ICP-OES測定信息技術設備產品有害物質的不確定度評定方法

李高寶 韓立成

摘? 要：隨著環保要求在電器電子產業領域進一步普及，國家在對電子電器產品的環保要求的日益嚴格，以及歐盟ROHS2.0的正式實施的大背景下，2019年5月16日，市場監管總局、工信部發布了《電器電子產品有害物質限制使用合格評定制度實施安排》，并于2019年11月1日起，本文就最新的國標有害物質檢測標準涉及的不確定評定方法展開探討;

關鍵詞：有害物質;不確定度;評定方法

1. 概述

1.1實驗原理

樣品經微波消解后，采用等離子體發射光譜儀（ICP-OES）測定，外標法定量，計算出樣品中鎘的含量。

1.2. 實驗方法

1.2.1 測量對象

ABS標準質控樣。

1.2.2 測量標準：

GB/T 26125-2011 電子電氣產品 六種限用物質（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴二苯醚）的測定。

1.2.3實驗過程描述：

稱取0.1g研磨好的樣品放入微波消解罐，加入5ml硝酸和1ml過氧化氫。蓋上消解罐蓋子，并放入微波消解儀中。消解程序設置為：20分鐘升溫至210℃，保溫30分鐘。冷卻后，將消解液轉入25ml容量瓶中并定容。采用等離子體發射光譜儀（ICP-OES）檢測，繪制標準工作曲線，測量消解液中各的濃度，外標法定量。

1.3 檢測儀器與試劑

a）電感耦合等離子體發射光譜儀：型號為iCap7200

b）微波消解儀（WX-7000HP）;

c）梅特勒-托利多電子分析天平（XS105DU）;

d）硝酸：優級純;

e）過氧化氫：分析純;

f）氬氣：純度為 99.999%;

g）鎘標準溶液：1000mg/L;

h）實驗用水：一級水;

2. 數學模型的建立

定量數學模型為：

式中：X：樣品中鎘的含量（mg/kg）;

C：樣品消解液中鎘的濃度（mg/l）;

V：樣品消解后的定容體積（ml）;

F：稀釋因子;

m：樣品質量（g）。

3. 電子電器產品中不確定度的來源

從檢測過程和數學模型分析，該分析方法中不確定度主要來源：

a）天平稱量過程引入的不確定度urel（m）;

b）樣品定容引入的不確定度 urel（v）;

c）標準物質引入的不確定度urel（s）;

d）標準曲線擬合引入的不確定度urel（c）;

e）樣品重復性測量引入的不確定度urel（r）。

4. 相對不確定度評定

4.1 天平稱量過程引入的不確定度urel（m）

4.1.1天平稱量的擴展u1（m）

根據天平的校準證書，0-50g不確定度為0.2mg，k=2，則 u1（m）=0.2/2=0.1mg

4.1.2 天平稱量重復性引入的不確定度u2（m）

按A類評定，應用極差法計算天平稱量重復性引入的不確定度為：u2（m）=R/（ ），用天平稱量砝碼9次，n=9，得極差R=0.3mg，稱量數據呈正態分布，查表得k =2.97，代人上式得：u2（m）=0.0337mg

以上兩項合成天平稱量過程引入的不確定度

=0.106mg，則其相對標準不確定度為 urel（m）=0.106/100=0.106%

4.2 樣品定容引入的不確定度urel（v）

4.2.1 樣品容量瓶的容量誤差引入的不確定度u1（V）

使用50ml A級容量瓶檢驗合格，按JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規程》，最大允差為 ±0.05ml。按均勻分布計算不確定度為

u1（V）=? =0.0289ml

4.2.2 溫度變化對溶液體積的影響引入的不確定度u2（V）

實驗室的溫度控制在25℃左右，容量瓶校準時溫度為20℃，水的膨脹系數為 2.1×10-4℃，溫差 △T=5℃，則溫度差異引起體積變化的不確定度為 u2（V）=50×2.1×10-4×5/ =0.O306mg

4.2.3 容量瓶定容體積引入的不確定度u3（V）

連續10次向容量瓶中重復加入純水定容至刻度，測定加入的純水質量，并換算成水的體積，容量瓶定容體積的不確定度用10次測量的標準偏差s表示。u3（V）=S=0.064ml以上三項合成定容引起的不確定度為

=0.0768ml

則其相對標準不確定度為

urel（V）=0.0768/100=0.0768%

5 合成相對標準不確定度u（X）和擴展不確定度U

各量彼此獨立，合成相對標準不確定度按式（7）計算：

urel（X）=? ? （7）

將上述數據代入式（7）得樣品中鎘檢測結果的合成標準相對不確定度為urel（X）=2.67%，故u（X）=0.2631 mg/kg。

當置信概率為95%時，擴展因子k=2，則擴展不確定度U=ku（X）=0.527mg/kg，樣品中元素的濃度可表示為X±U。則樣品中鎘的測定結果表示為：X=（21.7±527）mg/kg，k=2。

參考文獻

[1]? GB/T 26125-2011 電子電氣產品 六種限用物質（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴二苯醚）的測定。