ICP-MS法測定PMlo中鉛含量的不確定度評定

王建濱

摘要：對于智能石墨消解前處理樣品，建立了采用ICP-MS法測定PMio中鉛含量的測量不確定度的數學模型，分析了不確定度的主要來源，對測量結果的不確定度分量進行了評定。計算得到了PM10中鉛含量為116mg/kg，擴展不確定度為12.5mg/kg（k=2）。

關鍵詞：不確定度;鉛;細顆粒物;電感耦合等離子體質譜

中圖分類號：X513

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0140-03

1引言

測量不確定度是評定測量水平的指標，是表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結果相關聯的參數，可以直接描述實驗檢測結果的可靠程度，也可增加不同實驗數據之間的可比性。根據中國國家質量技術監督局發布的JJF1059-2012《測量不確定度評定與表示》計量技術規范，結合實際操作，優化前處理過程，對采用智能石墨消解ICP-MS法測定環境空氣PM10中鉛含量的測定結果進行不確定度評定。

2實驗部分

2.1主要儀器與試劑

大氣綜合采樣器TH-150（武漢天虹儀表有限公司）;ThemoXⅡ型ICP-MS儀（美國熱電公司）;DEENA60型石墨消解儀（美國湯姆斯.麥可肯公司）;XT-220A萬分子一電子分析天平（瑞士普利賽斯）;Minipus超純水處理系統;石英纖維濾膜（天津市東綠環保科技有限公司）。混合標準（含Li、Co、U）調諧液;鉛標準溶液（環保部標物所）等。

鉛標準使用液的配制：直接購買有證標準物質500mg/L的鉛標準，用5mL無分度吸管準確吸取5.00mL鉛標準溶液至500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，此溶液濃度為5mg/L，用10mL無分度吸管準確吸取10.OmL5mg/L的鉛標準濃液至500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，此溶液即為100μg/L鉛標準使用液。

2.2實驗步驟

樣品的采集：采用大氣綜合采樣器TH-150手工采樣，采樣濾膜使用石英纖維濾膜，流量100L/min，采集時間24h。

樣品的測定：取試樣濾膜置于消解管中，在室溫下加入10mLHN03-HC1混合液后蓋上消解管蓋子，升溫至100℃并保持2h，冷卻后加入10mL超純水，搖晃后定容至50mL，經0.45μm濾膜的針孔過濾器過濾后，用ICP-MS測定。

3建立數學模型

空氣PM10中鉛元素濃度計算公式為：式（1）中：W為濾膜樣品中鉛元素的含量，mg/kg;x為扣除空白后濾膜樣品中鉛的質量濃度，μg/L;V為樣品消解后定容的體積，mL;m1為塵膜重量，g;m0為空白濾膜重量，g。

4不確定度分量的來源分析

4.1不確定度分量的評定

4.1.1濾膜稱量引入的不確定度

稱量存在的不確定度因素包括：天平的校準，稱量重復性。

（1）天平允差引入的不確定度。根據儀器檢定證書，電子天平O～210g范圍內的最大允許誤差為±0.1mg，按均勻分布考慮。k=/3，則標準不確定度為：U（Cl）-0.1/3-0.058mg

考慮到稱量時兩次獨立稱量操作，一次為測量空白，一次為樣品，則天平引入的標準不確定度為u（c）==0.082mg。

（2）重復性測量引入的不確定度。由于稱量空白濾膜和塵膜時，實驗室環境主要是溫、濕度對兩類濾膜的影響不同，重復性引入的不確定度不等，所以分別計算。

（3）稱量空白濾膜的重復性測量引入的不確定度。空白膜重復性測定共進行10次，經計算標準差s。-0.000145。平均值m0=0.5549g，所以平均值的標準差即標準不確定度為：g=0.084mg。

（4）稱量塵膜的重復性測量引入的不確定度。塵膜重復性測定共進行10次，經計算標準差s1=0.000088。平均值m1=0.5766g，所以平均值的標準差即標準不確定度為：u（m1）=0.000051g=0.051mg。

稱量引入的不確定度分量為：

U（m）==0.128 mg

此次采樣的PM10富集物重量為：

相對標準不確定度為：

4.1.2濾膜樣品消解后定容體積引入的不確定度

樣品消解后定容體積引入的不確定度主要是由50mL容量瓶量取溶液產生的不確定度，包括以下三個部分。

（1）容量瓶體積刻度引入的不確定度，根據GB/T12806-2011規定，50mL容量瓶的容量允差為±0.05mL，按均勻分布，標準不確定度為：0.05 mL/√3=0.029mL。

（2）充滿液體至容量瓶刻度的估讀誤差，經驗值為0.03 mL，按均勻分布，標準不確定度為：0.03 mL/√3=0.017 mL。

（3）溫度變化引起的體積不確定度，實驗室溫度變化2℃，水膨脹系數為2.1×10-4（1/℃），則50 mL溶液的體積變化為：50 mL×2.1×10-4 （1/℃）×2℃一0.021mL，按均勻分布，標準不確定度為：0.021mL/√3=0.012 mL。

以上三項合成得出50 mL容量瓶量取溶液引入的相對不確定度為：

4.1.3測量濾膜樣品中鉛的絕對量引入的不確定度

（1）將貯備液稀釋至使用液引入的不確定度。標準貯備液定值時引入的不確定度。已知鉛標準貯備液500mg/L，擴展不確定度為5mg/L，按正態分布，k=2計算，則：

移液管和容量瓶引入的不確定度。標準貯備液稀釋過程中量具引入的不確定度見表1。

將貯備液稀釋至使用液兩次稀釋過程引入的不確定度，500 mg/L貯備液稀釋至5 mg/L中間液引入的相對標準不確定度為：