熒光儀法測定海水中葉綠素 a 的不確定度評估

熒光儀法測定海水中葉綠素a的不確定度評估

許巖1陳文博1牟剛2劉中1宋曉陽1

(1.大連市海洋與漁業環境監測中心，大連 116023；2.國家海洋局大連海洋環境監測中心站，大連 116015)

摘要：分析了熒光儀法測定海水中葉綠素a過成中引起不確定度的各分量來源，對其不確定度進行了合理的評估。結果表明，在現場特定情況下，當海水中葉綠素a的含量為0.25 μg/L時，其相對合成不確定度為7.1%，擴展不確定度為0.036 μg/L(k=2)。其不確定度主要來自于曲線的擬合過程。

關鍵詞：海水；葉綠素a；熒光儀法；測量不確定度

作者簡介：許巖，女，1980年出生，工程師，研究方向海洋環境監測,E-mail:xyoffice2@126.com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.016

收稿日期：2014-07-22

基金項目：浙江省質量技術監督系統科研計劃項目(20120309)

Uncertainty evalution for determination of chlorophyll a in seawater by fluorescence spectromter method.XuYan1,ChenWenbo1,MuGang2,LiuZhong1,SongXiaoyang1(1.DalianMarineandfisheryenvironmentmonitoringcenterDalian116023,China;2.ThestateoceanicadministrationDalianMarineenvironmentmonitoringcenter)

Abstract:The experimental results show, in the particular situation at the scene, when the content of chlorophyll a in the water is 0.25 μg/L, the synthesis of relative uncertainty is 7.1%, and the expanded uncertainty is 0.036μg/L (k = 2). The uncertainty mainly comes from the curve fitting process.

Key words：seawater; chlorophyll a; fluorescence spectrometer method; uncertainty of measurement

葉綠素a作為浮游植物體內主要的光合利用色素，是藻類重要的組成成分之一，其濃度與水環境質量有直接關系,作為赤潮發生時的一個重要指標是水體理化性質動態變化的綜合反映[1]。因此對其含量的準確測定就顯得尤為重要。通常情況下，實驗室采用不確定度來表示測量結果的準確度。本文對熒光儀法測定海水中葉綠素a過程中引起的不確定度的各個分量來源進行了分析，并對其不確定度進行了合理的評估，從而保證了檢驗結果的有效性和準確性。

1方法原理及計算公式

1.1　方法原理

以丙酮(9+1)溶液提取浮游植物色素，在熒光儀上通過測定提取液酸化前后的熒光值計算海水中葉綠素a的含量。

1.2　儀器及試劑

實驗室熒光儀(美國Turner熒光儀，Trilogy)；可見分光光度計(上海光譜儀器有限公司 723分光光度計)；丙酮溶液(9+1)；鹽酸溶液(5+95)；碳酸鎂懸浮液(10 g/L)。

1.3計算公式：

海水中葉綠素a含量的計算公式：

式中：

ρ1——樣品中葉綠素a的濃度(μg/L)

R——葉綠素a酸化因子

Rd——樣品酸化前的測定值 (μg/L)；

Rc——樣品酸化后的測定值 (μg/L)；

v——丙酮提取液體積(mL)本實驗使用8mL丙酮(9+1)提取液

V——海水樣品的體積(L)。

1.4　不確定度的來源分析

引起不確定度的因素包括水樣體積的量取、標準溶液的定值、標準曲線的擬合過程、提取液的制備、樣品的測定等。

2不確定度各因素的評估

2.1　水樣體積量取過程中引入的不確定度

2.2　提取液制備過程中引入的不確定度

將8.00 mL的丙酮提取液(9+1)加入帶有樣品的玻璃纖維濾膜的離心管中，制得葉綠素a的提取液。此過程按照B類不確定度的矩形均勻分布對其進行評估。

2.3　標準溶液定值過程中引入的不確定度

uref(x)=u(x算)/x=0.36%。

2.4　標準曲線的擬合過程引入的不確定度

采用6個濃度水平的油標準溶液，用熒光儀分別測定3次(Max Acid Ratio=1.5)，結果見表1。

表1　葉綠素a標準曲線各濃度點熒光強度值

標準曲線擬合結果為y=748.93x-54.143,r=0.9997。

標準曲線擬合帶來的不確定度：

依據公式

跟隨小組沿著開滿杜鵑花的河流前行，穿越過喜馬拉雅山白雪皚皚的山丘，攀過山脈頂峰，來到也許是世界上最高的與世隔絕的村莊。

b為曲線斜率748.93；

P為待測樣品的重復次數P=3；

n為回歸曲線的點數n=18;

c為待測樣品濃度的平均值c=0.25μg/L；

c0為標準曲線上各濃度點的平均值，c0=5.65μg/L；

A0i為標準曲線各濃度點實際熒光強度值。

則由標準曲線擬合過程所引入的不確定為u(C)=0.344 μg/L，由標準曲線擬合所所以入的相對不確定度為：uref(C)=u(C)/c0=6.1%。

2.5　結果的重復性引入的不確定度

對提取液在重復獨立條件下使用熒光儀測試其葉綠素a的含量3次，其結果分別為0.26μg/L、0.23 μg/L、0.25 μg/L。則該樣品3次測量的平均值為0.25 μg/L。

單次測量的不確定度

2.6　熒光儀法測定葉綠素a的合成不確定度為

=7.1%

U(X)=0.25×7.1%=0.018μg/L[3]

2.7　熒光儀法測定葉綠素a的擴展不確定度

取擴展因子為2(置信概率95%)，則熒光儀法測定海水中葉綠素a的擴展不確定度為0.018×2=0.036 μg/L。

3結果表示

采用熒光儀法測定海水中葉綠素a的含量為：(0.25±0.036)μg/L(取置信概率95%，擴展因子為2)。

4結果討論

采用熒光儀法測定海水中葉綠素a的含量，其結果的擴展不確定度為0.036μg/L，結果表示為(0.25±0.036) μg/L(K=2)。比較各個不確定度分量可知，在標準曲線的擬合以及樣品的重復性測定過程中均引入了相對較大的不確定度，其中標準曲線的擬合所帶來的不確定度最大。與以往的分光光度法測定海水中葉綠素a含量比較，采用熒光儀法具有操作簡單、測定速度快等優點，對于大批量樣品其優越性尤為顯著，并且在測定葉綠素a含量的同時可以測得其脫鎂色素的含量。

參考文獻

[1] 徐華珊. 興化灣環境因子與葉綠素a之間的相關性分析 [J]. 資源與環境科學, 2012(1): 268-270.

[2] HY/Y147.1-2013.海洋監測技術規程 第1部分：海水[S].

[3] JJF 1059-1999.測量不確定度評定與表示[S] .

[4] CNAS-GL06:2006.化學分析中不確定度的評估指南[M].

[5]梁群珍，王生，肖國軍，李元尊. 石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鎘含量不確定度的評定[J].微量元素與健康研究，2013，30(1):53-58.