连续流动分析法测定水中总氰化物的方法验证

叶正中，李志林**，杨春涛，周书祥，刘淑娟

(1.云南省生态环境厅驻玉溪市生态环境监测站，云南 玉溪 653100；2.玉溪师范学院，云南 玉溪 653100)

氰化物在水中的存在形式多样，包括有机氰化物和无机氰化物[1]。无机氰化物包括简单氰化物和金属络合氰化物。对于总氰化物而言，包括有机氰化物、游离氰根离子、络合物和简单金属氰化物，但不包括钴氰络合物和硫氰化物[2]。氰化物是一种剧毒物质，主要来自电镀、冶炼、选矿、有机化工等工厂排放的废水[3-4]。其对人体的毒害主要是与高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织缺氧窒息[5]。氰化物作为水环境监测分析中的一项常规指标，普遍采用的分析方法是容量法和分光光度法[6]，但操作繁琐且对分析人员伤害较大。而连续流动分析法具有分析效率高、适合大批量样品分析、毒性小等优点，能够有效解决传统手工法存在的问题。目前，国家生态环境部尚未发布关于总氰化物连续流动分析法的标准方法。本文根据《RB/T214-2017 检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求》[7]规定，结合单位实际工作和同系统其他单位情况，对国际标准方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))[8]进行方法验证，以便顺利开展大批量样品分析检测工作。

1 原理

1.1 方法原理

在酸性条件下，氢氰酸 125 ℃ 时在线蒸馏，蒸馏后的氰化物和氯胺 T反应生成氯化氰，然后与异烟酸及1，3-二甲基巴比妥酸反应生成红色络合物，在波长 600 nm 处检测[8]。

1.2 仪器原理

德国Seal公司生产的AA3连续流动分析仪采用并流技术，通过蠕动泵挤压弹性聚乙烯泵管，将一定比例的试样、试剂和空气吸入到密闭的管路反应系统中。间隔空气将试样-试剂混合液分割成若干相同的片段，试样和试剂在管路流动的过程中实现均匀混合并发生化学反应，生成某种检测的物质，流入检测模块进行比色检测，仪器记录每一时段不同的信号变化，由软件自动计算浓度值[2]。

2 实验部分

2.1 相关试剂

1) 纯水：等级一级，参照ISO 3696规定。

2) 氢氧化钠溶液(1 mol/L)：将 40 g 氢氧化钠溶于 800 mL 蒸馏水，稀释至 1000 mL，溶液混均。

3) 氢氧化钠溶液(2.5 mol/L)：100 g 氢氧化钠溶于 800 mL 蒸馏水，稀释至 1000 mL，溶液混均。

4) 蒸馏试剂(pH=3.8)：将 100 g 柠檬酸溶于 700 mL 蒸馏水，加 240 mL 氢氧化钠溶液(2.5 mol/L)，用 1 mol/L 的盐酸或 1 mol/L 的氢氧化钠调pH=3.8，稀释至 1000 mL，溶液混均。

5) 盐酸(1.0 mol/L)：将 85 mL 盐酸溶于 700 mL 蒸馏水，冷却，稀释至 1000 mL，溶液混均。

6) 邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液(pH=5.2)：2.3 g 氢氧化钠和 20.5 g 邻苯二甲酸氢钾溶于 800 mL 蒸馏水，用 1 mol/L 的盐酸或 1 mol/L 的氢氧化钠调pH=5.2,稀释至 1000 mL。 加 1.0 mL 30%的Brij-35溶液混均，5℃稳定三个月。

7) 氯胺T溶液：将 2 g 氯胺T溶于 400 mL 蒸馏水，稀释至 1000 mL。溶液混均，稳定一周。

8) 显色剂(pH=5.2)：将 7 g 氢氧化钠溶于 500 mL 水，加入 16.8 g 1，3-二甲基巴比妥酸和 13.6 g 异烟酸，稀释至 950 mL，用 1 mol/L 的盐酸或 1 mol/L 的氢氧化钠调至pH=5.2，稀释至 1000 mL，加 1.0 mL 30%的Brij-35溶液，混均，在 30 ℃ 下剧烈地搅拌(如使用磁力搅拌器)1 h 然后过滤，5℃下稳定三个月。

9) 水中氰标准溶液(5.0×104μg/L)：购置于中国计量科学研究院。

2.2 标准曲线绘制

准确吸取 10 mL 水中氰标准溶液(5.0×104μg/L)至 100 mL 容量瓶中，0.1%的氢氧化钠溶液纯水定容，此为5.0×103μg/L 的标准溶液；准确吸取 20 mL 质量浓度为5.0×103μg/L 的标准溶液至 100 mL 容量瓶中，纯水定容，此为1.0×103μg/L 的标准溶液；分别吸取质量浓度为1.0×103μg/L 的标准溶液 10.0 mL、8.0 mL、5.0 mL、3.0 mL、1.0 mL、0.0 mL 至 100 mL 容量瓶中，0.01 mol/L 的氢氧化钠溶液定容，此即为 100 μg/L、80 μg/L、50 μg/L、30 μg/L、10 μg/L、0 μg/L 的标准曲线系列，按照仪器操作步骤对标准曲线进行测定，测定结果见表1。

表1 标准系列及线性方程

2.3 方法检出限

本次方法检出限MDL的确定依据《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ168-2020)[9]进行7次空白样品的测定。由于空白样品中未检测出氰化物，故配制 1.0 μg/L 的标准样品进行7次平行测定，方法检出限按以下公式进行计算：

MDL=t(n-1,0.99)×S

式中：MDL为方法检出限；n为样品的平行测定次数；t为自由度为n-1，置信度为99%时的t分布值(单侧)，本次取3.143；S为n次平行测定的标准偏差。

根据所验证的标准方法规定，测定下限为4倍的方法检出限。测定及计算结果见表2。

表2 方法检出限、测定下限测试数据表

2.4 准确度实验

本次准确度实验采用测定有证标准物质(生产厂家：生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所，编号：202268)浓度和实际水样加标的方式，测定结果见表3、表4。

表3 有证标准物质测试数据表

表4 实际样品加标测试数据表

2.5 精密度实验

本次精密度实验测定6次标准曲线中间点(质量浓度为 50.0 μg/L)附近浓度，标准曲线中间点附近质量浓度选取 40.0 μg/L，测定结果见表5。

表5 精密度测试数据表

3 结果评价

3.1 标准曲线评价

本次实验绘制的标准曲线相关系数r=1.0000，满足所验证方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))r≥0.999的要求。

3.2 检出限及测定下限评价

本次实验计算出方法检出限为 0.20 μg/L，测定下限为 0.80 μg/L，检出限低于所验证方法氰化物最低检测浓度 2.0 μg/L 的1/4倍浓度值，即 0.50 μg/L。

3.3 准确度评价

根据测定结果可知，编号为202268的有证标准物质测定值在给定的范围内。同时实际地表水、地下水、饮用水、生活污水加标回收率分别为97.0%、96.0%、90.0%、91.5%，测定结果满足所验证方法要求的加标回收率≥90.0%。

3.4 精密度评价

根据测定结果可知，质量浓度为 40.0 μg/L 的标准溶液标准偏差为 0.32 μg/L，低于所验证方法中实验室间测定的标准偏差0.50～1.05 μg/L。相对标准偏差测定结果为0.79%，低于所验证方法中实验室间测定的相对标准偏差1.2%～2.0%范围。

4 结论

本单位使用连续流动分析仪对国际标准方法《Water quality-Determination of totalcyanide and free cyanide using flow analysis(FIA and CFA)-Part2：Method using continuous flow analysis(CFA)》(ISO 14403-2：2012(E))进行方法验证，各项测试指标：标准曲线、检出限、准确度、精密度等均满足方法要求，从人、机、料、法、环等方面综合评价，本站具备使用连续流动分析仪分析检测总氰化物的能力。