空氣中甲醛含量的測定及不確定度評定研究

河北眾淳環境檢測技術有限公司 河北 石家莊 050000

引言

如果空氣中的甲醛含量過高，就會引發人類的身體健康問題，對人類生存活動的危害性非常大，容易使得人類引起呼吸道疾病或者過敏性疾病等等，嚴重的話會導致人直接死亡。所以，對空氣中的甲醛含量進行測定以及實施不確度評定，能夠增加實驗測量結果的真實性和說服力。

1 概述

1.1 依據 按照甲醛《空氣和廢氣監測分析方法(第四版增補版)》6.4.2.2乙酰丙酮分光光度法A進行測定，參照《化學分析中不確定度的評估指南》(CNAS-GL06)及《測量不確定度評定與表示》(JJF1059-1999)的要求。

1.2 環境溫度 大氣溫度下采樣，室溫下檢驗

1.3 儀器設備與試劑 可見分光光度計722E、甲醛溶液標準物質、甲醛溶液質控

1.4 檢測過程 取6支10ml比色管，分別加入上述甲醛標準溶液，用水稀釋至10.00ml，加入0.25%乙酰丙酮溶液2.0ml，混勻，置于沸水浴加熱3min，取出冷卻至室溫。在413nm處，用10cm比色皿，以水為參比測定吸光度[1]。

2 數學模型

水中甲醛的濃度按公式計算為：

其中，ρ指的是樣品中甲醛的質量濃度，單位為mg/L；A指的是樣品的吸光度；A0指的是空白試驗的吸光度；a指的是校準曲線的截距；b指的是校準曲線的斜率；v指的是試料體積，單位為mL；f指的是考核樣品稀釋過程的修正因子。

3 不確度來源分析

通過對檢測流程和計算公式進行分析，本次實驗所采用的可見分光光度計法測定空氣甲醛含量的不確定度分量的來源有：標準曲線斜率引起的不確定度分量UR(b)；標準溶液濃度的不確定度Ur(b1)；標準曲線回歸產生的不確定度UR(b2)；取樣體積引起的不確定度Ur(V)；重復性和儀器引起的不確定度UR(A-A0)；考核樣品稀釋過程引發的不確定度UR(f)。

4 不確定度分量評定

4.1 標準曲線斜率引起的不確定度

4.1.1 標準溶液濃度的不確定度

由四川中測標物科技有限公司提供的甲醛溶液證書編號為307011901，其擴展相對不確定度為：2%，K=2，其標準相對不確定度為：

Ur(標液)=Ur1/K=2%/2=1%

標液經5.00ml±0.015ml單刻度移液管移取到100ml±0.1ml容量瓶中，移液器體積引入的不確定度。按三角分布考慮，取包含因子。

實驗室溫度變化引入的不確定度。按均勻分布考慮，取包含因子。20℃時，水的膨脹系數為2.1*10-4/℃。溫度變化范圍溫度變化范圍是±2℃，按照均勻分布考慮：

4.1.2 標準曲線回歸產生的不確定度

其中，S-代表的是殘余標準偏差；N-代表的是參與標準曲線回歸濃度點個數，N=7；-0.018-代表的是兩次吸光度的平均值扣除空白平均值；yi-代表的是各校準點的線性回歸值，yi=BXi+a；B-代表的是回歸所得斜率，B=0.0208；P-代表的是測量值X的次數，p=2；X06號代表的是甲醛考核樣的測量值，0.126μg/ml*10ml=1.26μg；X13號代表的是甲醛考核樣的測量值，0.158μg/ml*10ml=5.28μg；Xi-代表的是各校準點的含量，μg。

4.2 取樣體積引起的不確定度 取用單刻度移液管移取10.00ml±0.040ml樣品至比色管中，移液器體積引入的不確定度。按三角分布考慮，取包含因子。

實驗室溫度變化引入的不確定度。按均勻分布考慮，取包含因子。20℃時，水的膨脹系數為2.1*10-4/℃。溫度變化范圍溫度變化范圍是±2℃，按照均勻分布考慮：

4.3 重復性的不確定度 按方法要求平行取7份編號為204533質控樣進行測定，所得的相對不確定度為：

4.4 考核樣品的稀釋過程引發的不確定度Ur(f)

考核樣品經10.00ml±0.040ml單刻度移液管移取到1000ml±0.4ml容量瓶中，移液器體積引入的不確定度[2]。按三角分布考慮，取包含因子。

實驗室溫度變化引入的不確定度。按均勻分布考慮，取包含因子。20℃時，水的膨脹系數為2.1*10-4/℃。溫度變化范圍溫度變化范圍是±2℃，按照均勻分布考慮：

相對標準合成不確定度為：

其中，U(06)考樣結果為0.126±0.037mg/L；U(13)考核樣結果為0.528±0.037mg/L。

5 結論

在本次實驗中主要是測試空氣中的甲醛濃度，通過本次實驗結果表明當空氣中的甲醛濃度為0.126±0.037mg/L或者0.528±0.037mg/L。時，符合國家對空氣中甲醛濃度標準的要求小于等于0.1mg/m3，通過在該實驗中每個過程中對不確定分量值的深入詳細分析，可以獲知在采樣過程中和標準曲線引入的不確定度，對實驗檢測出來的結果影響是所有不確定度中影響最大的。并且，為了增加實驗測量出來精準性，所以在對空氣中甲醛含量進行檢測的時候，必須著重注意減少不確定度在實驗測量過程中的引入。另外，在設計標準曲線的時候，應該選擇一些線性比較好的標準曲線進行實驗測量，同時在實驗配置溶液的這個步驟時，最大限度使用靈敏度比較高的實驗儀器。