iFIA7全自动流动注射分析仪测定水质高锰酸盐指数的研究
2021-08-02王福林
王福林
（辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁 沈阳110032）
前 言
高锰酸盐指数是反映水体中有机和无机可氧化物质污染的常用指标，定义为：在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量[1]。
水中高锰酸盐指数的测定受水中氯化物的浓度影响较大，国标方法《水质高锰酸盐指数的测定》（GB 11892-89）中要求水中氯离子浓度高于300mg/L时采用在碱性介质中氧化的测定方法[2]。
随着检测技术的多元化发展，高锰酸盐指数的测定方法在常规返滴定的基础上衍生出多种自动化程度较高的检测方法，较为常见的有全自动光学滴定法、全自动电位滴定法、分光光度法、在线监测分析等[3]。
iFIA7全自动流动注射分析仪测定地下水中的高锰酸盐指数，测定范围宽，速度快，适用于大批量各类水质中高锰酸盐指数的测定。
1 试验仪器、试剂
1.1 仪器设备
iFIA7全自动流动注射分析仪：包含高锰酸盐指数分析仪、自动进样器、iFIA7全自动流动注射分析仪数据处理工作站，北京吉天仪器有限公司。
1.2 主要试剂
环境标准样品：B1909051、B1907185、B1907184、B1907187，北京坛墨质检科技有限公司；硫酸：优级纯；高锰酸钾：优级纯；草酸：优级纯；实验室用水：去离子水。
1.3 试剂的配制
1.3.1 高锰酸钾储备液
将3.2g高锰酸钾（KMnO4）放于装有1.2L去离子水的烧杯中，加热煮沸至体积减为1L。放置过夜，过滤后储存于棕色试剂瓶中，避光保存。
1.3.2 显色剂（R1）
在500mL棕色试剂瓶中，加入60mL浓硫酸，再加入10mL高锰酸钾储备液（1.3.1），用去离子水定容至刻度，静置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，优级纯），用去离子水定容至刻度。
2 试验方法
2.1 样品处理
水样采集后，应加入硫酸使pH＜2，以抑制微生物活动。样品在48h内测定[4]。
2.2 标准溶液配制及校准曲线绘制
标准溶液：231mg/L原液（国家标准物质中心）。
标准系列：将标准溶液逐级稀释配制成0.0mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L、8.0mg/L、16.0mg/L标准系列。
由表1绘出校准曲线见图1得出回归方程和相关系数。相关系数为r=0.9998。
表1 高锰酸盐指数方法工作曲线实验数据Table 1 The working curve data of permanganate index method
图1 高锰酸盐指数工作曲线Fig.1 The working curve of permanganate index
2.3 分析前注意事项
每日实验开始之前，依次将方法所对应的每一根泵管的相邻两卡点卡入压盖泵正确位置，扣上压盖，将进样管和所有的进试剂的毛细管插入去离子水中，使用软件中“实验前清洗”功能进行清洗，此时注意观察所有进液管路是否进液，如有不进液现象及时停止清洗，可以打开压盖泵压盖，调整不进液泵管的卡点位置再重复进行清洗，确保所有泵管进液为止。保证样品玻璃管及所有泵管的清洁，避免污染带来误差，接下来进入测试过程。泵管在使用的时候需注意，要经常更换卡泵管的位置，使用压盖泵时循从左到右，泵管由细变粗原则放在压盖泵上，在泵转动之前，需要在泵的辊轴上滴加硅油，防止泵管的磨损。
高锰酸钾氧化溶液对于方法灵敏度和吸光度十分重要，如发现基线漂移或噪音增大，应更换溶液，该溶液最多保持2d。
3 结果与讨论
3.1 仪器工作参数的选择
通过实验优化选择的仪器参数见表2。
表2 高锰酸盐指数分析仪最佳工作参数Table 2 The optimum operating parameters of permanganate index analyzer
3.2 方法检出限
本试验采取在仪器最佳测定条件下，连续测定7份空白溶液，测定高锰酸盐指数，计算标准偏差，当n=7时，t=3.143[5]，求得检出限，结果见表3。
表3 方法的检出限（n=7）Table 3 The detection limit of method（n=7）
由表3可知，在优化的仪器参数条件下，本方法的检出限为0.05mg/L，国标方法的检出限为0.50mg/L[6，7]，检出限与经典的方法比较，远远优于经典方法，满足矿泉水、生活饮用水、地表水、地下水以及污水等各类水质高锰酸盐指数的分析要求。
3.3 方法的准确度和精密度
选取4个不同质量浓度的水质高锰酸盐指数标准样品B1909051、B1907185、B1907184、B1907187，按试验方法进行测定，以验证方法的精密度和准确度（见表4）。
表4 水质高锰酸盐指数标准样品的分析结果Table 4 The analysis results of permanganate index of standard water samples
由表4得出结论：相对标准偏差RSD%在2.5%~4.1%之间，相对误差RE%在-2.5%~1.4%之间，远远优于经典方法的相对标准偏差和相对误差，满足矿泉水、生活饮用水、地表水、地下水以及污水等各类水质高锰酸盐指数的分析要求。
4 结论与讨论
由以上实验结果表明，iFIA7全自动流动注射分析法检出限低，水质高锰酸盐指数标准样品的分析结果准确度、精密度好。对于大批量矿泉水、生活饮用水、地表水、地下水以及污水等各类水质高锰酸盐指数的检测，测试速度快，便捷，减轻了测试人员的劳动强度，与传统方法比较更适合大批生产样品的测试。
随着环境监测发展速度的加快，样品量逐年增多，流动注射法以其快速、简便、准确的优点，越来越受到广大环境监测工作者的青睐。该方法将会推动实验室实现操作自动化、轻松化、节约时间化的高效发展目标，更好为环境监测工作提供便利[5]。
