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实验室总氮分析质量控制


总氮是地表水水质监测分析中的常规监测指标,同时也是湖泊、水库富营养化评价的重要指标,因此水样总氮指标分析比较重要。总氮含量主要是指水样中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机氨盐、溶解态氨以及大部分有机含氮化合物的总和。通过对总氮指标的精密度偏性试验和质控图的绘制,检查本实验室监测数据的准确性、合理性以及实验室的分析质量。

一、实验部分

1、实验原理
  
60℃以上水溶液中,过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧,硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子,分解出的原子态氢在120~124℃条件下,可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。用紫外分光光度法于波长220nm275nm处,测出其吸光度A220A275A=A220-2A275求出A,按A的值查校准曲线并计算总氮含量。国标分析方法GB11894-1989的蕞低检出浓度为0.050mg/L,测定上限为4mg/L
2
、试剂
  
无氨水、碱性过硫酸钾溶液、10mg/L硝酸钾标准溶液、1+9盐酸溶液。
3
、仪器设备
  
751-GW分光光度计及10mm石英比色皿、医用手提式蒸气灭菌器、25ml具玻璃塞比色管。
4
、分析测定
  
10ml试样置于比色管中,加入5ml碱性过硫酸钾溶液,塞紧磨口塞用布及绳等方法扎紧瓶塞,以防弹出。将比色管置于医用手提式蒸气灭菌器中,保持120~124℃加热半小时并冷却后,向比色管中加入1ml1+9)盐酸溶液,用无氨水稀释至25ml标线。
  取部分溶液至10mm石英比色皿中,在751-GW分光光度计上,以无氨水作参比分别测定波长为220nm275nm处吸光度。

二、结果与讨论

1、标准曲线
  
按水样分析步骤,制作0—4mg/L的标准曲线,见下表:

A220-2A275

0.028

0.062

0.069

0.106

0.113

0.285

0.466

0.650

0.927

A-A0

0

0.034

0.041

0.078

0.085

0.257

0.438

0.622

0.899

浓度(mg/L

0

0.16

0.24

0.32

0.4

1.2

2

2.8

4

  拟合一次线形回归方程为:C=4.4552(A-A0)+0.0208,相关性r=0.9998,截距检验合格。
2
、精密度偏性试验
  
各取无氨水、0.1C0.9C、天然水样、加标0.01mg天然水样以及标样(1.63±0.09)10ml,同取室内平行样,连续测试六天,结果见下表:

空白

A1

0.028

0.030

0.028

0.027

0.030

0.026

A2

0.028

0.029

0.028

0.030

0.027

0.028

C1

0.146

0.154

0.146

0.141

0.154

0.137

C2

0.146

0.150

0.146

0.154

0.141

0.146

0.1C

C1

0.40

0.40

0.43

0.43

0.40

0.43

C2

0.40

0.39

0.40

0.43

0.40

0.39

0.9C

C1

3.57

3.56

3.61

3.60

3.63

3.57

C2

3.59

3.59

3.61

3.60

3.60

3.59

天然水样

C1

4.67

4.65

4.65

4.66

4.69

4.73

C2

4.69

4.67

4.67

4.69

4.66

4.70

加标水样

C1

5.70

5.61

5.67

5.69

5.71

5.70

C2

5.73

5.65

5.71

5.71

5.69

5.74

标样   (1.63±0.09)

C1

1.60

1.57

1.62

1.66

1.62

1.66

C2

1.58

1.61

1.68

1.58

1.61

1.60

  (1)空白批内标准差及检测限

  空白批内标准差(Swb)==0.00602

  零浓度标准差= =0.00851

  检测限= =0.033

  (2)加标回收率检验

   平均回收率==1015%

  当95%< <105%是: 合格;当 在此范围之外时:不合格,因此加标回收率检验结果为合格。

  (3)分析批内批间变异,检验总标准差

  ①0.1C水样

  批内变异(a)= = 2.167E-04

  批间变异(b)= = 3.333E-04

   总变异(f)=a+(b-a)/n= 0.00028

   总标准差(st)= =0.017

   指标检出限(w)=0.033

  ②0.9C水样

  批内变异(a)= = 2.167E-04

  批间变异(b)= = 5.933E-04

  总变异(f)=a+(b-a)/n= 0.00040

  总标准差(st)= = 0.020

  指标检出限(w)= 0.18

  天然水样

  批内变异(a)= = 3.250E-04

  批间变异(b)= = 8.150E-04

  总变异(f)=a+(b-a)/n= 0.00057

  总标准差(st)= = 0.024

  指标检出限(w)= 0.234

  加标0.01mg天然水样

  批内变异(a)= = 5.417E-04

  批间变异(b)= = 2.115E-03

   总变异(f)=a+(b-a)/n= 0.00133

  总标准差(st)= = 0.036

  指标检出限(w)= 0.285

  标样(1.63±0.09)

  批内变异(a)= = 1.308E-03

  批间变异(b)= = 1.088E-03

   总变异(f)=a+(b-a)/n= 0.001308

  总标准差(st)= = 0.036

  指标检出限(w)= 0.082

  查表得f0.0556= 4.39f0.0556= 8.75,所有测试水样均b/a<f0.05,因此变异显著性检验结果为均无显著性差异;当st<w时,总标准差合格,因此总标准差检验结果为均合格。

3、质量控制图

   用同一方法每天分析一次平行样重复测定,积累20个数据,绘制均数控制图,20次分析结果见下表:

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

4mg/l

3.928

3.928

3.996

3.939

4.062

4.040

4.062

4.007

4.006

4.130

4mg/l

3.992

3.950

3.950

4.051

3.972

4.006

4.072

4.005

3.984

4.084

平均值

3.960

3.939

3.973

3.995

4.017

4.023

4.067

4.006

3.995

4.107

 

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

4mg/l

4.029

3.995

3.929

4.028

4.017

3.995

3.984

3.973

4.018

3.994

4mg/l

4.039

3.995

3.939

4.006

3.961

4.029

4.006

3.995

4.028

4.006

平均值

4.034

3.995

3.934

4.017

3.989

4.012

3.995

3.984

4.023

4.000

  总均值:4.00325,标准偏差:0.039458

  以测定顺序为横坐标,相应的测定值为纵坐标作图。同时作有关控制线。

 

  中心线—————按总均值绘制
   上、下控制限——按总均值±3倍标准偏差值绘制
   上、下警告限——按总均值±2倍标准偏差值绘制
   上、下辅助线——按总均值±1倍标准偏差值绘制

  从图上可以看出,20个数据无超过控制限的离群值,其中有15个点据落入上下辅助线内,占总数的75%,符合68%的要求,无连续7点位于中心线同一侧,无7点连续上升或下降情况,因此没有明显的失控趋势,不存在相邻三点中两点屡屡接近控制限,表明测试质量正常。

三、结论

  本文分析了总氮项目在本实验室精密度偏性试验与绘制质控图,试验表明,本实验室蕞低检出限值为0.033mg/L,小于国标分析方法的0.050mg/L,分析质量合格,连续六天的分析数据,经变异显著性检验(F检验)与总标准差检验均合格,因此该项目分析数据可靠,通过绘制质控图检验合格,检查了实验室分析环境以及分析人员分析质量,通过检查均符合要求。

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