水质高锰酸盐指数测定时的葡萄糖质控溶液研究

葛文丽，王健(中钢(南京)生态环境技术研究院有限公司，江苏 南京 210000)

0 引言

高锰酸盐指数是评价地表水、地下水质量的重要指标，是反映水体中有机及无机可氧化物质的常用指标[1]。影响高锰酸盐指数测定的因素较多[2-4]，实验用水、加热时间、高锰酸钾标准溶液的浓度、反应体系的酸度以及滴定条件等都是影响测定结果的因素[5]，想要得到较准确的结果并不容易。在实验质量控制中，一项有效的质控手段就是带入有证标准物质一同测定。由于实验本身的特点，过程中产生的随机误差较多，不同批次样品的测试存在实验条件及环境的差异，如果带入多批次有证标准物质势必会提高较多成本。无水葡萄糖溶液可作为水质高锰酸盐指数的能力验证溶液[6]和质量控制溶液[7]。用无水葡萄糖制备高锰酸盐指数标准样品，不仅成本低，而且操作简单，容易掌握，经实验室测试，能满足样品均匀性、稳定性的要求[7]。

1 无水葡萄糖溶液的讨论与配制

文献[6-7]配制无水葡萄糖能力验证样品时均需封装于安瓿瓶中并在压力锅中高温灭菌30 min。葡萄糖溶液经高温灭菌贮放后会有发黄现象，系葡萄糖的分解产物5-羟基呋喃甲醛聚合的结果所致[8]，且考虑到大多数实验室无安瓿瓶封口设备，以安瓿瓶形式保存溶液较难实现。本文配制的葡萄糖溶液作为高锰酸盐指数测定的质控溶液时，分装于50 mL棕色磨口试剂瓶中。一般环境条件下葡萄糖溶液容易受到微生物的分解作用使浓度降低，笔者根据长期的检测数据总结葡萄糖溶液在刚配制完成的一段时间内回收率较好，随着贮存时间变长，高锰酸盐指数值会有一定程度的下降，所以本文选择研究实验室一般环境下配制完成后的样品均匀性以及贮存第7天样品稳定性。

葡萄糖溶液配制：准确称取0.316 8 g于105 ℃烘干1 h并冷却的无水葡萄糖(D(+)-无水葡萄糖，分析纯)，溶于适量水中，转移至2 000 mL容量瓶并定容至标线，得到高锰酸盐指数为100 mg/L的葡萄糖贮备溶液，分装于50 mL的棕色磨口试剂瓶中，于实验室常温保存，编号为A。以同样的方式再配制一份100 mg/L的葡萄糖贮备溶液，分装于50 mL的棕色磨口试剂瓶中，贮存于0～4 ℃冰箱中，编号为B。

2 分析方法及仪器

2.1 分析方法

选用国标方法GB/T 11892—1989 《水质 高锰酸盐指数的测定》进行分析。

2.2 分析仪器

为避免手工分析操作随机误差，选择经计量院校准的高锰酸盐指数智能分析系统进行测试。仪器型号：顺昕1600 D型智能机器人分析系统(高锰酸盐指数)，其测量原理及步骤符合GB/T 11892—1989方法要求。

3 葡萄糖溶液均匀性检验

根据《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》，从两批样品中分别随机抽取10个样品，以流水号编号成A1～A10和B1～B10，每个样品分别准确量取10.00 mL溶液至250 mL容量瓶中，用超纯水定容至标线，准确稀释成4 mg/L的葡萄糖溶液。按照仪器的操作步骤检测，测试结果用单因子方差分析统计处理。

3.1 常温批次样品均匀性测量及统计结果

常温批次样品均匀性测量及统计结果如表1所示。

表1 常温贮存批次样品测试值及分析

通过计算得出统计量F=2.14，已知自由度为(9,10)及给定显著水平α=0.05的临界值F0.05(9,10)=3.02，显然F＜F0.05(9,10)，表明配制的常温贮存批次样品内及样品间不存在显著性差异，配制的用于常温贮存批次样品是均匀的。

3.2 冷藏贮存批次样品均匀性测量及统计结果

冷藏贮存批次样品均匀性测量及统计结果如表2所示。

表2 冷藏贮存批次样品测试值及分析

通过计算得出统计量F=2.11，已知临界值F0.05(9,10)= 3.02，显然F＜F0.05(9,10)，表明配制的冷藏贮存批次样品内及样品间不存在显著性差异，配制的用于冷藏贮存批次样品是均匀的。

4 葡萄糖溶液稳定性检验

根据CNAS—GL003:2018《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》，样品贮存期间，常温样品每天打开瓶盖10 s以模拟样品的使用过程，冷藏样品每天回温后打开瓶盖10 s，模拟样品的使用过程。贮存7天后，从两批样品中分别随机抽取10个样品，以流水号编号成A(7)1～A(7)10和B(7)1～B(7)10，每个样品分别准确量取10.00 mL溶液至250 mL 容量瓶中，用超纯水定容至标线，准确稀释成参考值为4 mg/L的葡萄糖溶液。按照均匀性检测同样的操作步骤测试，统计测试平均值与参考值是否存在显著性差异。

4.1 常温贮存7天后样品稳定性测试及统计结果

常温贮存7天后样品稳定性测试及统计结果如表3所示。

表3 常温贮存7天后样品结果及分析

计算得出t值为3.74，已知自由度为9及给定显著水平α=0.05的临界值t0.05(9)=1.833，统计计算出的t＞1.833，表明常温贮存的样品7天后的葡萄糖溶液测试平均值与参考值4 mg/L之间已存在显著性差异。

4.2 冷藏贮存7天后样品结果及分析

冷藏样品稀释前需要回温，贮存7天后样品稳定性测试及统计结果如表4所示。

表4 冷藏贮存7天后样品结果及分析

计算得出t值为1.56，已知t0.05(9)=1.833，统计计算出的t＜1.833，表明冷藏贮存的样品7天后的葡萄糖溶液测试平均值与参考值4 mg/L之间不存在显著性差异，样品贮存期间性状稳定。实验室可绘制质控样品品管图来使用葡萄糖质控溶液，依据该样品年度管制目标值统计结果，设定警告范围的上、下限和管制范围的上、下限，分析人员执行分析时，应先测试该葡萄糖溶液分析值是否在管制范围内，才可进行样品分析，以便得到更准确的样品分析结果。

5 结语

葡萄糖溶液可作为水质高锰酸盐指数测定的质控溶液使用。由于微生物的作用及其他因素，常温保存的葡萄糖溶液7天后的平均值与标准值之间已存在显著差异，0～4 ℃冷藏保存的溶液7天后的平均值与参考值之间无显著差异，但统计出的t值已与95%置信区间该自由度下的t值数值接近。因此，建议葡萄糖溶液作为水质高锰酸盐指数测定的质控溶液使用时要保存在0～4 ℃冰箱中，以降低微生物的作用，且保存时间不超过7天。实验室可绘制葡萄糖质控溶液的回收率质量控制图，以便得到得到更准确的样品分析结果。