环境监测方法验证报告水质硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法HJ 1226.docx
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环境监测方法验证报告水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法HJ1226
XXXX有限公司
新项目方法验证能力确认报告
项目名称:
水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法
HJ1226-2021
项目负责人:
项目审核人:
项目批准人:
批准日期:
年月日
实验室参加验证相关信息
表1参加验证的人员情况登记表
姓名
性别
年龄
职务或职称
所学专业
从事相关分析工作年限
表2使用仪器情况登记表
仪器名称
型号规格
仪器出厂编号
性能状况
(计量/校准状态、量程、灵敏度等)
备注
表3使用试剂及溶剂登记表
名称
生产厂家
规格
纯化处理方法
备注
水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法
HJ1226-2021
方法验证能力确认报告
1.方法依据及适用范围
本方法依据《水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法》(HJ1226-2021)。
本方法适用于地表水、地下水、生活污水、工业废水和海水中硫化物的测定,是对《水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法》(GB/T16489-1996)的修订,应随后续标准版本更新而更新。
当取样体积为200ml,使用10mm光程比色皿时,方法检出限为0.01mg/L,测定下限为0.04mg/L;使用30mm光程比色皿时,方法检出限为0.003mg/L,测定下限为0.012mg/L。
注:
30mm光程比色皿仅用于地下水或低于第一类标准的低浓度海水的测定,前处理法应采用“酸化-蒸馏-吸收”法。
2.方法原理及干扰
2.1方法原理
样品中的硫化物经酸化、加热氮吹或蒸馏后,产生的硫化氢用氢氧化钠溶液吸收,生成的硫离子在硫酸铁铵酸性溶液中与N,N-二甲基对苯二胺反应,生成亚甲基蓝,于665nm波长处测定其吸光度,硫化物含量与吸光度值成正比。
2.2干扰及消除
主要干扰物为SO32-、S2O32-、SCN-、NO3-、I-、NO2-、CN-和部分重金属离子。
硫化物含量为0.3mg/L时,样品中干扰物质的最高允许含量分别为SO32-700mg/L、S2O32-900mg/L、SCN-900mg/L、NO3-200mg/L、I-400mg/L、CN-5mg/L、Cu2+2mg/L、Pb2+25mg/L、Hg2+4mg/L。
NO2-可与亚甲基蓝反应,使测定结果偏低,NO2-浓度(以N计)高于2.0mg/L时,本方法不适用。
2.3安全警告
警告:
实验中所使用的硫酸、盐酸有较强的腐蚀性,N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐和硫化氢有一定的毒性,操作时应按规定要求佩戴防护器具,避免直接接触,样品前处理过程应在通风橱中进行。
3.主要仪器、设备及试剂
3.1试剂和材料
除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂,实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。
按照HJ1226-2021的要求配制。
3.1.1除氧去离子水:
通过离子交换柱制得去离子水,以200ml/min~300ml/min的速度通氮气约20min,使水中氮气饱和,以除去水中溶解氧。
制备的除氧去离子水应立即密封,并存放于玻璃瓶内。
临用现制。
3.1.2盐酸:
ρ(HCl)=1.19g/ml,优级纯。
3.1.3硫酸:
ρ(H2SO4)=1.84g/ml,优级纯。
3.1.4氢氧化钠(NaOH):
优级纯。
3.1.5硫酸铁铵[Fe(NH4)(SO4)2·12H2O]。
3.1.6N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐[NH2C6H4N(CH3)2·2HCl]。
3.1.7乙酸锌[Zn(CH3COO)2•2H2O]。
3.1.8抗坏血酸(C6H8O6)。
3.1.9乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8N2Na2·2H2O)。
3.1.10盐酸溶液。
量取250ml盐酸缓慢注入250ml水中,冷却。
3.1.11乙酸锌溶液:
c[Zn(CH3COO)2]=1mol/L。
称取220g乙酸锌,溶于1000ml水中,若浑浊需过滤后使用。
3.1.12氢氧化钠溶液:
ρ(NaOH)=10g/L。
称取10.0g氢氧化钠溶于1000ml水中,摇匀。
3.1.13抗氧化剂溶液。
称取4.0g抗坏血酸、0.2g乙二胺四乙酸二钠、0.6g氢氧化钠溶于100ml水中,摇匀并贮存于棕色试剂瓶中。
临用现制。
3.1.14N,N-二甲基对苯二胺溶液:
ρ[NH2C6H4N(CH3)2·2HCl]=2g/L。
称取2.0gN,N-二甲基对苯二胺盐酸盐溶于700ml水中,缓慢加入200ml硫酸,冷却后用水稀释至1000ml,摇匀。
此溶液室温下贮存于密闭的棕色瓶内,可稳定3个月。
3.1.15硫酸铁铵溶液:
ρ[Fe(NH4)(SO4)2·12H2O]=100g/L。
称取25.0g硫酸铁铵溶于100ml水中,缓慢加入5.0ml硫酸,冷却后用水稀释至250ml,摇匀。
溶液如出现不溶物,应过滤后使用。
3.1.16硫化物标准溶液:
ρ(S2-)=100.0mg/L。
市售有证标准物质,标准证书编号:
XXXXXX,有效期限:
XXXX年XX月XX日。
3.1.17硫化物标准使用液一:
ρ(S2-)=10.00mg/L。
将一定量硫化物标准溶液移入到已加入2.0ml氢氧化钠溶液和适量除氧去离子水的100ml棕色容量瓶中,用除氧去离子水定容,配制成含硫离子浓度为10.00mg/L的硫化物标准使用液。
临用现制。
3.1.18硫化物标准使用液二:
ρ(S2-)=2.00mg/L。
将一定量硫化物标准溶液移入到已加入2.0ml氢氧化钠溶液和适量除氧去离子水的100ml棕色容量瓶中,用除氧去离子水定容,配制成含硫离子浓度为2.00mg/L的硫化物标准使用液。
临用现制。
3.1.19氮气:
纯度≥99.99%。
3.2仪器和设备
3.2.1分光光度计:
具10mm光程和30mm光程比色皿,1台,型号:
XXXXXX,编号:
XXXXXXXX,检定证书编号:
XXXXXXXX,检定有效日期:
XXXX年XX月XX日。
3.2.2酸化-吹气-吸收装置,符合HJ1226-2021标准要求。
3.2.3酸化-蒸馏-吸收装置,符合HJ1226-2021标准要求。
3.2.4吸收管:
100ml具塞比色管。
3.2.5样品瓶:
1000ml,棕色具塞磨口玻璃瓶。
3.2.6一般实验室常用仪器和设备。
4.样品
4.1样品的采集和保存
地表水采样按照HJ/T91的相关规定采集样品。
生活污水和工业废水按照HJ91.1的相关规定采集样品。
地下水按照HJ164的相关规定采集样品。
近岸海域海水按照HJ442.3的相关规定采集样品。
水质样品按照HJ493进行保存和管理。
采样时,采样瓶中先加入乙酸锌溶液,再加水样近满瓶,然后依次加入氢氧化钠溶液和抗氧化剂溶液,加塞后不留液上空间。
通常每升水样加入2ml乙酸锌溶液、1ml氢氧化钠溶液和2ml抗氧化剂溶液。
硫化物含量较高时应继续滴加乙酸锌溶液直至沉淀完全。
固定后样品于4d内测定。
在采样现场用实验用水代替水样,以同样步骤加入乙酸锌溶液、氢氧化钠溶液和抗氧化剂溶液后,作为全程序空白样品带回实验室。
注1:
当测定可溶性硫化物时,样品应经0.45µm滤膜过滤后固定。
注2:
可以采集多个平行样品用于高浓度样品稀释、现场平行样和样品基体加标。
4.2样品的采集和保存
4.2.1“酸化-吹气-吸收”法
量取200ml混匀的水样,或适量样品加除氧去离子水稀释至200ml,迅速转移至500ml反应瓶中,再加入5ml抗氧化剂溶液,轻轻摇动。
量取20.0ml氢氧化钠溶液于100ml吸收管中作为吸收液,插入导气管至吸收液液面以下,以保证吸收完全。
连接好装置,开启水浴装置使温度升至60℃~70℃。
接通氮气,调整流量至300ml/min,5min后,关闭气源。
关闭加酸分液漏斗活塞,打开分液漏斗顶盖加入10ml盐酸溶液后盖紧,缓慢旋开活塞,接通氮气,将反应瓶放入水浴装置中。
维持氮气流量为300ml/min,连续吹气30min,撤下反应瓶,断开导气管,关闭气源。
用少量除氧去离子水冲洗导气管,并入吸收液中,加除氧去离子水至约60ml,待测。
4.2.2“酸化-蒸馏-吸收”法
量取200ml混匀的水样,或适量样品加除氧去离子水稀释至200ml,迅速转移至500ml蒸馏瓶中,再加入5ml抗氧化剂溶液,轻轻摇动,加数粒玻璃珠。
量取20.0ml氢氧化钠溶液于100ml吸收管中作为吸收液,插入馏出液导管至吸收液液面以下,以保证吸收完全。
打开冷凝水,向蒸馏瓶中迅速加入10ml盐酸溶液,立即盖紧塞子,打开温控电炉,调节到适当的加热温度,以2ml/min~4ml/min的馏出速度蒸馏。
当吸收管中的溶液体积达到约60ml时,撤下蒸馏瓶,取下吸收管,停止蒸馏。
用少量除氧去离子水冲洗馏出液导管,并入吸收液中,待测。
4.3空白试样的制备
用实验用水代替实际样品,按照与试样的制备相同的步骤进行实验室空白试样的制备。
5.分析步骤
5.1标准曲线的建立
取6支吸收管,各加入20ml氢氧化钠吸收液,分别量取0.00ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、4.00ml、7.00ml硫化物标准使用溶液一移入吸收管,加除氧去离子水至约60ml,沿吸收管壁缓慢加入10mlN,N-二甲基对苯二胺溶液,立即盖塞并缓慢倒转一次。
拔塞,沿吸收管壁缓慢加入1ml硫酸铁铵溶液,立即盖塞并充分摇匀。
放置10min后,用除氧去离子水定容至标线,摇匀。
使用10mm光程比色皿,以除氧去离子水作参比,在波长665nm处测量吸光度。
以硫化物的含量(μg)为横坐标,以扣除零浓度点后的吸光度值为纵坐标,建立高浓度标准曲线。
分别量取0.00ml、1.00ml、2.50ml、5.00ml、7.50ml、10.00ml硫化物标准使用液二,按上述步骤,使用30mm光程比色皿比色,建立低浓度标准曲线。
5.2试样的测定
按照标准曲线的建立相同步骤测定试样的吸光度。
5.3空白试验
按照与试样的测定相同的步骤测定空白试样的吸光度。
6.结果计算与表示
6.1结果计算
样品中的硫化物浓度ρ(S2-)按照下面公式进行计算。
式中:
——样品中硫化物的质量浓度,mg/L;
A——试样的吸光度;
A0——试样的吸光度;
a——校准曲线的截距;
b——校准曲线方法的斜率;
V——试样的体积,ml。
6.2结果表示
测定结果最多保留3位有效数字,小数点后位数与检出限一致。
7.质量保证和质量控制要求
7.1空白试验
每批样品应至少采集1个全程序空白样品和制备1个实验室空白样品,其测定结果应低于方法检出限。
7.2校准曲线
标准曲线的相关系数应≥0.999。
每批样品应测定1个标准曲线中间点,其测定结果与标准曲线相应点浓度的相对误差应在±10%以内。
7.3精密度控制
每批样品应至少测定10%的平行双样,样品数量不足10个时,应至少测定1个平行双样,其测定结果相对偏差应在30%以内。
7.4正确度控制
每批样品应至少测定10%的基体加标样品,样品数量不足10个时,应至少测定1个基体加标样品,其加标回收率应在60%~120%之间。
8.方法能力验证
8.1“酸化-吹气-吸收”法
8.1.110mm比色皿测定方法
8.1.1.1校准曲线的绘制
采用“酸化-吹气-吸收法”制样并按照5.1的步骤,使用10mm光程比色皿,以除氧去离子水作参比,在波长665nm处测量吸光度。
以硫化物的含量(μg)为横坐标,以扣除零浓度点后的吸光度值为纵坐标,建立高浓度标准曲线。
曲线信息如表1所示:
表1校准曲线
校准曲线
1
2
3
4
5
6
硫化物标准使用溶液体积
(mL)
0.00
0.50
1.00
2.00
4.00
7.00
硫化物质量浓度(S2-)
(μg)
0
5.00
10.0
20.0
40.0
70.0
吸光度A
A-A0
由表1可知,实验室校准曲线Y=bX+a,r=>0.999,满足本方法要求。
图1校准曲线
8.1.1.2检出限和测定下限
实验室准备空白加标样品的加标浓度为0.03mg/L,按照标准方法的分析全部步骤,采用“酸化-吹气-吸收法”制样并平行测定7个空白加标样品。
在仪器最佳稳定状态下测定浓度值,统计其标准偏差并计算其检出限,检出限=t(n-1,0.99)×S(其中t(n-1,0.99)=3.143),结果如表2所示:
表2方法检出限测定数据
空白试样
1
2
3
4
5
6
7
样品浓度(mg/L)
平均值
(mg/L)
标准偏差S(mg/L)
检出限MDL(mg/L)
注:
方法检出限测定次数最少7次,可以适当增加测定次数,t值取值见HJ168-2020。
由表2可知,当检测光程为10mm时,实验室检出限为0.00xmg/L(测定下限为4倍检出限),大于仪器检出限0.00xmg/L,所以检出限为实验室检出限计算值,该值小于方法检出限0.01mg/L(测定下限0.04mg/L),且样品浓度(或含量)在计算得到的检出限3到5倍之间,符合标准方法要求。
8.1.1.3准确度
8.1.1.3.1精密度
8.1.1.3.1.1标准样品
实验室分别对硫化物浓度为0.04mg/L、0.18mg/L、0.32mg/L的空白加标样样品,采用“酸化-吹气-吸收法”制样并进行了6次平行样品测定,结果如表3所示:
表3方法精密度测定数据(标准物质)
标准物质
测定结果
加标量(mg/L)
0.04
0.18
0.32
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
标准偏差S(mg/L)
相对标准偏差RSD(%)
注:
精密度验证根据HJ168-2020选择验证标准物质浓度。
由表3可知,本实验室的6次测试结果所得的相对标准偏差为x.x%至x.x%,精密度符合标准方法要求。
8.1.1.3.1.2实际样品
实验室分别对硫化物浓度约为0.05mg/L地表水实际样品,0.10mg/L的地下水实际样品,1.00mg/L工业废水和生活污水实际样品、0.05mg/L海水实际样品进行测定,采用“酸化-吹气-吸收法”制样并进行了6次重复测定,结果如表4所示:
表4方法精密度测定数据(实际样品)
实际样品
测定结果
样品类型
地表水
地下水
废水
污水
海水
实际值(mg/L)
0.05
0.10
1.00
1.00
0.05
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
标准偏差S(mg/L)
相对标准偏差RSD(%)
注:
实际样品精密度验证应选择对适用范围内每个样品类型的1~3个浓度或含量(应尽可能包含适用的生态环境质量标准、生态环境风险管控标准、污染物排放标准限值的浓度或含量)的样品。
由表4可知,本实验室6次测试结果所得的相对标准偏差为x.x%至x.x%,精密度符合标准方法要求。
8.1.1.3.2正确度
8.1.1.3.2.1标准样品
实验室分别对硫化物浓度为0.04mg/L、0.18mg/L、0.32mg/L的空白加标样样品,采用“酸化-吹气-吸收法”制样并进行了6次平行样品测定,结果如表5所示:
表5方法正确度测定数据(标准物质)
标准物质
测定结果
加标值(mg/L)
0
0.016
1.00
1.80
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
加标回收率(%)
注:
正确度验证根据HJ168-2020选择验证标准物质浓度。
由表5可知,本实验室的6次测试结果所得的加标回收率为x.x%至x.x%,正确度符合标准方法要求。
8.1.1.3.2.2实际样品
实验室分别对硫化物浓度约为0.05mg/L地表水实际样品,0.10mg/L的地下水实际样品,1.00mg/L工业废水和生活污水实际样品、0.05mg/L海水实际样品进行加标回收率测定,加标浓度为一倍实际样品浓度,采用“酸化-吹气-吸收法”制样并进行了6次平行测定,结果如表6所示:
表6方法正确度测定数据(实际样品)
实际样品
测定结果
样品类型
地表水
地下水
工业废水
实际值(mg/L)
0.05
0.10
1.00
加标浓度(mg/L)
/
0.05
/
0.10
/
1.00
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
加标回收率(%)
注:
实际样品正确度验证应选择对适用范围内每个样品类型的1~3个浓度或含量(应尽可能包含适用的生态环境质量标准、生态环境风险管控标准、污染物排放标准限值的浓度或含量)的样品进行加标回收率测定。
加标浓度一般为0.3~3倍样品浓度,具体见HJ168-2020。
表7方法正确度测定数据(实际样品)
实际样品
测定结果
样品类型
生活污水
海水
实际值(mg/L)
1.00
0.05
加标浓度(mg/L)
/
1.00
/
0.05
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
加标回收率(%)
注:
实际样品正确度验证应选择对适用范围内每个样品类型的1~3个浓度或含量(应尽可能包含适用的生态环境质量标准、生态环境风险管控标准、污染物排放标准限值的浓度或含量)的样品进行加标回收率测定。
加标浓度一般为0.3~3倍样品浓度,具体见HJ168-2020。
8.2“酸化-蒸馏-吸收”法
8.2.110mm比色皿测定方法
8.2.1.1校准曲线的绘制
采用“酸化-蒸馏-吸收法”制样并按照5.1的步骤,使用10mm光程比色皿,以除氧去离子水作参比,在波长665nm处测量吸光度。
以硫化物的含量(μg)为横坐标,以扣除零浓度点后的吸光度值为纵坐标,建立高浓度标准曲线。
曲线信息如表7所示:
表7校准曲线
校准曲线
1
2
3
4
5
6
硫化物标准使用溶液体积
(mL)
0.00
0.50
1.00
2.00
4.00
7.00
硫化物质量浓度(S2-)
(μg)
0
5.00
10.0
20.0
40.0
70.0
吸光度A
A-A0
由表7可知,实验室校准曲线Y=bX+a,r=>0.999,满足本方法要求。
图2校准曲线
8.2.1.2检出限和测定下限
实验室准备空白加标样品的加标浓度为0.03mg/L,按照标准方法的分析全部步骤,采用“酸化-蒸馏-吸收法”制样并平行测定7个空白加标样品。
在仪器最佳稳定状态下测定浓度值,统计其标准偏差并计算其检出限,检出限=t(n-1,0.99)×S(其中t(n-1,0.99)=3.143),结果如表8所示:
表8方法检出限测定数据
空白试样
1
2
3
4
5
6
7
样品浓度(mg/L)
平均值
(mg/L)
标准偏差S(mg/L)
检出限MDL(mg/L)
注:
方法检出限测定次数最少7次,可以适当增加测定次数,t值取值见HJ168-2020。
由表8可知,当检测光程为10mm时,实验室检出限为0.00xmg/L(测定下限为4倍检出限),大于仪器检出限0.00xmg/L,所以检出限为实验室检出限计算值,该值小于方法检出限0.01mg/L(测定下限0.04mg/L),且样品浓度(或含量)在计算得到的检出限3到5倍之间,符合标准方法要求。
8.2.1.3准确度
8.2.1.3.1精密度
8.2.1.3.1.1标准样品
实验室分别对硫化物浓度为0.04mg/L、0.18mg/L、0.32mg/L的空白加标样样品,采用“酸化-蒸馏-吸收法”制样并进行了6次平行样品测定,结果如表9所示:
表9方法精密度测定数据(标准物质)
标准物质
测定结果
加标量(mg/L)
0.04
0.18
0.32
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均值
(mg/L)
标准偏差S(mg/L)
相对标准偏差RSD(%)
注:
精密度验证根据HJ168-2020选择验证标准物质浓度。
由表9可知,本实验室的6次测试结果所得的相对标准偏差为x.x%至x.x%,精密度符合标准方法要求。
8.2.1.3.1.2实际样品
实验室分别对硫化物浓度约为0.05mg/L地表水实际样品,0.10mg/L的地下水实际样品,1.00mg/L工业废水和生活污水实际样品、0.05mg/L海水实际样品进行测定,采用“酸化-蒸馏-吸收法”制样并进行了6次重复测定,结果如表10所示:
表10方法精密度测定数据(实际样品)
实际样品
测定结果
样品类型
地表水
地下水
废水
污水
海水
实际值(mg/L)
0.05
0.10
1.00
1.00
0.05
测定结果(mg/L)
1
2
3
4
5
6
平均