水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮的不確定度分析

蔣奕雄

摘 要：通過(guò)對(duì)氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)定氨氮過(guò)程的分析，探討了測(cè)試各環(huán)節(jié)中可能引入的不確定度分量，并匯總合成得到擴(kuò)展不確定度，確定了對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素，為其他類似實(shí)驗(yàn)減少誤差提供參考。

關(guān)鍵詞：氨氮；自動(dòng)分析儀；不確定度

中圖分類號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮測(cè)定的傳統(tǒng)方法是采用納氏試劑分光光度法，但是納氏試劑的毒性強(qiáng)，分析過(guò)程中使用汞鹽易產(chǎn)生二次污染，且預(yù)處理過(guò)程繁瑣，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀可以連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)水質(zhì)及其變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)儀器測(cè)量過(guò)程是否持續(xù)受控，測(cè)量結(jié)果是否能保持穩(wěn)定一致的判定，具有非常重要的意義。測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果可能產(chǎn)生誤差的度量，是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，已成為檢驗(yàn)和校準(zhǔn)自動(dòng)分析儀必不可少的工作之一。本文通過(guò)對(duì)水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮過(guò)程的分析，找出分析測(cè)試過(guò)程中主要可能引入誤差的步驟，為其他重復(fù)或相似實(shí)驗(yàn)減少誤差、提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量提供參考。

1 方法與儀器

1.1 方法與依據(jù)

1.1.1 方法原理 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮的方法有電極法和光度法。電極法主要包括氨離子選擇性電極法和氨氣敏電極電位法，測(cè)量原理為電極電位與水樣中氨濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行測(cè)量。光度法主要包括納氏試劑比色法和水楊酸分光光度法等，其主要原理為水樣中的氨氮與指示劑反應(yīng)后顯色，水樣的吸光度在特定波長(zhǎng)處與氨氮含量成正比，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行定量分析。

1.1.2 測(cè)量依據(jù) JJG 631-2013氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程；JJG（閩）1050-2012氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程。

1.2 主要儀器、試劑與條件

1.2.1 主要儀器 水質(zhì)自動(dòng)分析儀（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；絕緣電阻表，500V，10級(jí)；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A級(jí)。

1.2.2 試劑 水中氨氮成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GBW（E）080220，質(zhì)量濃度100mg/L，擴(kuò)展不確定度（包含因子k=2），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制。

1.2.3 測(cè)量條件 環(huán)境溫度不超過(guò)5～40℃，相對(duì)濕度：≤85%。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：以購(gòu)買(mǎi)的質(zhì)量濃度為100mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按其證書(shū)所述使用方法配制成質(zhì)量濃度為5.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

2.2 樣品測(cè)試 儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，將配制好的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液經(jīng)氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀連續(xù)重復(fù)測(cè)定。

3 數(shù)學(xué)模型

在測(cè)量不確定度評(píng)定中，建立數(shù)學(xué)模型也稱為測(cè)量模型化，目的是建立被測(cè)量與各影響量之間的函數(shù)關(guān)系。采用經(jīng)典的比較測(cè)量法可得到數(shù)學(xué)模型：

5.4 擴(kuò)展不確定度 擴(kuò)展不確定度是確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，可期望該區(qū)間包括被測(cè)量之值分布的大部分。假設(shè)其服從正態(tài)分布，取包含因子k=2（95%置信概率），則擴(kuò)展不確定度為：urel=kuc，在此取k=2，則u=3%。

6 對(duì)使用氨氮分析儀檢定裝置的測(cè)量不確定度評(píng)定

按規(guī)程規(guī)定要求，其測(cè)量不確定度見(jiàn)表3。

7 校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），則該項(xiàng)目的CMC為：urel=3%，k=2。

8 結(jié)論

（1）水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量水中氨氮，測(cè)定結(jié)果為5.02mg/L，擴(kuò)展不確定度為urel=3%（k=2）。（2）在不考慮曲線擬合以及系統(tǒng)引入的不確定度的情況下，對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素為氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度和樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度。

參考文獻(xiàn)

[1]JJG 631-2013，氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程[S].

[2]JJG（閩）1050-2012，氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[4]北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心.環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)量不確定度評(píng)定[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009.

[5]上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院.常用測(cè)量不確定度評(píng)定方法及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.

（責(zé)編：張宏民）

摘 要：通過(guò)對(duì)氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)定氨氮過(guò)程的分析，探討了測(cè)試各環(huán)節(jié)中可能引入的不確定度分量，并匯總合成得到擴(kuò)展不確定度，確定了對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素，為其他類似實(shí)驗(yàn)減少誤差提供參考。

關(guān)鍵詞：氨氮；自動(dòng)分析儀；不確定度

中圖分類號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮測(cè)定的傳統(tǒng)方法是采用納氏試劑分光光度法，但是納氏試劑的毒性強(qiáng)，分析過(guò)程中使用汞鹽易產(chǎn)生二次污染，且預(yù)處理過(guò)程繁瑣，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀可以連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)水質(zhì)及其變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)儀器測(cè)量過(guò)程是否持續(xù)受控，測(cè)量結(jié)果是否能保持穩(wěn)定一致的判定，具有非常重要的意義。測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果可能產(chǎn)生誤差的度量，是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，已成為檢驗(yàn)和校準(zhǔn)自動(dòng)分析儀必不可少的工作之一。本文通過(guò)對(duì)水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮過(guò)程的分析，找出分析測(cè)試過(guò)程中主要可能引入誤差的步驟，為其他重復(fù)或相似實(shí)驗(yàn)減少誤差、提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量提供參考。

1 方法與儀器

1.1 方法與依據(jù)

1.1.1 方法原理 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮的方法有電極法和光度法。電極法主要包括氨離子選擇性電極法和氨氣敏電極電位法，測(cè)量原理為電極電位與水樣中氨濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行測(cè)量。光度法主要包括納氏試劑比色法和水楊酸分光光度法等，其主要原理為水樣中的氨氮與指示劑反應(yīng)后顯色，水樣的吸光度在特定波長(zhǎng)處與氨氮含量成正比，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行定量分析。

1.1.2 測(cè)量依據(jù) JJG 631-2013氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程；JJG（閩）1050-2012氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程。

1.2 主要儀器、試劑與條件

1.2.1 主要儀器 水質(zhì)自動(dòng)分析儀（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；絕緣電阻表，500V，10級(jí)；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A級(jí)。

1.2.2 試劑 水中氨氮成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GBW（E）080220，質(zhì)量濃度100mg/L，擴(kuò)展不確定度（包含因子k=2），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制。

1.2.3 測(cè)量條件 環(huán)境溫度不超過(guò)5～40℃，相對(duì)濕度：≤85%。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：以購(gòu)買(mǎi)的質(zhì)量濃度為100mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按其證書(shū)所述使用方法配制成質(zhì)量濃度為5.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

2.2 樣品測(cè)試 儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，將配制好的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液經(jīng)氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀連續(xù)重復(fù)測(cè)定。

3 數(shù)學(xué)模型

在測(cè)量不確定度評(píng)定中，建立數(shù)學(xué)模型也稱為測(cè)量模型化，目的是建立被測(cè)量與各影響量之間的函數(shù)關(guān)系。采用經(jīng)典的比較測(cè)量法可得到數(shù)學(xué)模型：

5.4 擴(kuò)展不確定度 擴(kuò)展不確定度是確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，可期望該區(qū)間包括被測(cè)量之值分布的大部分。假設(shè)其服從正態(tài)分布，取包含因子k=2（95%置信概率），則擴(kuò)展不確定度為：urel=kuc，在此取k=2，則u=3%。

6 對(duì)使用氨氮分析儀檢定裝置的測(cè)量不確定度評(píng)定

按規(guī)程規(guī)定要求，其測(cè)量不確定度見(jiàn)表3。

7 校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），則該項(xiàng)目的CMC為：urel=3%，k=2。

8 結(jié)論

（1）水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量水中氨氮，測(cè)定結(jié)果為5.02mg/L，擴(kuò)展不確定度為urel=3%（k=2）。（2）在不考慮曲線擬合以及系統(tǒng)引入的不確定度的情況下，對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素為氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度和樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度。

參考文獻(xiàn)

[1]JJG 631-2013，氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程[S].

[2]JJG（閩）1050-2012，氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[4]北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心.環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)量不確定度評(píng)定[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009.

[5]上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院.常用測(cè)量不確定度評(píng)定方法及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.

（責(zé)編：張宏民）

摘 要：通過(guò)對(duì)氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)定氨氮過(guò)程的分析，探討了測(cè)試各環(huán)節(jié)中可能引入的不確定度分量，并匯總合成得到擴(kuò)展不確定度，確定了對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素，為其他類似實(shí)驗(yàn)減少誤差提供參考。

關(guān)鍵詞：氨氮；自動(dòng)分析儀；不確定度

中圖分類號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮測(cè)定的傳統(tǒng)方法是采用納氏試劑分光光度法，但是納氏試劑的毒性強(qiáng)，分析過(guò)程中使用汞鹽易產(chǎn)生二次污染，且預(yù)處理過(guò)程繁瑣，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。氨氮水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀可以連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)水質(zhì)及其變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)儀器測(cè)量過(guò)程是否持續(xù)受控，測(cè)量結(jié)果是否能保持穩(wěn)定一致的判定，具有非常重要的意義。測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果可能產(chǎn)生誤差的度量，是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，已成為檢驗(yàn)和校準(zhǔn)自動(dòng)分析儀必不可少的工作之一。本文通過(guò)對(duì)水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮過(guò)程的分析，找出分析測(cè)試過(guò)程中主要可能引入誤差的步驟，為其他重復(fù)或相似實(shí)驗(yàn)減少誤差、提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量提供參考。

1 方法與儀器

1.1 方法與依據(jù)

1.1.1 方法原理 水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量氨氮的方法有電極法和光度法。電極法主要包括氨離子選擇性電極法和氨氣敏電極電位法，測(cè)量原理為電極電位與水樣中氨濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行測(cè)量。光度法主要包括納氏試劑比色法和水楊酸分光光度法等，其主要原理為水樣中的氨氮與指示劑反應(yīng)后顯色，水樣的吸光度在特定波長(zhǎng)處與氨氮含量成正比，從而對(duì)水樣中的氨氮進(jìn)行定量分析。

1.1.2 測(cè)量依據(jù) JJG 631-2013氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程；JJG（閩）1050-2012氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程。

1.2 主要儀器、試劑與條件

1.2.1 主要儀器 水質(zhì)自動(dòng)分析儀（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；絕緣電阻表，500V，10級(jí)；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A級(jí)。

1.2.2 試劑 水中氨氮成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GBW（E）080220，質(zhì)量濃度100mg/L，擴(kuò)展不確定度（包含因子k=2），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制。

1.2.3 測(cè)量條件 環(huán)境溫度不超過(guò)5～40℃，相對(duì)濕度：≤85%。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：以購(gòu)買(mǎi)的質(zhì)量濃度為100mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按其證書(shū)所述使用方法配制成質(zhì)量濃度為5.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

2.2 樣品測(cè)試 儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，將配制好的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液經(jīng)氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀連續(xù)重復(fù)測(cè)定。

3 數(shù)學(xué)模型

在測(cè)量不確定度評(píng)定中，建立數(shù)學(xué)模型也稱為測(cè)量模型化，目的是建立被測(cè)量與各影響量之間的函數(shù)關(guān)系。采用經(jīng)典的比較測(cè)量法可得到數(shù)學(xué)模型：

5.4 擴(kuò)展不確定度 擴(kuò)展不確定度是確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，可期望該區(qū)間包括被測(cè)量之值分布的大部分。假設(shè)其服從正態(tài)分布，取包含因子k=2（95%置信概率），則擴(kuò)展不確定度為：urel=kuc，在此取k=2，則u=3%。

6 對(duì)使用氨氮分析儀檢定裝置的測(cè)量不確定度評(píng)定

按規(guī)程規(guī)定要求，其測(cè)量不確定度見(jiàn)表3。

7 校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），則該項(xiàng)目的CMC為：urel=3%，k=2。

8 結(jié)論

（1）水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀測(cè)量水中氨氮，測(cè)定結(jié)果為5.02mg/L，擴(kuò)展不確定度為urel=3%（k=2）。（2）在不考慮曲線擬合以及系統(tǒng)引入的不確定度的情況下，對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的因素為氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度和樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度。

參考文獻(xiàn)

[1]JJG 631-2013，氨氮自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀檢定規(guī)程[S].

[2]JJG（閩）1050-2012，氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀檢定規(guī)程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[4]北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心.環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)量不確定度評(píng)定[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009.

[5]上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院.常用測(cè)量不確定度評(píng)定方法及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.

（責(zé)編：張宏民）