4,7-二苯基-1,10-菲啰啉分光光度法测定环境空气和废气中的铁的方法确认报告

高秋荣

2018/07/03
国联质检团队

私聊

气体检测

4,7-二苯基-1,10-菲啰啉分光光度法测定

环境空气和废气中的铁的方法确认报告

西安国联质量检测技术股份有限公司

品控部：刘娟娟

一、方法原理
用过氯乙烯滤膜采集颗粒物样品，经灰化及酸消解后制备成样品溶液。在酸性介质中，亚铁离子与4,7-二苯基-1,10-菲啰啉生成红色络合物，根据颜色深浅，用分光光度法测定。
二、仪器和试剂
1、仪器和设备
1.1、具比色管：25 mL。
1.2、分液漏斗：250 mL。
1.3、聚四氟乙烯坩埚：50 mL。
1.4、瓷坩埚：50 mL。
1.5、总悬浮颗粒物采样器：中流量采样器。
1.6、酸度计。
1.7、分光光度计。
2、试剂
2.1、硝酸、盐酸、高氯酸、氢氟酸，优级纯。
2.2、过氯乙烯滤膜。
2.3、BP显色剂（0.01 mol/L）：称取0.332 g 4,7-二苯基-1,10-菲啰啉溶解于100 mL95%乙醇中。贮存于冰箱，可保存30 d。
2.4、10%（m/V）盐酸羟基胺溶液：称取20 g盐酸羟基胺，溶解于200 mL水中。
2.5、乙酸-乙酸钠缓冲溶液：称取32.8 g乙酸钠溶解于少量水中，加入23 mL冰乙酸，用水稀释至200 mL。将此溶液移入250mL锥形分液漏斗中。
2.6、铁标准贮备液：称取0.4000 g高纯铁粉（99.999%），加入（1+1）盐酸溶液30 mL，待全部溶解后，移入1000 mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液中每毫升含400 μg铁。
2.7、铁标准使用液：吸取5.00 mL铁标准贮备溶液，置于100 mL容量瓶中，加（1+1）盐酸溶液2.0 mL，用水稀释至标线。此溶液每毫升含20.0 μg铁。临用时配制。
三、分析步骤
1、样品的采集
流量采样器：以0.5~1 L/min的流量，采样8~10 m³。
2、样品的测定
①取适量样品滤膜置于瓷坩埚内，放入马弗炉中于500℃下灰化30 min。断电，待炉温降至300℃以下时，取出瓷坩埚。冷却后，加5 mL硝酸，1 mL高氯酸，于电热板上加热消解，反复加入少量硝酸及高氯酸消解样品，直至溶液清澈透明为止。
②向各管中加入10%盐酸羟基胺2.0 mL，pH4乙酸-乙酸钠缓冲溶液5.0 mL，95%乙醇6.0 mL和BP显色剂1.00 mL，用水稀释至100 mL，摇匀。
③在波长535 nm处，用1 cm比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度对铁的含量（μg），绘制标准曲线。
3、本次样品测定用标准溶液代替实际采样样品。
4、空白试验
取同批号、等面积空白滤膜，在样品测定的同时，在535 nm波长处测定空白溶液的吸光度值。
四、标准曲线的绘制
取8支25 mL具比色管，按照表1配制标准系列。

表1 铁标准系列

管号	1	2	3	4	5	6	7
铁标准使用液（mL）	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.00
铁含量（μg）	6.00	12.0	18.0	24.0	30.0	36.0	40.0

各瓶混匀，在波长535 nm 处，以空白滤膜为参比测量吸光度，扣除空白的吸光度后，对应铁的质量含量（μg），计算标准曲线的回归方程。

表2 铁标准曲线测定表

编号	0	1	2	3	4	5	6	7
标准溶液体积（mL）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.00
铁含量（μg）	0	6.00	12.0	18.0	24.0	30.0	36.0	40.0
吸光度	0.009	0.062	0.106	0.157	0.202	0.253	0.302	0.342
校正吸光度	0	0.053	0.097	0.148	0.193	0.244	0.293	0.333
y=0.0082x+0.0002 r=0.9993
吸光度	0.008	0.064	0.106	0.157	0.204	0.253	0.303	0.345
校正吸光度	0	0.056	0.098	0.149	0.196	0.245	0.295	0.337
y=0.0082x+0.001 r=0.999
吸光度	0.007	0.062	0.106	0.157	0.202	0.253	0.302	0.339
校正吸光度	0	0.055	0.099	0.150	0.195	0.246	0.295	0.332
y=0.0082x+0.0018 r=0.9995

标准曲线如下：

五、计算结果

式中：W—测定时所取样品溶液中铁的含量，μg；
W₀—空白滤膜中铁的含量，μg；
Vt—样品溶液总体积，mL；
Va—测定时所取样品溶液体积，mL；
S_t—样品滤膜总面积，cm²；
S_a—测定时所取样品滤膜面积，cm²；
V_n—标准状况下的采样体积，m³。
六、检出限
每天测定3个空白样品，测定3天，计算其检出限，结果如下：

表3 检出限的计算

时间	2016.11.21			2016.11.22			2016.11.23
序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
吸光值A	0.062	0.057	0.068	0.065	0.056	0.063	0.068	0.064	0.068
校正值A₀	0.053	0.048	0.059	0.057	0.048	0.055	0.061	0.057	0.061
含量（μg）	6.439	5.829	7.171	6.805	5.707	6.561	7.220	6.732	7.220
浓度（mg/m³）	0.00003	0.00003	0.00004	0.00004	0.00003	0.00003	0.00004	0.00004	0.00004
均值（mg/m³）	3.53×10^-5
SD	3.01×10^-⁶
MD.L=2.896×SD（mg/m³）	8.72×10^-⁶

本实验室测得检出限为8.72×10^-⁶ mg/m³，小于标准方法中铁的检出限0.02 mg/m³，能够满足方法标准的要求。
七、精密度
平行测定同一样品7次，计算其精密度，结果如下：

表4 精密度的计算

序号	1	2	3	4	5		6	7
吸光值A	0.062	0.067	0.065	0.064		0.062	0.063	0.063
校正值A₀	0.054	0.059	0.057	0.056		0.054	0.055	0.055
含量（μg）	6.561	7.171	6.927	6.683		6.439	6.561	6.488
分析结果（mg/m³）	0.00003	0.00004	0.00004	0.00004		0.00003	0.00004	0.00004
平均值（mg/m³）	3.53×10^-5
标准偏差SD	2.57×10^-⁶
相对标准偏差RSD%	7.3

本实验室测得精密度为7.3%，本方法的精密度能够满足标准方法的要求。

说明：1、测定均值计算公式为：

2、标准偏差SD计算公式为：

3、相对标准偏差RSD计算公式为：

八、准确度
根据加标回收率=（加标后测得量-加标前测得量）/加标量×100%公式计算所得，测3组加标回收见表5：

表5 加标回收率

序号	1	2	3
样品体积V1（ml）	10.0	10.0	10.0
加标样体积V2（ml）	0.9
原样吸光度A1	0.197	0.193	0.195
加标样吸光度A2	0.315	0.346	0.343
加标前测得m1(μg)	23.446	22.964	23.205
加标后测得量m2(μg)	37.663	41.398	41.036
回收率﹪	79	102	99
平均回收率﹪	93

本实验室测定的加标回收率为93%。本实验室测定准确度符合要求。
九、注意事项
1、不同仪器的最佳工作条件不同，要根据仪器的说明书正确选择波长、干燥、灰化的温度及时间。
2、若需测定总悬浮颗粒物的质量浓度，在采样前后，将滤膜放在平衡室平衡24 h，称重至恒重。可将过氯乙烯滤膜夹放在铝箔中间称重，以减少吸湿。
十、结论
本实验室测得检出限为8.72×10^-⁶ mg/m³，小于标准方法中铁的检出限0.02 mg/m³，能够满足方法标准的要求。本实验室测得精密度为7.3%，本方法的精密度能够满足标准方法的要求。本实验室测定的加标回收率为93%，本实验室测定加标回收率符合标准要求。
本实验室所用的仪器、器具、耗材都经过验收合格才使用，人员是经过专业培训，所使用的物资和实验室用水均验收合格才投入使用。

通过对上述指标的测试验证，所得结果均符合方法要求，我们认为使用此方法在技术方面、仪器和人员配备上是可行的，所以对此方法予以确认。