浅析气相分子吸收光谱法在水质高锰酸盐指数的测定

马晓玲 王小娟

（安徽省芜湖水文水资源局 芜湖 241000）

随着社会经济的快速发展，生活污水和工业废水的大量排放，水资源的破坏也越来越严重。其中高锰酸盐指数是评价水质污染程度的主要双指标之一，常被作为还原性有机物和无机物污染程度的综合指标。高锰酸盐指数是一个相对条件性指标，在测定过程中受到加热温度、滴定速度等很多因素的影响，导致传统国标方法在实际的水样测定中，测定结果存在显著差异。本文通过气相分子吸收光谱法的测定原理、检出限、精密度和准确度的分析，显示测定结果优于经典法高锰酸盐指数的测定。

1 实验

1.1 方法原理

在规定的分析条件下，将待测成分转变成气态分子载入测量系统，测定其对特征光谱的吸收。

样品中加入已知量的酸性高锰酸钾溶液，于98℃条件下加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性质氧化，反应后加入已知量亚硝酸盐还原剩余的高锰酸钾，使剩余的亚硝酸盐在盐酸乙醇混合溶液的作用下转化成NO2，用载气导入气相分子吸收光谱仪中，以载气做参比，在213.9nm 波长测的亚硝酸盐氮的浓度，通过亚硝酸盐氮浓度计算得到样品中高锰酸盐指数的含量。

1.2 仪器和试剂

1.2.1 仪器

CGM800 全自动CODMn分析仪主要由检测器、反应器、专用样品瓶及瓶盖、硅胶垫、尾气吸收管组成。实验室常用相关玻璃器皿。

1.2.2 实验试剂

实验所用试剂见表1。

表1 实验所用试剂表

1.3 环境条件

工作时室温应保持15℃～30℃，湿度30%～70%。

1.4 测定步骤

1.4.1 样品的保存与预处理

样品采集后贮存于棕色玻璃瓶中，在0～4℃下避光保存，不超过两天。

1.4.2 软件操作

启动全自动CODMn分析仪，将所有的泵管插入超纯水中，待反应器温度显示达到95℃及以上，将所有试剂管放入对应的试剂瓶里，润洗仪器两遍，将待测样品按顺序放入对应的样品位置，启动消解程序仪器进入自动消解及测定过程。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

准确移取0.01mol/L 亚硝酸钠标准使用液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL于6 个100mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。标准系列浓度分别为0.00mg/L、0.35mg/L、0.70mg/L、1.40mg/L、2.80mg/L、4.20mg/L。根据设置的分析序列，以亚硝酸盐浓度为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标绘制，标准曲线如图1。

图1 标准曲线图

由表2可知，标准曲线的相关系数R=0.99985，线性关系良好，相关系数大于0.999。

表2 标准系列实验数据表

2.2 检出限和测定下限

按照样品分析的全部步骤，重复n（n ≥7）次检测检出限浓度的2～5 倍，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，其中：n 为样品的平行测定次数；t 为自由度，S 为平行测定的标准偏差。当测定次数为7，置信度为99%时的t 值为3.143。高锰酸盐指数检出限实验数据见表3。

表3 高锰酸盐指数检出限实验数据表

经过计算得到高锰酸盐指数的检出限为0.006mg/L，测定下限为0.024mg/L。测定范围大于经典法的0.5～4.5mg/L。

2.3 精密度的测定

在实验中通常用实验所得数据的相对标准偏差代表精密度，用实验所得数据的相对误差代表准确度。对浓度为2.17mg/L±0.16mg/L、3.89mg/L±0.35mg/L和5.14mg/L±0.42mg/L 的有证标准物质各重复测定6 次，并计算其相对标准偏差和相对误差，见表4。

表4 高锰酸盐指数精密度与准确度实验数据表

通过测定和计算，测得高锰酸盐指数相对标准偏差分别为0.33%、0.34%和0.37%，相对误差分别为+5.5%、-3.1%、+4.1%，完全符合该样品的保证值，可见使用气相分子吸收光谱法测定高锰酸盐指数具有较高的准确度。

2.4 实际样品精密度

分别对自行采集的地表水、地下水和饮用水进行6 次平行测定，并计算相对标准偏差，见表5。

表5 饮用水、地下水、地表水精密度实验数据表

通过测定和计算，测得饮用水、地下水、地表水的相对标准偏差分别为1.8%、0.4%、0.4%，相对标准偏差小于经典法相对标准偏差4.2%，说明气相分子吸收光谱法精密度优于经典法，具有较高的稳定性和重现性。

3 结论

通过实验，气相分子吸收光谱法完全可适用于地表水中高锰酸盐指数的测定，传统的手工法操作程序繁琐，劳动强度较大，受多种因素的影响对测定结果形成较大差异，气相分子吸收光谱法具有较高的灵敏度、良好的精密度和准确度，操作程序简单，系统误差小，大大提高了实验室自动化程度，值得进一步推广■