
一、研究背景
随着工业化进程加快,水体、土壤及食品中的重金属污染、农药残留等环境问题日益突出,严重威胁生态环境安全与人类健康。环境污染监测作为生态环境保护的重要基础,对检测方法的精度、效率及稳定性提出了严苛要求。分液操作是环境样品前处理的核心步骤,直接影响后续检测结果的准确性。
二、传统分液方法的局限性
传统手工分液依赖操作人员的经验,存在诸多不足:一是人为误差大,易因分液速度、液面判断偏差导致结果波动;二是重复性差,不同操作人员或同一人员不同批次操作的结果一致性难以保证;三是效率低下,无法满足大批量样品的快速检测需求;四是劳动强度大,长期操作易导致人员疲劳,进一步影响检测质量。
三、自动分液系统的应用价值
自动分液系统凭借自动化控制、精准计量等优势,已逐渐应用于科研及检测领域。博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统采用高精度蠕动泵与智能控制系统,可实现分液体积的精准调控和批量样品的自动化处理。本研究通过实验验证该系统在食品与环境检测中环境污染监测的适用性,为其在环境监测领域的推广提供实验依据。
四、材料与方法
(一)实验仪器与试剂
1、核心仪器:博清生物自动分液系统、原子吸收分光光度计、气相色谱仪、电子天平。
2、实验试剂:铅标准溶液(1000μg/mL)、镉标准溶液(1000μg/mL)、有机磷农药(敌敌畏)标准溶液(1000μg/mL)、硝酸(优级纯)、盐酸(优级纯)、无水硫酸钠(分析纯)。
3、实验样品:采集地表水、农田土壤、蔬菜(菠菜)样品,经预处理后备用。
(二)实验设计
1、检测指标
选取环境污染监测中典型指标:水体、土壤及蔬菜中的铅(Pb)、镉(Cd)含量,蔬菜中的敌敌畏残留量。
2、实验分组
设置两组平行实验:
实验组:采用博清生物自动分液系统进行样品前处理分液操作。
对照组:采用传统手工分液方式进行样品前处理分液操作。
(三)实验方法
1、样品前处理
水体样品:取50mL水样,加入5mL硝酸酸化,静置后通过自动分液系统或手工分液取20mL上清液,用于重金属检测。
土壤样品:称取10g土壤样品,加入30mL盐酸-硝酸混合液(1:1)消解,冷却后定容至50mL,分液取20mL用于重金属检测。
蔬菜样品:称取20g匀浆样品,加入50mL乙腈提取,离心后取上清液,经无水硫酸钠脱水后,分液取20mL用于农药残留检测。
2、检测方法
重金属检测:采用原子吸收分光光度计,设定铅检测波长283.3nm,镉检测波长228.8nm,测定样品吸光度并计算含量。
农药残留检测:采用气相色谱仪,配备火焰光度检测器(FPD),柱温程序为初始80℃保持2min,以20℃/min 升至250℃保持5min,测定峰面积并计算残留量。
3、评价指标
精密度:通过同一批次样品重复检测6次的相对标准偏差(RSD)评价。
准确度:通过加标回收率(加标量为样品实测值的1倍)评价。
操作效率:统计处理50个样品所需的总时间。
五、结果与分析
(一)精密度对比
实验组(自动分液系统)在各指标检测中的RSD均≤2.5%,其中铅、镉及敌敌畏检测的RSD分别为1.8%、2.2%、2.5%;对照组(手工分液)的RSD均≥5.8%,分别为6.2%、5.8%、7.1%。结果表明,博清生物自动分液系统的检测精密度显著优于传统手工分液,能有效降低操作误差,提升结果的稳定性。
(二)准确度对比
实验组的加标回收率为95.3%~103.1%,其中铅、镉及敌敌畏的回收率分别为98.2%、95.3%、103.1%;对照组的加标回收率为92.5%~105.8%,分别为96.7%、92.5%、105.8%。两组回收率均符合环境检测的标准要求(90%~110%),但实验组的回收率波动范围更小,表明自动分液系统在保证检测准确度的同时,具有更优的稳定性。
(三)操作效率对比
处理50个样品时,实验组的总操作时间为45min,平均单个样品处理时间为0.9min;对照组的总操作时间为240min,平均单个样品处理时间为4.8min。博清生物自动分液系统的操作效率较传统手工分液提升4~6倍,且无需人员全程值守,大幅降低了劳动强度。
六、讨论
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统在环境污染监测中表现出显著优势,其核心原因在于:一是采用高精度蠕动泵与智能控制算法,可精准调控分液体积,避免手工操作中的视觉误差和操作偏差;二是支持批量样品自动化处理,减少人员干预,提升了结果的重复性;三是优化了操作流程,缩短了样品处理时间,满足大批量环境样品的快速检测需求。
本研究中,自动分液系统与手工分液的准确度无显著差异,但稳定性更优,说明该系统可完全替代传统手工分液用于环境检测。在实际应用中,该系统还可与其他检测仪器(如色谱仪、质谱仪)联动,构建自动化检测流水线,进一步提升环境监测的标准化水平。
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统在食品与环境检测的环境污染监测中,具有精密度高、稳定性好、操作效率高的显著优势,能有效解决传统手工分液的诸多弊端。该系统在重金属、农药残留等指标检测中,各项性能均满足环境监测的技术要求,可广泛应用于水体、土壤、食品等各类环境样品的前处理环节。推广应用博清生物自动分液系统,将有助于提升环境污染监测的效率与质量,为生态环境保护和食品安全监管提供更可靠的技术支撑。




