iFIA7全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀測(cè)定水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的研究

王福林

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)110032）

前 言

高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機(jī)和無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)，定義為：在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿縖1]。

水中高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定受水中氯化物的濃度影響較大，國(guó)標(biāo)方法《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》（GB 11892-89）中要求水中氯離子濃度高于300mg/L時(shí)采用在堿性介質(zhì)中氧化的測(cè)定方法[2]。

隨著檢測(cè)技術(shù)的多元化發(fā)展，高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定方法在常規(guī)返滴定的基礎(chǔ)上衍生出多種自動(dòng)化程度較高的檢測(cè)方法，較為常見(jiàn)的有全自動(dòng)光學(xué)滴定法、全自動(dòng)電位滴定法、分光光度法、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)分析等[3]。

iFIA7全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀測(cè)定地下水中的高錳酸鹽指數(shù)，測(cè)定范圍寬，速度快，適用于大批量各類(lèi)水質(zhì)中高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定。

1 試驗(yàn)儀器、試劑

1.1 儀器設(shè)備

iFIA7全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀：包含高錳酸鹽指數(shù)分析儀、自動(dòng)進(jìn)樣器、iFIA7全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀數(shù)據(jù)處理工作站，北京吉天儀器有限公司。

1.2 主要試劑

環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品：B1909051、B1907185、B1907184、B1907187，北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司；硫酸：優(yōu)級(jí)純；高錳酸鉀：優(yōu)級(jí)純；草酸：優(yōu)級(jí)純；實(shí)驗(yàn)室用水：去離子水。

1.3 試劑的配制

1.3.1 高錳酸鉀儲(chǔ)備液

將3.2g高錳酸鉀（KMnO4）放于裝有1.2L去離子水的燒杯中，加熱煮沸至體積減為1L。放置過(guò)夜，過(guò)濾后儲(chǔ)存于棕色試劑瓶中，避光保存。

1.3.2 顯色劑（R1）

在500mL棕色試劑瓶中，加入60mL濃硫酸，再加入10mL高錳酸鉀儲(chǔ)備液（1.3.1），用去離子水定容至刻度，靜置20~30min后使用。

1.3.3 管路清洗液:草酸溶液（10g/L）

向100mL容量瓶中加入1.0g草酸（H2C2O4，優(yōu)級(jí)純），用去離子水定容至刻度。

2 試驗(yàn)方法

2.1 樣品處理

水樣采集后，應(yīng)加入硫酸使pH＜2，以抑制微生物活動(dòng)。樣品在48h內(nèi)測(cè)定[4]。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及校準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制

標(biāo)準(zhǔn)溶液：231mg/L原液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

標(biāo)準(zhǔn)系列：將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋配制成0.0mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L、8.0mg/L、16.0mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列。

由表1繪出校準(zhǔn)曲線(xiàn)見(jiàn)圖1得出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)為r=0.9998。

表1 高錳酸鹽指數(shù)方法工作曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 1 The working curve data of permanganate index method

圖1 高錳酸鹽指數(shù)工作曲線(xiàn)Fig.1 The working curve of permanganate index

2.3 分析前注意事項(xiàng)

每日實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，依次將方法所對(duì)應(yīng)的每一根泵管的相鄰兩卡點(diǎn)卡入壓蓋泵正確位置，扣上壓蓋，將進(jìn)樣管和所有的進(jìn)試劑的毛細(xì)管插入去離子水中，使用軟件中“實(shí)驗(yàn)前清洗”功能進(jìn)行清洗，此時(shí)注意觀(guān)察所有進(jìn)液管路是否進(jìn)液，如有不進(jìn)液現(xiàn)象及時(shí)停止清洗，可以打開(kāi)壓蓋泵壓蓋，調(diào)整不進(jìn)液泵管的卡點(diǎn)位置再重復(fù)進(jìn)行清洗，確保所有泵管進(jìn)液為止。保證樣品玻璃管及所有泵管的清潔，避免污染帶來(lái)誤差，接下來(lái)進(jìn)入測(cè)試過(guò)程。泵管在使用的時(shí)候需注意，要經(jīng)常更換卡泵管的位置，使用壓蓋泵時(shí)循從左到右，泵管由細(xì)變粗原則放在壓蓋泵上，在泵轉(zhuǎn)動(dòng)之前，需要在泵的輥軸上滴加硅油，防止泵管的磨損。

高錳酸鉀氧化溶液對(duì)于方法靈敏度和吸光度十分重要，如發(fā)現(xiàn)基線(xiàn)漂移或噪音增大，應(yīng)更換溶液，該溶液最多保持2d。

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器工作參數(shù)的選擇

通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化選擇的儀器參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 高錳酸鹽指數(shù)分析儀最佳工作參數(shù)Table 2 The optimum operating parameters of permanganate index analyzer

3.2 方法檢出限

本試驗(yàn)采取在儀器最佳測(cè)定條件下，連續(xù)測(cè)定7份空白溶液，測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，當(dāng)n=7時(shí)，t=3.143[5]，求得檢出限，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 方法的檢出限（n=7）Table 3 The detection limit of method（n=7）

由表3可知，在優(yōu)化的儀器參數(shù)條件下，本方法的檢出限為0.05mg/L，國(guó)標(biāo)方法的檢出限為0.50mg/L[6，7]，檢出限與經(jīng)典的方法比較，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)典方法，滿(mǎn)足礦泉水、生活飲用水、地表水、地下水以及污水等各類(lèi)水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的分析要求。

3.3 方法的準(zhǔn)確度和精密度

選取4個(gè)不同質(zhì)量濃度的水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣品B1909051、B1907185、B1907184、B1907187，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，以驗(yàn)證方法的精密度和準(zhǔn)確度（見(jiàn)表4）。

表4 水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析結(jié)果Table 4 The analysis results of permanganate index of standard water samples

由表4得出結(jié)論：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD%在2.5%~4.1%之間，相對(duì)誤差RE%在-2.5%~1.4%之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)典方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)誤差，滿(mǎn)足礦泉水、生活飲用水、地表水、地下水以及污水等各類(lèi)水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的分析要求。

4 結(jié)論與討論

由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，iFIA7全自動(dòng)流動(dòng)注射分析法檢出限低，水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析結(jié)果準(zhǔn)確度、精密度好。對(duì)于大批量礦泉水、生活飲用水、地表水、地下水以及污水等各類(lèi)水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的檢測(cè)，測(cè)試速度快，便捷，減輕了測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，與傳統(tǒng)方法比較更適合大批生產(chǎn)樣品的測(cè)試。

隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展速度的加快，樣品量逐年增多，流動(dòng)注射法以其快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到廣大環(huán)境監(jiān)測(cè)工作者的青睞。該方法將會(huì)推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化、輕松化、節(jié)約時(shí)間化的高效發(fā)展目標(biāo)，更好為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供便利[5]。