水中硒测定的精密度偏性试验分析

郭彦秀

（太原市水文水资源勘测站，山西 太原 030001）

硒是人体必需的微量元素，微量的硒能够增强人体免疫力，有助于达到延缓衰老、抗氧化等效果，能有效预防心血管疾病及癌症的发生，摄入过多则会引起硒中毒。硒在自然界的分布广泛，主要通过食物链影响人体健康，而饮水是食物链中的重要环节。因此，精准测定水样中的硒含量非常重要，这将为科学评估硒对当地环境的影响提供依据[1]。

硒通常呈无机和有机两种形式存在于水体中，不同的水质和地区会影响硒的存在形式。通常情况下，纯净的自然水中含有四价和六价硒，某些特定的矿泉水中含有二价硒，工业废水中含有各种价态的硒。硒的检测方法有多种，比如比色法、极谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法和原子荧光法。其中，原子荧光法具有高灵敏度和低检出限，可以同时分析多种元素等优点[2]，因而被广泛用于实验室测定水中硒含量。硒元素在环境水和自来水中的含量极低，用原子荧光光谱法检测更能有效地反映水体中硒元素的真实情况，从而满足对水质的监控需求[3]。原子荧光光度法测定水中硒，是预先将各种价态的硒转化为四价硒，然后利用原子荧光光度计进行硒元素的定量分析。

根据《实验室资质认定评审准则》的规定，水环境监测实验室应当加强质量管理，严格把关可能影响检测结果的各种因素，以确保检测数据的科学、准确、公正。精密度偏性试验作为实验室内部质量控制的手段之一，可以更加准确地预测实验室分析的误差，并对分析方法的精密度和准确度进行全面而有效的检验与评估；作为检测试验，能在方法标准化过程中用来拟定分析方法结果允许差；通过数学统计，可以利用分析过程中产生的各种变量来评估检测结果；通过科学的评估，可以准确地了解实验室的设备性能、方法的适用性、操作人员的技术水平和实验室的环境条件等实验室整体水平以及检测能力[4]，为实验室内部质量控制及管理提供科学依据。所以，实验室应定期开展精密度偏行试验，并绘制质量控制图，以确保检测数据准确、可靠。

本文利用氢化物原子荧光光度法开展了水中硒检测的精密度偏性试验，并对结果数据进行分析研究。

1 精密度偏性试验准备

1.1 依据标准

水质硒的测定依据是《水质硒的测定原子荧光光度法》（SL 327.3-2005）[5]。

1.2 设备设施

设备设施包括AFS-9330 型双通道原子荧光光度计（北京吉天）、高强度硒空心阴极灯、高纯度氩气（99.99%）和移液管等常用玻璃器皿。

1.3 试剂及标准物质

试剂及标准物质包括实验室用纯水、5%盐酸（优级纯盐酸配制）、0.5%氢氧化钾-1%硼氢化钾混合溶液（取2.5 g 氢氧化钾溶于500 mL 纯水中，摇匀后加入5.0 g 硼氢化钾）和硒标准溶液（购买的水利部水中硒有证标准物质，浓度为1.0 mg/L）。

1.4 测试溶液

（1）空白溶液。用配制水样方法配制纯水。

（2）0.1 C 水中硒标准溶液。C 为标准曲线上限浓度（10.0 μg/L），用1.0 mg/L 的水中硒标准溶液稀释配置。

（3）0.9 C 水中硒标准溶液。C 为标准曲线上限浓度（10.0 μg/L），用1.0 mg/L 的水中硒标准溶液稀释配置。

（4）统一标样。购买的水利部水中硒有证标准物质，标准值及扩展不确定度为30.0±2.1 μg/L。试验过程中，为保证测定值落在曲线范围内，需将其按证书稀释方法稀释配制后再稀释5倍进行检测。

2 精密度偏性试验结果

此次试验，利用原子荧光光度计，选择6 个浓度点分析（除零点外），进行硒标准曲线绘制，曲线测定结果详见表1；然后每天按随机顺序对6种测试溶液进行平行测定，连续测定10 d，共10批20组数据，样品测定结果详见表2。

表1 标准曲线测定结果

表2 精密度偏性试验样品测定结果μg/L

3 结果分析

3.1 标准曲线检验

在水环境监测试验中，标准曲线必需经过线性检验、截距检验才能使用[6]。

3.1.1 线性检验

线性检验是对标准曲线的精密度进行的检验，通常情况下，试验所用分光光度法要求标准曲线相关系数|r|≥0.999，即检验合格；如果检验不合格，应立即查找原因并加以完善，再重新绘制标准曲线。由表2 可知，此次试验标准曲线回归方程有良好的线性关系，相关系数r=0.999 3，满足要求，线性检验合格。

3.1.2 截距检验

截距检验是对标准曲线的准确度进行的检验。在标准曲线的线性检验合格基础上，对校准曲线进行线性回归，由表2可知，此次试验标准曲线回归方程式为y=72.108 7x-15.041 6；对截距a和0 进行t检验，t值为2.205。查t值表得t（0.05，n=7）=2.571，t＜t（0.05，n=7），则截距检验合格，曲线满足要求[7]。

3.2 空白检验

通过空白试验，可以准确地评估仪器、试剂、环境条件等多种因素对检测结果的影响，从而有效地扣除试样中试剂的本底值，计算出各种分析方法的检出限（MDL）[8]。通常认为，当置信度达到95%时，样品测定值与零浓度样品测定值之间的显著差异，就是检出限。

空白测定次数不足20次时，其计算公式为：

空白测定次数大于20次时，其计算公式为：

式中：Swb为空白批内标准偏差，Swb=为批内自由度，f=m（n-1）；m为批数；n为每一批次的测定数量；tf为显著水平0.05（置信度水平为95%），自由度为f时的值。

本次试验测定20 次，检出限按式（2）进行计算，通过计算得空白批内标准差Swb值为0.002 4 μg/L，检出限MDL 值为0.011 μg/L，符合《水质硒的测定原子荧光光度法》（SL 327.3-2005）中0.300 0 μg/L 的要求。因此，空白检验合格，符合质控要求。

3.3 总标准偏差检验

总标准偏差检验的目的在于对各种不同溶液进行批内、批间变异检验，以便更好地探究误差产生的根源。批内变异由操作中的随机误差引起，批间变异则由检测人员、环境条件及试样的不稳定性导致[9]。

按照表3中计算公式，分别计算0.1 C溶液、0.9 C溶液、天然水样、加标样品及统一标样的批内批间变异，并进行变异显著性检验（F检验）。经过试验，发现5种溶液的变异结果都不显著。通过计算总标准差，发现它们都低于方法的检出限，因此总标准差检验合格。另外，F0.1C＜F0.9C，可见同一种溶液随着浓度的增加，其误差的累积效应逐渐显著[10]。

3.4 准确度检验

通过对天然水样进行加标回收试验，计算加标回收率；对统一标样进行测定，计算相对误差进行准确度的检验评价。实验室精密度偏性试验一般用加标回收试验来判断准确度。

通过计算可知，10批样品20个加标回收率试验的加标率为93.5%～104%，平均值为98.0%，详见表4，满足《水环境监测规范》（SL 219-2013）[11]要求，准确度检验合格。

表4 加标回收率结果分析%

在统一标样测定中，测定均值为30.1 μg/L，而标准样品标准值为30.0 μg/L，相对误差RE=0.26%，小于一般要求5%，且测定值均在标准物质要求的不确定范围内，表明硒统一标样检测结果合格，无系统误差，偶然误差在可控制范围内。

3.5 质量控制图

通过质量控制图，可以直观地看到数据质量的变化情况。在精密度和准确度均满足要求的基础上，绘制质量控制图，检测人员能及时发现分析误差是否有异常变化趋势，进而采取相应的纠正措施。

在本次试验中，使用了10批20组天然水样检测数据，并绘制了质量控制图，如图1所示。其中，X为中心线；X±3S为上、下控制线；X±2S为上、下警告线；X±S为上、下辅助线。由图1 可知，所有的质量控制点都位于上、下警告线的范围内，其中75%的点位于上、下辅助线内，没有连续7个点出现上升或下降的趋势，不存在连续7 个点偏在中心线同侧的情况，因此该质量控制图满足要求。由此表明，此次试验不存在影响分析准确度的环境因素，所选方法的随机误差在要求范围内，无显著系统误差。

图1 质量控制图

4 注意事项

4.1 试剂及检测溶液配制环节

（1）硼氢化钾在碱性条件下较稳定，为防止其水解，配制0.5%氢氧化钾-1%硼氢化钾混合溶液时，需将硼氢化钾溶于预先配置好的氢氧化钠溶液中，配制次序不能颠倒且需现用现配。

（2）检测所需的标准溶液应在试验当天用贮备液或标准溶液配制，应使用同批次纯水和试剂配制标准溶液，同时确保所用试剂符合标准要求。

(1)将识别样本进行预处理,并提取特征参数短时平均能量E和短时能量抖动Es,若满足以下条件式(13),则高压开关柜为正常态。

（3）天然水样加标试验中，加标量需控制在一定范围内，需满足加标量小于等于待测物含量3 倍的要求。

4.2 检测环节

（1）环境因素及仪器条件对试验结果均有一定程度的干扰，故试验过程需设定相同的仪器条件（负高压、灯电流、原子化器高度、载气流量等）及环境条件（温度、相对湿度）。

（2）空白水样检测应使用与样品检测相同的方法，对纯水进行与之完全相同的试验[12]。

（3）所有测试溶液的浓度均应在检测限值以内。

（4）为了使分析结果具有典型代表性，在对水样中痕量元素进行精密度偏性实验时，应至少进行10批次检测[13]。

（5）2015 年，水利部水文司修订了《实验室质量控制考核与比对试验实施办法》，要求在进行质控图分析时，控制水样每日分析结果的相对偏差必须小于标准方法规定的相对偏差的2 倍，否则必须重新进行。

5 结论

通过对本次水中硒检测的精密度偏性试验结果进行计算分析，可得以下结论。

（2）各溶液总标准偏差检验合格，且由F0.1C＜F0.9C可得高浓度样品受检测时间影响更大，所以要求水样必须在规定检测时间内完成。

（3）加标回收率满足要求，准确度检验合格。

（4）质控图分布满足要求。

由此可见，本实验室利用原子荧光光度法测定水中硒，检测结果准确度可靠，重复性好，检测人员、设备设施、环境场所均满足要求。