通过不确定度评定对气相色谱法测定工作场所中丙酮进行质量控制

张云玲 黄文耀 熊碧 周志成

通过不确定度评定对气相色谱法测定工作场所中丙酮进行质量控制

张云玲1黄文耀2熊碧2周志成1

目的通过对工作场所中丙酮监测结果不确定度的评定和分析，降低部分主要分量的不确定度，对总不确定度实施有效控制。方法按GBZ/T 160．55-2007《工作场所空气有毒物质测定脂肪族酮类化合物》中溶剂解吸-气相色谱法对工作场所中丙酮进行监测，依据JJF1059．1-2012《测量不确定度评定与表示》对监测结果进行不确定度评定和分析。结果工作场所中丙酮监测结果的不确定度较大，主要分量是采样（监测对象的不均匀性和采样体积计量）和在标准曲线上比较法求值所引入的不确定度，对工作场所中丙酮监测进行不确定度控制后监测结果的不确定度由14%．0降至5．7%。结论通过增加监测次数能够有效提高监测质量。

丙酮；不确定度；质量控制

丙酮为最简单的饱和酮，是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味[1]。我们依据GBZ/T159-2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》进行采样[2]，并依据GBZ/T 160.55-2007《工作场所空气有毒物质测定脂肪族酮类化合物》中丙酮的溶剂解吸-气相色谱法对作业场所中的丙酮进行检测，但车间空气分散性大[3]，会造成监测结果不理想。不确定度是监测质量的有效度量[4]，GUM是进行不确定度评定的有效方法，对监测结果进行不确定度评定[5-6]，通过分析各不确定度分量的大小，并依据各分量不确定度分量的相对大小及控制的难易程度进行综合评判[7-8]，以期降低监测结果总的不确定度，保障监测质量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

安捷伦7890A气相色谱仪配有／FID检测器／具火焰离子化检测器；30 m×0.53 mm×1 μm NNOWAX毛细管柱，大气采样器（ZK-3S，中科中环）。

1.2 不确定度评定方法

依据GUM制定的测量不确定度评定方法JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

2 结果

2.1 对活性炭管中丙酮浓度的定值引入的不确定度分量

（1）标准储备液的不确定度

丙酮标准纯度引入的相对不确定度：

色谱纯丙酮纯度为99.5%，其校正引起的不确定度假设为均匀分布 ，其相对标准不确定度为：，其相对标准不确定度为：

丙酮标准溶液取量相对不确定度：

ur1.1丙酮标准溶液取量不确定度主要来自微量注射器所产生的不确定度，10 μl微量注射器总容量误差检定证书为±0.01，按均匀分布10 μl微量注射器的相对不确定度为：

丙酮定容体积带来的相对不确定度：

5 ml容量瓶总容量误差检定证书为±0.02 ml，按照均匀分布换算成标准偏差即5 ml容量瓶为=0.3 ml，由此得出：

配制丙酮标准储备液引起的相对标准不确定度的合成ur1.1：

（2）配制标准系列引入的不确定度ur1.2

在配制6个不同浓度的标准系列过程中，共使用了11次1 ml移液器。1 ml移液器的最大允许误差为±0.02，则1 ml移液器的相对标准不确定度为：

则标准系列配制过程中的不确定度为：

（3）标准曲线拟合的不确定度

该仪器条件下，根据标准系列溶液进样后峰面积的响应值于溶液本身浓度的线性关系，绘制出标准曲线。

则标准曲线拟合过程的标准不确定为：

其中S为残差标准偏差（3.535）；b为曲线斜率（0.787）；p是测定次数（3）；n为校准点数（6）；C为活性炭解吸液中丙酮的浓度，经计算为241.1μg/ml；为标准系列6个浓度的算术平均值，经计算为238.3 μg/ml；为校准溶液离差平方和，xi为标准系列各溶液对应的丙酮浓度，μg/ml。

综上，活性炭解吸液中丙酮浓度的相对不确定度为：

2.2 对测试对象重复监测所引入的不确定度

（1）测定时重复性引起的相对不确定度

将样品进行6次（n=6）平行测定，平均值X为241.1 μg/ml，方法的标准偏差为：S（x）=12.19，RSD=5.06%，按A类评定对单次测定结果引入的相对标准不确定度为：ur5.1=0.050 6

（2）测定时回收率校准引起的相对不确定度ur5.2

对样品进行加标回收实验，对其进行6次（n=6）平行测定，平均值回收率为91.6%，标准偏差为：S（n）=0.045 1，回收率校准引起的不确定度为：

因为样品测定的重复性已经包含了回收率的重复性，计算结果ur5.1大于ur5.2也证实了这一点。因此在计算了样品测定重复性的时候，不应重复计算回收率引起的不确定度。

对单次测定结果1.28 mg/m3进行校正后为：1.397 mg/m3。

重复性测定而引起的相对不确定度：ur5=0.050 6。

将各分量合成，未知物测定时产生的合成相对不确定度的计算urc。

3 讨论

在实施控制前，监测结果的不确定度主要来源于对活性炭管中丙酮浓度的定值和对作业场所空气监测的重复性所引入的不确定度，前者主要由标准曲线拟合所引起，后者主要由监测对象的非均匀性所引起。车间空气丙酮浓度单次监测结果的相对不确定度达14%，为提高监测质量，控制总的不确定度，考虑到活性炭管中丙酮含量的解吸-气相色谱测定控制成本较高，也从技术上极难控制，只有通过对监测对象的多次重复监测，以监测结果的平均值报告结果，如进行6次监测，则其相对不确定度降低为5.7%。通过增加监测次数能够是有效提高监测质量的方法。

[1] 吴梦一． 工作场所空气中丙酮测量不确定度评定[J]． 低温与特气，2017，35（1）: 33-36．

[2] 刘建成，赵雪峰． 用Tenax管吸附和热解吸气相色谱测定车间空气中的有毒物质的方法探讨[J]． 中国卫生检验杂志，2006，16（5）: 566-567．

[3] 狄育慧，郑治中，周林园，等． 印刷车间风速及温度分布规律研究[J]． 轻工机械，2015，33（6）: 92-96

[4] 周俊，许伟，王勇． 气相色谱法测定空气中丙酮的不确定度评定[J]． 广东化工，2011，38（10）: 157-158．

[5] 闫蕊，闫吉昌． 不确定度在质量控制中的应用[J]． 中国计量，2008，14（6）: 89-90．

[6] 张葳葳，张蕊，王晓亮． 乙酰甲胺磷丙酮溶液标准物质的制备及定值[J]． 化学分析计量，2012，21（2）: 7-9．

[7] 季英华． 乙酰丙酮测定水性内墙涂料中甲醛含量的不确定度评定[J]． 江苏建材，2014，34（1）: 31-34．

[8] 于顺娣，岳斌． 乙酰丙酮分光光度法测定废水中甲醛的不确定度[J]． 黑龙江环境通报，2013，26（4）: 21-23．

The Quality Control of Gas Chromatographic Method Determination of Acetone in the Workplace by Uncertainty Evaluation

ZHANG Yunling1HUANG Wenyao2XIONG Bi2ZHOU Zhicheng11Department of Clinical Laboratory, Xinjiang Production and Construction Corps Fifth Division Center for Disease Control and Prevention, Bole Xinjiang 833400, China; 2 Department of Clinical Laboratory, Hubei Provincial Center for Disease Control and Prevention, Wuhan Hubei 430079, China

ObjectiveTo evaluate and analyze the uncertainty of the results of acetone in the workplace, reduce the uncertainty of some main components, effective control the total uncertainty.MethodsAccording to GBZ/T 160.55-2007《The workplace air toxic substances determination of aliphatic ketone compounds》monitor acetone in workplace by solvent desorption-gas chromatography, according to JJF1059.1-2012 "Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement", the uncertainty analysis was carried out.ResultsThe uncertainty of the results of acetone monitoring in the workplace was greater, the main component was sampling (monitor the in homogeneity of air in workplace and sampling volume) and standard curve fitting, after the control, the uncertainty of acetone in the workplace was reduced from 14.0% to 5.7%.ConclusionsThe monitoring quality can be improved effectively by increasing the monitoring frequency.

acetone; uncertainty; quality control

R446

A

1674-9316（2017）18-0111-03

10．3969/j．issn．1674-9316．2017．18．058

1 新疆生产建设兵团第五师疾病预防控制中心检验科，新疆博乐 833400；2 湖北省疾病预防控制中心检验科，湖北武汉 430079