固定污染源中鎳的測定結果不確定度評定

摘要：?本文依據《大氣固定污染源?鎳的測定?火焰原子吸收分光光度法》?HJ63.1-2001測定污染源中的鎳元素含量，分析了整個檢測過程中不確定度的來源，對實際樣品的結果進行了不確定度的評定。測得樣品中鎳的含量為0.0186mg/L時，擴展不確定度U為0.0015mg/L（K=2）。通過對各不確定度分量進行評定發現，利用該方法測定污染源中鎳含量時，對其合成標準不確定度的主要貢獻來自于采樣過程和樣品濃度計算過程。

關鍵詞：?火焰原子吸收法;污染源;鎳;不確定度評定

一、綜述

檢測數據的準確性代表了一個機構的業務水平，為了對檢測結果的分散性進行合理評估，使檢測結果能夠處于合理的不確定范圍內，有必要對測定結果進行不確定度評定。測量不確定度的來源必須根據實際測量情況進行具體分析[1]。現通過測定污染源樣品鎳中的實例，闡述用火焰原子吸收法測定鎳元素不確定度的評定方法。

（一）儀器設備

TAS-990原子吸收分光光度計。

TW-3200D低濃度煙塵（氣）測試儀

容量瓶25ml，最大允許誤差±0.03mL。

（二）方法概要

采集的固定污染源樣品，剪碎后置于錐形瓶中，經酸溶液浸提，在電熱板上加熱蒸至近干，冷卻后用水稀釋定容制備成樣品液[2]。依據特征譜線的強度，計算樣品液中鎳元素的含量。

二、數學模型

式中：V——樣品溶液體積，mL;

Vnd——標準狀態下的采樣體積，m3;

a——樣品溶液中鎳濃度，μg/mL;

b——空白溶液中鎳濃度，μg/mL;

St——濾膜總面積，cm2

Sa——測定時所取濾膜面積，?cm2

三、不確定度的來源

根據實驗的整個過程，列出可能的不確定度來源，按A/B分類計算出各個分量的引入值?，給出合成不確定度[3]。

（1）采樣過程中流量計和采樣時間引入的不確定度分量，可按B類評定方法求出。

（2）檢測過程中由重復測定引入的不確定度分量，可按A類評定方法求出。

（3）定容體積（容量瓶）引入的不確定度分量，可按B類評定方法求出。

（4）檢測設備（原子吸收分光光度計）引入的不確定度分量，可按B類評定方法求出。

（5）樣品測定濃度引入的不確定度：包括采用擬合標準工作曲線求得樣品濃度過程中和溶液制備過程中引入的不確定度，分別按A類和B類評定方法求出。

（6）體積換算因子引入的不確定度分量，按按B類評定方法求出。

四、測量不確定度的量化

（一）采樣過程引入的不確定度

1.采樣過程中流量計偏差引入的不確定度UQ

由檢定證書可知采樣流量穩定性為40min內變化不大于5%，按均勻分布，流量計的相對標準不確定度為：

Urel（Q）=

2.?采樣時間引入的不確定度Ut

采樣時間為10min，即600s，查閱大氣采樣器的檢定證書，檢定要求計時誤差不超過±2.0s，檢定結果計時誤差為0.5s，所以采樣時間的誤差對結果影響較小，可忽略不計。

（二）重復測量結果引入的不確定度

用0.804mg/L有證標液，重復進樣6次，濃度數據及RSD如下：

（三）定容體積引入的不確定度

1.量取定容引入的不確定度μ

依據《常用玻璃量器檢定規程》JJF196-2006查得25mlA級容量瓶體積刻度允差為±0.03ml，按均勻分布考慮，其引入的標準不確定度為：

2.?溫度變動引入的不確定度

實驗室溫度的變化范圍為在±5℃，水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1

由溫度波動引起的體積變化為：

按矩形分布考慮，其引入的標準不確定度為，即

結合以上，定容體積引入的標準不確定度u（V）

（四）分析儀器引入的不確定度u儀器

普析通用TAS-990AFG原子吸收分光光度計，根據儀器檢定證書火焰原子化器誤差為0.5%得出相對標準不確定度為：

（五）樣品濃度計算值引入的不確定度

1.校準曲線擬合[4]

為了得到一元線性回歸方程，利用校準曲線計算樣品中鎳元素的含量。使用1000μg/mL的有證標準溶液配制成5個不同濃度的標準使用液，其濃度分別為0.10、0.30、0.50、0.80、1.00μg/mL，每個濃度分別測定1次，使用線性最小二乘法以吸光強度對鎳濃度進行線性擬合，得到線性方程為：

2.樣品液測量濃度引入的不確定度

（1）擬合不確定度。對樣品進行兩次測定，平均值為0.0186μg/mL，由校準曲線所帶來的不確定度可由式（1）計算：

由標準曲線讀取帶來的相對標準不確定度為：

（2）標準溶液濃度不確定度。鎳標準溶液證書上給出的1000μg/mL不確定度，k=2。由標準溶液帶來的不確定度可有下式計算：

由于在操作過程中，直接用有證標準溶液配制的系列使用液，其過程產生的不確定度可以忽略不計。因此：

由樣品測定濃度引入的相對標準不確定度為：

（六）采樣體積換算過程中引入的不確定度uf（v）

根據HJ/T?63.1-2001的標準要求，需要進行體積換算，換算因子：，樣品采集時大氣壓為102.2Kpa，氣溫t為12.1℃。

六、結論

近年來，環境空氣質量一直是環保行業關注的重點，企業污染源排放要嚴防嚴控。本文依據標準HJ/T?63.1-2001評估火焰原子吸收分光光度法測定大氣固定污染源鎳的結果不確定度，各不確定度分量中采樣過程和樣品濃度計算值對總的不確定度影響最大。

參考文獻：

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局?JJF?1059.1-2012?測量不確定度評定與表示.

[2]國家環境保護總局?HJ/T?63.1-2001?大氣固定污染源?鎳的測定火焰原子吸收分光光度法.

[3]中國合格評定國家認可委員會?CNAS-GL006-2019?化學分析中不確定度的評估指南.

[4]陳敏敏，陳志英，陳雪芬.氣相色譜法測定環境空氣中苯系物的不確定度分析[J].廣東化工，2013.

作者簡介：趙改爽（1983—??），女，漢族，河北邢臺人，碩士，中級職稱，主要從事環境監測和分析研究工作。