紡織品中砷和汞質量濃度檢測方法檢出限的探究

王 翔，李典典

（國家毛紡織產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心，北京 100026）

國際理論與應用化學聯(lián)合會（簡稱IUPAC）在1997 年通過、1998 年發(fā)表的《分析術語綱要》（IUPAC Compendium of Analytical Nomenclature）中給出了檢出限的定義，指使用某種特定的分析方法合理地檢測出某種物質的最低含量。檢出限包括儀器檢出限和方法檢出限。本項目只研究儀器檢出限，指使用某實驗室的測量系統(tǒng)得出的檢出限。在化學領域，得出儀器檢出限的方法有很多種，其中最常用的是信噪比法，但該方法只適用在色譜領域；還有一種是IUPAC法，即用空白樣品值的標準偏差表示。在GB/T 33260.2—2018中給出了多種情形檢出限的確定方法，現(xiàn)結合實驗室實際探討用原子熒光光度計測定金屬中砷和汞質量濃度的檢出限。

1 實驗

1.1 材料和儀器

材料：鹽酸（0.070±0.005）mol/L，硝酸（質量分數(shù)65%～68%），王水[V（硝酸）∶V（鹽酸）=1∶3]，砷標準儲備溶液（1 000 mg/mL），汞標準儲備溶液（1 000 mg/mL），硫脲，抗壞血酸，硼氫化鉀，氫氧化鉀。以上試劑，若無特殊說明均為分析純，所用水為二級水。

儀器：AFS-930 原子熒光光度計（北京吉天儀器有限公司）。

1.2 測定方法

1.2.1 儀器條件

采用原子熒光光度計測試砷、汞質量濃度的設備條件見表1。

表1 原子熒光光度計測試砷、汞質量濃度的設備條件

1.2.2 工作曲線

用王水稀釋砷、汞標準儲備溶液，配成校準溶液：砷10 mg/L、汞1.0 mg/L；原子熒光光度計會根據(jù)設置程序需求自動稀釋至以下系列質量濃度：砷1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 mg/L；汞 0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mg/L。用原子熒光光度計測定校準溶液的吸光度，以質量濃度為橫坐標，其相對應的吸光度為縱坐標，結果見表2。

表2 質量濃度（ρ）-熒光強度（I）

由表1 的數(shù)據(jù)可作線性曲線，As 的曲線方程：I=330.65ρ+20.584，相關系數(shù)R2=0.999 6；Hg 的曲線方程：I=2 888ρ-17.699，相關系數(shù)R2=0.999 7；具體曲線見圖1、圖2。

圖1 As質量濃度-熒光強度曲線圖

圖2 Hg質量濃度-熒光強度曲線圖

2 檢出限不同計算方法的比較

2.1 IUPAC法

IUPAC 在《分析術語綱要》中對檢出限作出如下規(guī)定：某特定分析方法在99.7%的置信水平下，可以從樣品中檢測出目標分析物的最小含量，計算步驟如下：

其中，Sb為多次測得的空白響應信號的標準偏差；a為標準曲線在低質量濃度范圍內(nèi)的斜率；K=3（99%的置信水平）。

按GB/T 28021—2011 中的樣品前處理方法制備11 份空白樣品，用IUPAC 方法計算元素砷和汞的檢出限，結果見表3。由表3 可知，按照相關公式求得As、Hg的檢出限分別為6.83 μg/L和0.56 μg/L。

表3 測得的空白值

2.2 GB/T 33260.2—2018的計算方法

根據(jù)GB/T 33260.2—2018《檢出能力第2部分線性校準情形檢出限的確定方法》中的檢出限算法，算法前提是校準函數(shù)是線性相關的，即P值小于0.05，且可得到近似等梯度的標準溶液。這里只考慮了標準差為常數(shù)的情形，其中I=6、J=K=1，按照GB/T 33260.2—2018 中的公式（6），通過表2 計算得出檢出限，結果見表 4。As 的檢出限為 0.089 mg/L，Hg 的檢出限為0.030 mg/L。

表4 質量濃度-熒光強度

3 結論

對比 IUPAC 和 GB/T 33260.2—2018 這兩種計算檢出限的算法，現(xiàn)總結如下：IUPAC 法得出的檢出限較高，因為這種算法考慮的因素較少，算法簡便，但只考慮空白溶液的影響，而忽略了樣品基質和實驗前處理過程的影響，造成檢出限不靈敏；而GB/T 33260.2—2018 算法有一定的模型假設，計算過程相對復雜，但結果靈敏度較高，適用于化學實驗室大多數(shù)的項目檢測，具有實際指導意義。