紫外分光光度法测定水质石油类的方法验证分析

宋润娜，崔瑞霞，赛 平，赵俊美

（河南中测技术检测服务有限公司，河南 郑州 450000）

引言

石油类是一种很复杂的自然有机混合物，具有潜在的毒性。是判断水质污染[1]的关键因素之一。为了规范生态环境监测工作，现已批准HJ 637—2018[2]和HJ 970—2018[3]两项标准为国家环境保护标准，并于2019 年1 月1 日正式实施。明确各自的使用范围，更加规范了之前HJ 637—2012[4]标准中存在的石油类测定中的疑点。

蔡美全[5]、齐文启[6]，赵新宇[7]等对水中石油类测定常见问题进行研究分析，杨阳[8]、陆燕宁[9]等对测定水质石油类做好质量控制进行了深入研究，并对影响测定结果的重要因素进行研究探讨，余振荣[10]对水中石油类监测存在的问题与解决办法进行了详细的研究，张雪容[11]、吉晓敏[12]、杨智[13]和张会强[14]等对水中石油类的萃取设备与脱水方法的改进提出了比较实用的建议，对日常水中石油类的检测起到了重要作用。各种文献从正己烷透光率、硅酸镁处理、使用器皿清洁度、样品保存、标准曲线、干扰消除等方面探讨了紫外法实施过程中涉及的关键环节及应该采取的控制措施对水中石油类测定结果的准确性有重要影响。

本文主要是通过对HJ 970—2018 标准的学习和理解结合实验实条件，开展标准线性、检出限和测定下限、精密度和准确度等一系列验证试验能满足标准要求。通过各项特征性指标发现，该标准操作简便，准确度高，整个实验过程中的毒性较小，保护实验人员健康，适合实验室开展此标准的使用。

1 实验方法

1.1 主要仪器和试剂耗材

仪器：紫外分光光度计，752PC 上海光谱仪器有限公司；振荡器；离心机，TG-16 四川蜀科仪器有限公司。

分析纯试剂：盐酸、硫酸、正己烷（透光率＞90%）、无水硫酸钠、无水乙醇和硅酸镁；石油类标准贮备液，1 000 mg/L；溶剂：正己烷，中国环境标准物质中心；实验室用水为去离子水；耗材：硅酸镁吸附剂、玻璃棉等。

1.2 方法检出限

当取样体积为500 mL，使用2 cm 石英比色皿，25 mL 正己烷提取剂时，检出限：0.01 mg/L；测定下限：0.04 mg/L。

1.3 方法原理

水质样品加盐酸酸化控制pH≤2 的条件下，样品用正己烷萃取，萃取液依次经无水硫酸钠脱水，再经硅酸镁吸附除去极性物质后，于225 nm 波长处测定，外标法定量。

1.4 水质的采集

水质石油类的测定中采样是很关键的一个内容，采样过程和水质样品的规范对后期检测至关重要。采样过程依据HJ/T 91、GB 17378.3 和HJ/T 164水质石油类采样要求进行。一定要单独采集，使用直立式采水器，且使用干燥的棕色玻璃样品瓶。使用前，一定注意不能用水样冲洗样品瓶。采样前先破坏水面可能存在的油膜，在水面至300 mm 深处采集柱状水样，采集的水全部用于测定。用1 000 mL石油类专用样品瓶采集。样品采集后，加入盐酸（1.19 g/mL）酸化至pH≤2。

1.5 水质的保存

样品保存参照HJ493—2009 和GB17378.3—2007的相关规定进行，若样品不能在24 h 内测定，应在0℃～4℃冷藏保存，3 d 内测定。

1.6 试样的制备

样品分别经萃取、脱水、吸附等步骤处理所得。在样品萃取时整个过程中注意萃取彻底很关键，将萃取液转至玻璃离心管中，2 000 r/min 离心3 min，萃取效果最佳；在样品的正己烷萃取液脱水时，正己烷萃取液过约10 mm 厚度无水Na2SO4玻璃漏斗后脱水效果最好；经硅酸镁吸附脱水后的正己烷萃取试液中的动植物油等极性物质后，再入底部垫有少量玻璃棉的玻璃漏斗，过滤后，即可通过紫外分光光度计测定。

1.7 空白试样的制备

以实验用水作为样品，加入盐酸酸化至pH≤2，全程和试样的制备同1.6 中步骤一样制备空白试样。

1.8 标准系列溶液的配制

取6 个25mL 棕色玻璃容量瓶，先分别加入少许正己烷，再分别准确移入0.00、0.25、0.50、1.00、2.00 mL石油类标准使用液，用正己烷定容至刻度线，使用2 cm 石英比色皿，在波长225 nm 处，以萃取液正己烷作参比，测定吸光度。以配制的标准曲线浓度测得对应的吸光度（扣除试剂空白值）为纵坐标，对应的石油类质量浓度为横坐标绘制标准曲线，求出回归方程及相关系数。

1.9 结果计算

水质中石油类质量浓度用Q（mg/L）表示，按照式（1）计算。

式中：Q 为水样中石油类的质量浓度，mg/L；A0为空白试样的吸光度值；A 为试样的吸光度；V 为水样体积，mL；b 为标准曲线的截距；Vi为萃取液体积，mL；a 为标准曲线斜率。

2 实验结果

2.1 方法的线性范围

以1.8 标准系列溶液的配制测得的吸光度（扣除试剂空白值）为纵坐标，对应的石油类质量浓度（mg/L）为横坐标绘制标准曲线，求出回归方程及相关系数，具体见表1。

表1 标准曲线、线性方程及相关系数

2.2 方法的检出限与测定下限

依据《HJ 168—2020》A.1 方法检出限 中A.1.1 方法检出限的一般确定方法a）空白实验中检测出目标物，按公式（2）计算方法检出限。测定下限为检出限4 倍。计算结果详见表2。

式中：MDL 为方法检出限；n 为样品的平行测定次数；t 为自由度，n-1；S 为n 次平行测定的标准偏差；置信度为99%的t 分布（单侧）。其中，当自由度为6，置信度为99%时，t 值为2.896,由表2 可得计算方法检出限为0.002 9 mg/L。

表2 方法检出限、测定下限测试数据

2.3 精密度

通过对4 个不同浓度水样进行分析测定，按照样品制备进行测定，每个样品连续测定6 次。分别计算平均值、标准偏差、相对标准偏差等各项参数，计算结果详见表3。

表3 精密度测试数据

2.4 准确度

通过使用4 个不同浓度有证书的标准物质样品测定准确度，按照样品制备进行测定（n=6），计算数据汇总表详见第86 页表4，可见其准确度均能满足有证标准物质相对误差和标准相对误差的要求。

表4 有证标准样品测试数据

3 结论

通过上述实验表明在仪器设备验收合格、环境条件符合、实验人员具有相关培训操作能力和试剂耗材验收合格的情况下，方法验证中标准曲线线性范围，方法检出限和测定下限、精密度、准确度均符合标准要求，所以本实验室可以使用《水质石油类的测定 紫外分光光度法 HJ 970—2018》开展检测地表水、地下水和海水中石油类的测定。方法检出限和测定下限均能满足方法要求。