荧光仪法测定海水中叶绿素 a 的不确定度评估

荧光仪法测定海水中叶绿素a的不确定度评估

许岩1陈文博1牟刚2刘中1宋晓阳1

(1.大连市海洋与渔业环境监测中心，大连 116023；2.国家海洋局大连海洋环境监测中心站，大连 116015)

摘要：分析了荧光仪法测定海水中叶绿素a过成中引起不确定度的各分量来源，对其不确定度进行了合理的评估。结果表明，在现场特定情况下，当海水中叶绿素a的含量为0.25 μg/L时，其相对合成不确定度为7.1%，扩展不确定度为0.036 μg/L(k=2)。其不确定度主要来自于曲线的拟合过程。

关键词：海水；叶绿素a；荧光仪法；测量不确定度

作者简介：许岩，女，1980年出生，工程师，研究方向海洋环境监测,E-mail:xyoffice2@126.com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.016

收稿日期：2014-07-22

基金项目：浙江省质量技术监督系统科研计划项目(20120309)

Uncertainty evalution for determination of chlorophyll a in seawater by fluorescence spectromter method.XuYan1,ChenWenbo1,MuGang2,LiuZhong1,SongXiaoyang1(1.DalianMarineandfisheryenvironmentmonitoringcenterDalian116023,China;2.ThestateoceanicadministrationDalianMarineenvironmentmonitoringcenter)

Abstract:The experimental results show, in the particular situation at the scene, when the content of chlorophyll a in the water is 0.25 μg/L, the synthesis of relative uncertainty is 7.1%, and the expanded uncertainty is 0.036μg/L (k = 2). The uncertainty mainly comes from the curve fitting process.

Key words：seawater; chlorophyll a; fluorescence spectrometer method; uncertainty of measurement

叶绿素a作为浮游植物体内主要的光合利用色素，是藻类重要的组成成分之一，其浓度与水环境质量有直接关系,作为赤潮发生时的一个重要指标是水体理化性质动态变化的综合反映[1]。因此对其含量的准确测定就显得尤为重要。通常情况下，实验室采用不确定度来表示测量结果的准确度。本文对荧光仪法测定海水中叶绿素a过程中引起的不确定度的各个分量来源进行了分析，并对其不确定度进行了合理的评估，从而保证了检验结果的有效性和准确性。

1方法原理及计算公式

1.1　方法原理

以丙酮(9+1)溶液提取浮游植物色素，在荧光仪上通过测定提取液酸化前后的荧光值计算海水中叶绿素a的含量。

1.2　仪器及试剂

实验室荧光仪(美国Turner荧光仪，Trilogy)；可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司 723分光光度计)；丙酮溶液(9+1)；盐酸溶液(5+95)；碳酸镁悬浮液(10 g/L)。

1.3计算公式：

海水中叶绿素a含量的计算公式：

式中：

ρ1——样品中叶绿素a的浓度(μg/L)

R——叶绿素a酸化因子

Rd——样品酸化前的测定值 (μg/L)；

Rc——样品酸化后的测定值 (μg/L)；

v——丙酮提取液体积(mL)本实验使用8mL丙酮(9+1)提取液

V——海水样品的体积(L)。

1.4　不确定度的来源分析

引起不确定度的因素包括水样体积的量取、标准溶液的定值、标准曲线的拟合过程、提取液的制备、样品的测定等。

2不确定度各因素的评估

2.1　水样体积量取过程中引入的不确定度

2.2　提取液制备过程中引入的不确定度

将8.00 mL的丙酮提取液(9+1)加入带有样品的玻璃纤维滤膜的离心管中，制得叶绿素a的提取液。此过程按照B类不确定度的矩形均匀分布对其进行评估。

2.3　标准溶液定值过程中引入的不确定度

uref(x)=u(x算)/x=0.36%。

2.4　标准曲线的拟合过程引入的不确定度

采用6个浓度水平的油标准溶液，用荧光仪分别测定3次(Max Acid Ratio=1.5)，结果见表1。

表1　叶绿素a标准曲线各浓度点荧光强度值

标准曲线拟合结果为y=748.93x-54.143,r=0.9997。

标准曲线拟合带来的不确定度：

依据公式

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b为曲线斜率748.93；

P为待测样品的重复次数P=3；

n为回归曲线的点数n=18;

c为待测样品浓度的平均值c=0.25μg/L；

c0为标准曲线上各浓度点的平均值，c0=5.65μg/L；

A0i为标准曲线各浓度点实际荧光强度值。

则由标准曲线拟合过程所引入的不确定为u(C)=0.344 μg/L，由标准曲线拟合所所以入的相对不确定度为：uref(C)=u(C)/c0=6.1%。

2.5　结果的重复性引入的不确定度

对提取液在重复独立条件下使用荧光仪测试其叶绿素a的含量3次，其结果分别为0.26μg/L、0.23 μg/L、0.25 μg/L。则该样品3次测量的平均值为0.25 μg/L。

单次测量的不确定度

2.6　荧光仪法测定叶绿素a的合成不确定度为

=7.1%

U(X)=0.25×7.1%=0.018μg/L[3]

2.7　荧光仪法测定叶绿素a的扩展不确定度

取扩展因子为2(置信概率95%)，则荧光仪法测定海水中叶绿素a的扩展不确定度为0.018×2=0.036 μg/L。

3结果表示

采用荧光仪法测定海水中叶绿素a的含量为：(0.25±0.036)μg/L(取置信概率95%，扩展因子为2)。

4结果讨论

采用荧光仪法测定海水中叶绿素a的含量，其结果的扩展不确定度为0.036μg/L，结果表示为(0.25±0.036) μg/L(K=2)。比较各个不确定度分量可知，在标准曲线的拟合以及样品的重复性测定过程中均引入了相对较大的不确定度，其中标准曲线的拟合所带来的不确定度最大。与以往的分光光度法测定海水中叶绿素a含量比较，采用荧光仪法具有操作简单、测定速度快等优点，对于大批量样品其优越性尤为显著，并且在测定叶绿素a含量的同时可以测得其脱镁色素的含量。

参考文献

[1] 徐华珊. 兴化湾环境因子与叶绿素a之间的相关性分析 [J]. 资源与环境科学, 2012(1): 268-270.

[2] HY/Y147.1-2013.海洋监测技术规程 第1部分：海水[S].

[3] JJF 1059-1999.测量不确定度评定与表示[S] .

[4] CNAS-GL06:2006.化学分析中不确定度的评估指南[M].

[5]梁群珍，王生，肖国军，李元尊. 石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉含量不确定度的评定[J].微量元素与健康研究，2013，30(1):53-58.