.3 准确度

本实验的准确度采用加标回收的方法验证，即取标准系列2做平行双样，于一份样品中加入总氮标准使用液 3.0 mL，同时制作标准系列绘制标准准曲线。校正曲线为y=0.0117X+0.0059,线性相关系数r=0.999。

表4 加标回收率结果

5.4 精密度

本实验在自由度为6的情况下，对一组中间浓度样品进行7次重复测定，依据测试结果(表5)计算测定平均值、标准偏差，然后计算变异系数cv，进而评定结果的精密度。在4.3准确度评定实验过程中于7支25 mL空比色管中各加入总氮标准使用液3.0 mL,按4.1～4.5的方法与标准系列同步处理与测试。

表5 测试结果

6 评价与验证结论

6.1 方法选择性与线性

在5.1节中通过7个空白样品的校正吸光度值均小于0.030，说明实验用水、试剂纯度、器皿和高压灭菌锅满足实验要求，实验方法的选择性符合要求。

标准系列绘制的标准曲线为y=0.0116x+0.0036,线性相关系数r=0.9998，实验方法线性符合要求。

6.2 检出限和定量限

在5.2节中通过实验验证，本方法的检出限为0.02 mg/L小于《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾紫外分光光度法》(HJ636-2012)中0.05 mg/L的要求，满足标准要求。

按照《环境监测标准技术规范修订技术导则》(HJ168-2010)附录A中A.2规定，测定下限为检出限的4倍，所以本实验室总氮的测定下限为0.08 mg/L。小于标准中0.20 mg/L的要求。

6.3 准确度

在5.3节中，本方法的加标回收率p=93.16%在90～110之间，满足《水质总氮的测定紫外分光光度法》(HJ636-2010)12.5的要求。

6.4 精密度

本实验的变异系数cv=1.315%,依据《合格评定 化学分析方法确认与验证指南》GB/T27417-2017中附录B中数值判定，本实验的变异系数符合标准要求。

7 结语

通过上述各指标验证，表明本实验室对于该项目出具的测试结果的稳定、可靠和准确，能够保证数据质量。