原子荧光法测定生活饮用水中硒的方法验证

◎ 李木子

（安徽磬乡水务有限公司，安徽 宿州 234200）

在检验检测机构资质认定过程中，实验室申报检验检测能力所选择的方法是技术审核关键要素之一。检验检测机构应建立和保持检测方法控制程序，使用标准方法前应开展方法验证，使用非标准方法前应开展方法确认，以证实能够满足检验检测方法的各项参数性能要求[1]。方法验证或确认是实验室建立可靠分析系统的基础，也是化学分析的必要程序。第三方检验检测机构类的实验室普遍采用标准方法，如国际、区域或国家标准发布的方法、行业标准和经确认溯源至国家计量标准且符合方法性能指标的科技书籍、期刊、制造商提供的方法。因此，对标准方法进行方法验证是实验室应关注的工作重点。

方法验证是一项人员参与范围广、工作任务量大、技术要求高的质量控制活动。实验室应统筹部署、科学分工、提高验证效率和结果满意度。可依据实验室的程序文件和作业指导书等体系文件的技术指导流程，由技术负责人组织检测人员进行检测方法选用、验证试验开展、方法验证报告编写等实验活动；质量负责人组织审核人员对方法验证活动全过程进行监督审核。具体来说，实验室应对检验检测能力中所涉及到的产品、项目、参数逐一进行验证，但方法验证内容及其结果输出的多少应结合经济成本和技术水平综合研判，验证内容可以包含（但不限于）分析系统适应性、空白试验、准确度（正确度和精密度）、检出限和测定下限、线性及校准、测量不确定度等[2]。验证内容的评价应参照标准方法，以符合标准方法规定值或范围的要求为宜，标准方法中有未涉及时，应参照其他标准评价要求。笔者着重阐明利用氢化物原子荧光法测定生活饮用水中硒方法性能的验证，以期帮助同行加深对方法验证的理解。

1 材料与方法

1.1 方法依据

《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6—2006）氢化物原子荧光法测定生活饮用水及水源水中的硒[3]。

1.2 实验原理

在盐酸介质中以硼氢化钠（NaBH4）作为还原剂，将硒还原成硒化氢（SeH4），由载气（Ar2）带入原子化器中进行原子化，在硒特种空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，在一定浓度范围内其荧光强度与硒含量成正比，与标准系列比较定量。

1.3 仪器和试剂

AFS-933原子荧光分光光度计（北京吉天仪器有限公司）；IKAC-MAG HP10电热板（德国艾卡（广州）仪器设备有限公司）；硝酸（ρ=1.42 g·mL-1，优级纯）；高氯酸（ρ=1.68 g·mL-1，优级纯）；盐酸（ρ=1.19 g·mL-1，优级纯）；氢氧化钠（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；硼氢化钠（优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；铁氰化钾（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；硒标准溶液（1 000 mg·L-1，批号：B2103428，北京坛墨质检科技有限公司）；超纯水（电导率0.055 μs·cm-1，25 ℃）。

1.4 操作步骤

1.4.1 样品预处理

向25 mL水样中加入2.5 ml硝酸-高氯酸等体积混合液，在电热板上加热消解。当溶液冒白烟时，取下冷却。再加入2.5 mL盐酸溶液（1+1），继续加热至溶液冒白烟时，将6价硒还原成4价硒。取下冷却，用纯水转移至比色管中，用纯水定容至10 mL，同时做空白试验。

1.4.2 测定条件

负高压：270 V；灯电流80 mA；炉高8.5 mm；载气流量 400 mL·min-1；屏蔽气流量 800 mL·min-1；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；延迟时间1.5 s；读数时间7 s；进样体积0.5 mL；载流：盐酸溶液（5+95）；还原剂：硼氢化钠的氢氧化钠溶液（称取10.0 g硼氢化钠溶于2 g·L-1的氢氧化钠溶液500 mL）。

开机，设置仪器最佳条件，点燃原子化器炉丝，稳定30 min后开始测定，绘制标准曲线，计算回归方程Y=aX+b。根据所测样品的荧光强度从标准曲线中查样品消解溶液中硒元素的质量浓度。

1.4.3 计算

样品中硒的质量浓度计算公式，见式（1）：

式中：ρ（Se）为样品中硒的质量浓度，mg·L-1；ρ为样品消解液测定浓度，μg·L-1。

2 验证内容与分析

2.1 人员验证

2.1.1 人员信息

检测人员经培训合格取得技术人员上岗证后，方可在授权范围内开展实验活动。因此需对实验室检测人员基本信息和擅长技能领域进行验证，如毕业院校、专业、从业年限、使用设备时长、培训情况等，并建立动态技术档案。

2.1.2 人员监督

实验室不仅需要保证人员持证上岗，还应定期对检测人员进行质量监督，确保检测人员能力保持在较高水平。监督内容应涉及到正确性和熟练地使用设备、样品的选择和制备、方法选择的正确和检测效率等。人员监督过程中如出现不符合项，应及时采取预防措施，并在改正前限制其参与重要检测活动。

2.2 设备验证

对设备的档案信息、状态、技术参数、检定/校准等方面进行验证，验证结果见表1。

表1 仪器设备验证结果表

2.3 物料

按照《生活饮用水标准检验方法 水样采集与保存》（GB/T 5750.2—2006）[4]的要求，水样存放于聚乙烯瓶中并且硝酸酸化至pH≤2，需在保质期14 d内检测完毕。

2.4 环境

实验室配备有空调系统，于8:00和15:00进行温湿度的监测记录，结果表明，实验室可以达到温度（20±3）℃、相对湿度（65±5）%的环境水平。

2.5 方法性能

2.5.1 标准曲线

综合考虑实验成本及实际样品浓度，确定标准曲线线性范围为0～10.0 μg·L-1。用分度吸量管移取1 mL硒标准溶液于100 mL容量瓶中，混匀后定容至刻度线，制成硒中间稀释液。从硒中间稀释液中移取1 mL于100 mL容量瓶中，混匀后定容至刻度线，制成硒标准使用液备用。分别移取上述硒标准使用液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL 和1.0 mL于10 mL比色管中，标准曲线溶液中分别加入1 mL盐酸（ρ=1.19 g·mL-1），1 mL铁氰化钾溶液（100 g·L-1），混匀后用纯水定容至刻度线，使硒的质量浓度分别为 0 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、6.0 μg·L-1、8.0 μg·L-1和 10.0 μg·L-1。 硒 元素标准曲线测定数据见表2。

表2 硒元素标准曲线测定结果表

依据《生活饮用水标准检验方法 水质分析质量控制》（GB/T 5750.3—2006）要求[5]，标准曲线的相关系数一般≥0.999，本次制作的标准曲线相关系数为0.999 6，满足其要求。

2.5.2 检出限及测定下限

方法检出限是使用特定分析方法可从待测样品中判定目标物质存在的最小浓度或最小量，具有定性的作用，故仅研究方法检出限，对仪器检出限不做讨论。方法检出限的计算和评价方式多样，本文采用全程序空白测试结果来估算方法检出限，对空白溶液进行20次测量并根据公式（2）进行结果分析。

式中：MDL为方法检出限；σwb为空白平行测定（批内）标准偏差（测定次数≥20）。

本文采纳《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168—2020）中关于测定下限的规定[6]，即一般4倍的方法检出限表示为测定下限，检出限及测定下限结果见表3。

表3 硒元素的荧光值及浓度结果表

由表3可知，硒元素的浓度平均值为0.091 7 μg·L-1，标准偏差为0.012 9，硒元素的方法检出限为0.059 0 μg·L-1，测定下限为 0.236 0 μg·L-1。为方便数据计算使用，测定下限的最终结果取0.3 μg·L-1，标准方法中介绍氢化物原子荧光法中硒的最低检测质量浓度为0.4 μg·L-1，测试结果满足方法要求。

2.5.3 精密度

精密度表征在独立测试结果间的一致程度，通常用相对标准偏差RSD表示。用标准物质配制低、中、高3个浓度梯度的标准溶液作为样品，按照标准方法全程序平行测定8次，测定数据及结果见表4。

表4 精密度测试结果表（单位：μg·L-1）

由表4可知，低、中、高浓度梯度测试样品的相对标准偏差分别为4.520%、1.430%、1.690%，满足《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6—2006）中相对标准偏差＜5.0%要求。此外，低浓度测定结果的相对标准偏差偏大，中浓度、高浓度测定结果的相对标准偏差较小，因此日常检测时应适当增加低浓度样品的测定次数，以减少偶然误差，并且使待测样品的浓度尽可能落在标准曲线测定范围的中上段。

2.5.4 正确度

正确度是指无穷多次重复性测定结果的平均值与参考值之间的接近程度，通常用偏倚表示，而测量结果的偏倚用标准物质加标测定样品回收率进行评估，用以排除可能存在的系统误差。取3份25 mL相同水样，分别移取浓度为10 μg·L-1的加标液体积0.1 mL、0.4 mL、0.6 mL加入上述水样，按照标准方法进行消解预处理。经测定，水样消解液质量浓度为0.352 μg·L-1。按照式（3）对加标回收率进行计算：

式中：P为加标回收率；μa为加标水样消解液测定值；μb为水样消解液测定值；m为加入标准的质量。结果见表5。

由表5可以看出低、中、高浓度梯度加标回收率分别为90%、104%、106%，均在《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6—2006）中加标回收率85.0%～116.0%范围内。

表5 低、中、高浓度加标回收测试结果表

另外《生活饮用水标准检验方法 水质分析与控制》（GB/T 5750.3—2006）介绍了对标准样品进行分析，比较测定值与保证值的相对误差来评价正确度的方法。实验使用坛墨质检生产的水中硒标准样品[编号为BY400018， 标 准 值 为 8.07 μg·L-1， 扩 展 不 确 定 度（k=2）：0.58 μg·L-1]，按照作业指导书稀释 25倍后再平行测定 6 次，结果分别为：7.92 μg·L-1、8.47 μg·L-1、8.62 μg·L-1、8.31 μg·L-1、8.25 μg·L-1和 8.29 μg·L-1，平均值为8.31 μg·L-1，相对误差为2.97%。结果满足《水和废水监测分析方法》（第四版）质量控制指标中关于荧光光度法测定硒的实验室内相对误差≤±15%的要求[7]。

3 结论

依据《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6—2006）介绍的氢化物原子荧光法进行了毒理指标硒的方法验证，证实了实验室在人员、设备、物料、环境、方法性能等方面均满足检测要求，通过分析方法性能实验数据可知：标准曲线相关系数为 0.999 6；方法检出限为 0.059 0 μg·L-1，测定下限为0.3 μg·L-1；低、中、高浓度梯度样品的精密度相对标准偏差分别为4.520%、1.430%、1.690%；低、中、高浓度梯度加标量的加标回收率分别为90%、104%、106%；标准样品测试的相对误差为2.97%。综上，实验室具备开展生活饮用水中硒的检测能力。