紫外光度法测定海水石油类质控指标研究

王 琳，王岚云，郭晶晶

天津市环境监测中心，天津 300191

紫外光度法测定海水石油类质控指标研究

王 琳，王岚云，郭晶晶

天津市环境监测中心，天津 300191

采取问卷调查的形式对76家“近海网”成员单位海水石油类测定情况进行调查，根据调查问卷获得的数据信息，结合实验室数据，采用控制图法确定了紫外光度法测定海水石油类质控指标限值，包括萃取剂透光率、检出限、校准曲线斜率、平行样偏差等。

海水石油类；紫外光度法；质控指标

开展海水中石油类监测质量保证和质量控制（QA／QC）是全面保证海水石油类监测数据的代表性、准确性、精密性、可比性和完整性的重要活动和措施，是对海水石油类监测实施的全面质量管理［1⁃4］。近岸海域环境质量监测数据是评价海洋环境质量状况的重要依据，是国家近岸海域环境质量监测网得以运行的重要技术支撑，是保障海洋环境科学研究及海洋环境保护决策的重要依据［5⁃7］。多年来，中国依据《海洋监测规范第1部分：总则》（GB 17378.1—2007）和《近岸海域环境监测规范》（HJ 442—2008）对近岸海域环境质量监测实施质量保证和质量控制，仅限于海洋监测各个环节质量保证和质量控制的通用要求，缺少针对具体监测项目和监测方法质控指标限值的要求［8⁃9］。海水中石油类因其在海洋环境中的存在形式、本身的物理性质以及分析方法等方面存在特殊性，因此建立海水中石油类监测的质量控制指标体系极为重要［10⁃12］。

1 国内海洋环境监测机构海水油类的测定情况调查

采取问卷的形式对76家“近海网”成员单位进行调查，内容涉及分析方法、仪器情况、试剂情况、标准物质、检出限、质控手段等，共收到有效回复50份。通过调查，初步掌握了目前海水油类监测质量控制和质量保证存在的主要问题，并获得4个方面信息：

1）分析方法的使用情况。如图1所示，有90%的“近海网”成员依据GB 17378.4—2007采用紫外分光光度法（研究选择该方法）。

图1 海水油类测定分析方法调查结果

2）萃取剂种类、纯度及生产厂家信息见表1。萃取剂种类、纯度不同对于测定结果有直接影响。

表1 萃取剂纯度和生产厂家情况

3）质控指标限值研究的统计数据：包括检出限、现场空白值、试剂空白值，标准曲线的斜率、截距、相关系数、现场平行样相对偏差和现场加标回收率。

4）油类标准物质使用情况，见图2。考察使用不同标准物质测定时，测量结果的可比性。

2 质量控制指标的确定

2.1 萃取剂正己烷透光率

GB 17378.4—2007（13.2紫外分光光度法）中规定：正己烷在使用前需于225 nm波长处，以水为参比，测定透光率，只有透光率大于90%方可使用，否则需经脱芳处理。

图2 标准物质种类占比情况

如表2所示，对6家单位生产的8种正己烷进行透光率实验，发现只有美国生产的DikmaPure牌色谱纯正己烷透光率为92.1%，符合规定要求，可以直接使用；其余公司生产的正己烷透光率均为70% ～80%，不符合要求，不能直接使用。

表2 正己烷透光率

2.2 检出限

2.2.1 主要试剂及设备

正己烷、硫酸溶液、无水硫酸钠、紫外分光光度计、石英测定池、分液漏斗、量筒、比色管。

2.2.2 实验步骤

1）将经5 mL硫酸溶液（1＋3）酸化的蒸馏水500 mL全量转入800 mL锥形分液漏斗中，加10.0 mL正己烷（经检验合格）于分液漏斗中，振荡2 min（注意放气），静置分层。将下层水样放入量筒中。用滤纸卷吸干锥形分液漏斗管颈内水分，正己烷萃取液放入20 mL带刻度比色管中。

2）将量筒中萃取过的水样倒回原分液漏斗，加10 mL正己烷重复萃取1次。将下层水样放入1 000 mL量筒中，测量萃取后的水样体积。萃取液并入带刻度比色管中，用正己烷定容至标线。测量水样体积，减去硫酸溶液用量，得水样实际体积。

3）按油标准曲线步骤测定吸光度，带入公式计算结果。

2.2.3 检出限的计算

根据《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》附录A.1.1（HJ 168—2010）进行7次空白值的测定，选用DikmaPure HPLC Grade（迪马牌色谱纯）正己烷，测定结果见表3。

表3 空白值测定结果

根据HJ 168—2010“附录A.1.2”进行方法空白值的测定。

式中：b为回归直线斜率；V1为萃取剂正己烷的体积，10 mL；V2为样品总体积，500 mL。

实验室内回归直线斜率为 0.017 5～0.023 6，得到MDL为0.009～0.011 mg／L。根据调研结果，汇总的回归直线斜率为0.015 2～0.023 9。选取GB 17378.4—2007“13.2”紫外分光光度法测定海水油类的数据（已经剔除了不合理数据），得出MDL为0.009～0.013 mg／L。

由此可见，不同方法的MDL不同。为保证MDL的可信度，取较大值0.04 mg／L为控制指标。

2.3 标准曲线参数

2.3.1 主要试剂及设备

正己烷、油标准贮备溶液、紫外分光光度计、石英测定池、容量瓶、移液管。

2.3.2 实验步骤

1）分别移取 0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 mL油标准使用液（200 μg／mL）于盛有少量正己烷的10 mL容量瓶中，加正己烷稀释至标线，混匀。

2）将溶液移入1 cm石英测定池中，于波长225 nm处，以正己烷为参比，测定吸光度 Ai、A0（标准空白）。

3）以吸光度（Ai⁃A0）为纵坐标，相应的油质量浓度（μg／mL）为横坐标，绘制油标准曲线。

2.3.3 标准曲线参数情况

2.3.3.1 实验室内标准曲线参数

实验室内标准曲线y＝a＋bx参数范围见表4。

截距（a）范围为－3.10×10－3～4.97×10－3；斜率（b）范围为0.017 5～0.023 6；相关系数（r）大于0.999 6。

表4 斜率的测定结果

采用质控图的方法对以上数据进行分析。其中，±s（1倍标准偏差）为检查测定结果质量的辅助指标的所在区间，±2s（2倍标准偏差）表示测定结果超过此范围即应引起注意的警告域限，±3s（3倍标准偏差）为控制域限，限内表示测定结果的可接受域，见图3。

图3 实验室内校准曲线斜率质控图

b的平均值X＝0.020 9，b的标准偏差Sb＝0.002 4，上控制线X＋3Sb＝0.020 9＋3×0.002 4＝0.028 1，下控制线X－3Sb＝0.020 9－3×0.002 4＝0.013 7。

当采用紫外分光光度法测定海水油类时，实验室内校准曲线斜率应控制在0.021±0.007。

2.3.3.2 实验室间标准曲线参数

根据调研结果汇总的标准曲线y＝a＋bx参数范围（表5）。

截距（a）范围为－5×10－3～5×10－3；斜率（b）范围为0.015 2～0.026 3；相关系数（r）大于0.999。

采用质控图的方法对以上数据进行分析，结果见图4。

表5 斜率的调查结果

图4 实验室间标准曲线斜率质控图

b的平均值 X＝0.021 8，b的标准偏差Sb＝0.004 0，上控制线 X＋3Sb＝0.021 8＋3× 0.004 0＝0.034，下控制线X－3Sb＝0.021 8－3× 0.004 0＝0.010。

由图4可以看出，当采用紫外分光光度法测定海水油类时，实验室间标准曲线斜率应控制在0.022±0.012。

2.4 标准样品测定

采用2种石油标准样品，均由国家海洋环境监测中心生产，标准样品编号为 BW006和BW014。BW006标样是紫外分光光度法专用质控样品，BW014为其他方法油类测定质控样品。采用紫外分光光度法对这2种标准样品进行测定，结果见表6。

表6 标准样品测定结果

可见，编号为BW006测定结果合格，编号为BW014测定结果不合格。这是由于紫外分光光度法的测定原理和BW014标准样品的成分不一致造成的。紫外分光光度法是测量从海水中萃取出的共轭聚烯烃（225 nm）和芳烃（254 nm），其优点是易操作，但是在波长225 nm处干扰物较多，测量结果容易偏高。因此采用不同方法测定应使用专用的标准样品。

2.5 实际样品平行样指标

2.5.1 实验室内平行样指标

采用三通结构的分水器，分别制得平行水样20组，每组2份水样，每份水样体积约500 mL，进行测定，每组平行样的相对偏差分别为4.8%、9.2%、10.1%、5.9%、6.7%、12.5%、13.3%、8.6%、5.7%、14.4%、20.2%、4.0%、2.9%、10.0%、7.4%、16.8%、19.2%、6.6%、9.0%、10.3%。

采用质控图的方法对以上数据进行分析，得到实验室内平行样标准偏差的平均值为9.9%，实验室内平行样标准偏差的标准偏差为4.88%，上控制线为24.5%，下控制线为－4.8%。

当采用紫外分光光度法测定海水油类时，实验室平行样相对偏差应控制在25%范围内。

2.5.2 现场平行样的测定

采集点位20个，现场采集了20组平行样，平行样测定结果的相对偏差分别为16.9%、6.3%、16.6%、10.8%、8.8%、11.0%、13.3%、8.6%、5.5%、14.4%、20.2%、6.6%、5.3%、10.0%、3.9%、16.8%、21.0%、14.7%、10.3%、9.9%。

采用质控图的方法对以上数据进行分析，得到实际样品平行样标准偏差的平均值为11.5%，实际样品平行样标准偏差的标准偏差为5.01%，上控制线为26.6%，下控制线为－3.5%。

可见，当采用紫外分光光度法测定海水油类时，现场平行样相对偏差应控制在27%范围内。

3 结论

1）调研发现，目前海水油类测定过程中存在的主要问题：分析方法、标准物质、质控样品、萃取剂不统一，测定结果可比性差；缺乏有效的质量控制手段，测定结果的可靠性差；采样环节没有具体可行的操作规范，影响测定结果的精密度和准确度。

2）对6家单位生产的8种正己烷进行透光率实验表明，只有美国生产的DikmaPure牌色谱纯正己烷透光率为92.1%，符合规定要求，可以直接使用；其余公司生产的正己烷透光率均为70%～80%，不符合要求，不能直接使用。

3）采用不同的方法得到的检出限，其结果不同。为保证检出限的可信度，取较大值为检出限的控制指标，即0.04 mg／L。

4）当采用紫外分光光度法测定海水油类时，实验室内标准曲线斜率应控制在0.021±0.007，实验室间标准曲线斜率应控制在0.022±0.012。

5）由于不同方法的测定原理不同，造成各种方法对标油的要求不同。采用不同方法测定应使用专用的标准样品。

6）当采用紫外分光光度法测定海水油类时，实验室平行样相对偏差应控制在25%范围内，现场平行样相对偏差应控制在27%范围内。

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The Research of the Limt of Quality Control Index of Sea Petroleum Determination by Ultraviolet Light Degree

WANG Lin，WANG Lan⁃yun，GUO Jing⁃jing
Tianjin Environmental Monitoring Centre，Tianjin 300191，China

This paper makes a survey of sea petroleum determination condition of 76 member of nearshore environmental monitoring network.According to the data and information of the questionnaire，the limt of quality control index of sea petroleum determination by ultraviolet light degree is determined，in combination with the laboratory data.Quality control index includes extracting agent light transmittance，detection limit，calibration curve slope and parallel sample deviation were uesd.

sea petroleum determination；ultraviolet light degree；quality control index

X830.5

A

1002⁃6002（2014）06⁃0027⁃05

2014⁃02⁃28；

2014⁃03⁃29

王 琳（1979⁃），女，天津人，硕士，高级工程师.