海水硝酸盐测定影响因素分析及盲样考核技术要点

时间：2024-04-24

匡少华，郝咏芳，于洪波，王彩蕴，杨爽

(1.营口市水产科学研究所，辽宁营口 115003；2.辽宁省海洋科学研究院，辽宁大连 116023)

硝酸盐是海水五项营养盐之一，是海洋环境监测的重要监测项目，在海洋环境监测规范中提及的国标方法有镉柱还原法、锌镉还原法[1]。镉柱还原法还原率高且稳定，但填充镉柱过程比较麻烦[2]，不常使用。锌镉还原法操作简便，是海洋环境监测的常用方法，但还原率低且不稳定，测定结果的准确度受诸多因素影响，因此在实验室认可和资质认定过程中，硝酸盐盲样考核通过率成为难点。笔者据多年实验室硝酸盐测定和近几年实验室现场评审盲样考核经历，总结了几点经验，为硝酸盐盲样考核提供可参考的依据。

1 硝酸盐测定影响因素

1.1 环境因素的影响

实验室环境要求整洁，温度、湿度、通风等符合实验认可要求，在实验室整体布局分布上有机、无机的实验项目分开。

1.2 仪器的影响

分光光度计及比色皿等相关配件、在检定校准有效期内，往返式震荡器、制水机能正常工作，且能满足实验要求。

1.3 实验用水的影响

国标指出水为蒸馏水或等效纯水，实际工作中使用实验室三级用水，pH 为5.0～7.5、电导率≤0.5 mS/m 、比电阻≥0.2 MΩ(25℃)。

1.4 实验员的影响

锌镉还原法测定硝酸盐其精密度、准确度主要依赖于实验员的技术水平和工作态度，所以实验员业务必须精熟，能够正确理解标准、熟练掌握相关操作细则及技术要点。

1.5 玻璃器皿的影响

玻璃器皿的清洗是实验室检测工作的重要前期准备工作之一，需充分细致。硝酸盐分析项目所用玻璃器皿皆需用1+10盐酸浸泡24 h以上，再用纯水冲洗多次直至干净、确保无残留、充分晾干、并单独存放备用。

1.6 化学试剂的影响

化学试剂在检验检测过程中直接参与化学反应，对测定结果至关重要，海水硝酸盐测定所用试剂除特殊要求外均为分析纯，且均在保质期内使用，盐酸萘乙二胺要求在低温下保存，当出现棕色时，应弃掉重配。配置人工海水的试剂要使用优级纯。

1.7 锌卷的影响

纯度99.99%、厚度0.1 mm，锌片的选择要表面光洁，无氧化腐蚀迹象、无边角毛刺。锌片裁剪前戴好医用手套，用脱脂纱布擦拭表面油污，制好的锌卷放置于事先准备好的带盖聚乙烯容器暂存。在实验过程中，锌卷需用塑料镊子夹取。

1.8 实验条件的影响

锌镉还原法测定海水中的硝酸盐，还原率是最关键技术要点。而影响还原率的因素涉及很多方面，包括盐效应、人工海水组成成分、锌片面积、锌片清洁度、锌卷形状、反应容器的形状、pH、震荡频率、还原时间等。王金叶等研究指出基质盐度、盐分组成、锌片面积对还原率有显著影响[3]，笔者实际工作中对此结论也做了参考。经过多年硝酸盐测定的经验，总结出的实验条件为震荡频率200 r/min、时间12 min、基质盐度35‰ 、锌卷面积 5.0 cm×3.0 cm、形状卷成内径1.5 cm锌卷、人工海水成分为氯化钠31.0 g (GR)、硫酸镁5.2 g(GR) 、碳酸氢钠0.2 g(GR)每升纯水，用60 ml带盖聚乙烯瓶做反应容器。在盲样考核过程中要严格控制影响条件。

2 盲样考核技术要点

硝酸盐盲样考核不同于日常分析检测，盲样考核的过程是评估和考核实验室组织管理、质量控制和检测能力的过程[4]，能直接反映实验室的仪器和技术水平，是实验室认可和资质认定最常用的现场考核手段之一，难度会有，但也有规律可循，一般注意以下几个要点，可以轻松面对。

2.1 准备工作

接到盲样考核任务后，实验员要树立信心，调整好心态，同时做好准备，制定完整的实验方案，将分光光度计、标准物质、已知浓度的内控质控样品、试剂、玻璃器皿、实验用水准备好，预想考核的盲样样品类型、浓度范围、准备应急方案。待盲样领到后按预设方案一步步开展实验。

2.2 平行试验

硝酸盐盲样考核时，可以选择平行试验，包括曲线平行试验，内控样品平行试验、盲样平行测定。

2.3 盲样浓度范围试验

根据盲样给定的浓度范围与硝酸盐国标法曲线范围，选择稀释倍数。一般确定三个不同的稀释倍数进行检测，用于确定盲样浓度范围，为选择标准工作曲线浓度范围和内控质控样品浓度做前期准备。

2.4 确定工作曲线范围和内控质控样品浓度

根据盲样浓度范围试验结果，选择合适的曲线范围，制作工作曲线。使盲样浓度在工作曲线的中间点附近，实验室内控质控样品浓度的选择也要靠近盲样浓度范围试验所得结果。已知浓度的内控质控样品测定结果接近靶值时，盲样检测结果的准确性会比较高，容易通过考核。

2.5 上机技巧

分光光度计需提前1 h开机，运行平稳后、用人工海水调零、立即实验，实验过程中不能再调零。测定样品时比色皿内溶液要彻底倒净、内外表面用擦镜纸擦拭干净，且先用待测溶液至少润洗一遍，再进行测定。曲线的测定，需从低浓度到高浓度进行。

2.6 原始记录

实验过程中做好所有相关实验记录，量值溯源，有据可查。

3 现场考核硝酸盐盲样的测定

3.1 工作标准曲线制定

准确量取10.0 mL硝酸盐国家标准溶液GBW(E)081697(100.0 mg/L)于100.0 mL容量瓶中，加水至标线，混匀，得标准中间液浓度为10.0 mg/L；再准确量取10.0mL标准中间溶液于100.0 mL容量瓶中，加水至标线，混匀，即得硝酸盐标准使用液浓度为1.0 mg/L。分别吸取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL使用溶液分别入25 mL具塞比色管中，加水至标线混匀。此标准溶液系列的硝酸盐浓度依次为0、0.040、0.080、0.120、0.160、0.200 mg/L。以标准溶液浓度为横坐标，以吸光值(吸光值取曲线平行测定的均值)Ai-A0为纵坐标。绘制标准工作曲线，如表1和图1所示。

表1 硝酸盐浓度与吸光值表

图1 硝酸盐工作曲线图

从表1和图1可以看出，硝酸盐浓度在0～0.200 mg/L范围内硝酸盐浓度与吸光值线性关系良好，其关系为y=1.850 7x+0.003 1，相关系数R2值为0.999 4，符合实验室质量控制要求，可用于盲样的测定。