直接吸入火焰原子吸收法测定水质中铜不确定度的评定

严修儒

（贵州盘县环境保护局贵州盘县553537）

不确定度是指由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度,是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数[1]。

环境监测结果的质量如何,测量不确定度是一个重要的衡量标准,它弥补了准确度、误差等参数的缺陷。

本文结合实际，对原子吸收火焰法测定水质中铜的不确定度进行了评定与表示。

1 材料与方法

1.1 仪器

原子吸收分光光度计（WFX-1E3）；

1.2 试剂

硝酸(优级纯);

铜标准物质编号GSB07-1257-2000（100504）,浓度1000mg/L(国家环境保护部标准样品研究所);

100 0mL容量瓶;

10mL移液管。

1.3 分析方法

按照《水和废水分析方法》（第四版,GB/T 7475-1987）中原子吸收分光光度火焰法进行测定[2]。

1.4 分析条件

检测环境条件温度为220C,湿度为55%。

1.5 标准系列和样品制备

标准溶液配制:以1000mg/L铜标准溶液配制标准系列:0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25mg/L待用。

样品处理：水样需加适量硝酸(优级纯),使其在pH<2环境下保存。

2 不确定度的主要来源 （Uc）

2.1 样品重复测定相对标准不确定度Uc1

对一标样进行6次重复测定，通过计算后可得Uc1。

Uc1=SA/

2.2 校准曲线拟合的相对标准不确定度Uc2

样品中铜的浓度X=(Y-a)/b,式中:Y-吸光度;a-截矩;b-斜率。

Uc2=；U 曲=×

2.3 准溶液相对标准不确定度Uc3

标准溶液相对标准不确定度Uc3是由标准物质的相对标准不确定度Uc3（1）；移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3（2）以及定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3（3）共同贡献的,因此:Uc3=

2.4 仪器引入的相对标准不确定度Uc4

仪器检定书提供的扩展不确定度是1%,据此可计算出Uc4

2.5 相对合成不确定度

根据A类不确定度重复性、曲线拟合及B类不确定度仪器、标准溶液合成相对合成不确定度。

Uc=

3 相对不确定度的评定

3.1 样品重复测定相对标准不确定度Uc1

样品重复测定6次的测定分别为0.180mg/mL、0.183mg/mL、0.184mg/mL、0.187mg/mL、0.185mg/mL、0.185mg/mL，据贝尔公式：

得单次测量不确定度SA==0.0024，6次测量不确定度为Uc1=SA/=0.00098

3.2 校准曲线拟合的相对标准不确定度Uc2

根据工作曲线

Y=0.1931X-0.0021 r=0.9994

曲线的残差标准偏差S曲==0.0007

U 曲=×=0.0053

其相对标准不确定度为：

Uc2==0.029

3.3 标准溶液相对标准不确定度Uc3

3.3.1 标准溶液相对标准不确定度Uc3是由标准物质的相对标准不确定度Uc3（1）；移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3（2）以及定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3（3）共同贡献的,因此:Uc3=

3.3.1.1 标准物质的相对标准不确定度Ua

标准物质证书上查得铜相对扩展不确定度是1%(k=2)。按正态分布计算:Uc3（1）=0.005

3.3.1.2 移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3（2）

使用A级10mL移液管,按矩形分布计算[3]:

U(10-1)=0.02/=0.012mL=0.000012L

吸取液体至移液管刻度的变动性,通过10次重复测量,计算其标准偏差为:U(10-2)=0.005mL=0.000005L

水的温差效应引入的标准不确定度:实验室温度控制在250C±50C,水的膨胀系数为0.000210C，体积变化为 10×2×0.00021=0.0043mL=0.0000043L

按矩形分布计算:U(10-3)=0.0000043/=0.0000025L

因此移液过程引入的标准不确定度:U10==0.000013L

其相对标准不确定度Uc3（2）=U10/10 mL=0.0013

3.3.1.3 定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3（3）

使用A级1000mL容量瓶,按矩形分布计算:U(1000-1)=0.40/=0.23mL=0.00023L

充满液体至容量瓶刻度的变动性,通过10次重复测量,计算其标准偏差为:U(1000-2)=0.0034mL=0.0000034L

水的温差效应引入的标准不确定度:实验室温度控制在250C±50C,水的膨胀系数为0.000210C，体积变化为10×2×0.00021=0.0043mL=0.0000043L

按矩形分布计算:U(10-3)=0.0000043/=0.0000025L

因此移液过程引入的标准不确定度:U10==0.00023L

其相对标准不确定度Uc3（3）=U10/1000mL=0.00023

3.3.2 标准溶液相对标准不确定度Uc3

Uc3==0.0052

3.4 仪器引入的相对标准不确定度Uc4

仪器检定证书提供的扩展不确定度是1%,置信水平P=95%(K=1.960),则其相对标准不确定度为:Uc4=0.01/1.960=0.0051

4 不确定度分量列表

直接吸入原子吸收火焰法测定水质中铜不确定度分量表

分量类别来源评定方法Uc

Uc1重复性A 0.00098

Uc2曲线拟合A 0.029

Uc3标准溶液B 0.0052

Uc4仪器B 0.0051

*A：代表A类不确定度；B：代表B类不确定度。

5相对合成标准不确定度为:

Uc==0.030

6 相对扩展不确定度及扩展不确定度

按正态分布处理[4],取包含因子K=2(近似95%置信区间),则相对扩展不确定度Uc=K×Uc=0.060，扩展不确定度

U=Uc×样=0.060×0.184=0.011mg/L

7 测量结果表述

直接吸入原子吸收火焰法测定水质中铜的含量为 (0.184±0.011)mg/L,(K=2)。

8 结论

用直接吸入原子吸收火焰法测定水质中铜的含量，本文引入不确定度的理念，使测量的结果及结果的表达更加的科学合理，在使用测定结果数据时更加明晰，应用的范围更加的广泛。但是，不确定度的评定工作是项十分复杂的过程，特别在不确定度因子识别过程中更加的繁杂，如能通过计算机技术把整个过程程序化，使用者只需把原始数据录入便可得到最终的结果，这将大大提高了工作效率，同时也便于促进测量不确定度的推广使用。