ICP-MS法测定PMlo中铅含量的不确定度评定

王建滨

摘要：对于智能石墨消解前处理样品，建立了采用ICP-MS法测定PMio中铅含量的测量不确定度的数学模型，分析了不确定度的主要来源，对测量结果的不确定度分量进行了评定。计算得到了PM10中铅含量为116mg/kg，扩展不确定度为12.5mg/kg（k=2）。

关键词：不确定度;铅;细颗粒物;电感耦合等离子体质谱

中图分类号：X513

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0140-03

1引言

测量不确定度是评定测量水平的指标，是表征合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相关联的参数，可以直接描述实验检测结果的可靠程度，也可增加不同实验数据之间的可比性。根据中国国家质量技术监督局发布的JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》计量技术规范，结合实际操作，优化前处理过程，对采用智能石墨消解ICP-MS法测定环境空气PM10中铅含量的测定结果进行不确定度评定。

2实验部分

2.1主要仪器与试剂

大气综合采样器TH-150（武汉天虹仪表有限公司）;ThemoXⅡ型ICP-MS仪（美国热电公司）;DEENA60型石墨消解仪（美国汤姆斯.麦可肯公司）;XT-220A万分子一电子分析天平（瑞士普利赛斯）;Minipus超纯水处理系统;石英纤维滤膜（天津市东绿环保科技有限公司）。混合标准（含Li、Co、U）调谐液;铅标准溶液（环保部标物所）等。

铅标准使用液的配制：直接购买有证标准物质500mg/L的铅标准，用5mL无分度吸管准确吸取5.00mL铅标准溶液至500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液浓度为5mg/L，用10mL无分度吸管准确吸取10.OmL5mg/L的铅标准浓液至500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液即为100μg/L铅标准使用液。

2.2实验步骤

样品的采集：采用大气综合采样器TH-150手工采样，采样滤膜使用石英纤维滤膜，流量100L/min，采集时间24h。

样品的测定：取试样滤膜置于消解管中，在室温下加入10mLHN03-HC1混合液后盖上消解管盖子，升温至100℃并保持2h，冷却后加入10mL超纯水，摇晃后定容至50mL，经0.45μm滤膜的针孔过滤器过滤后，用ICP-MS测定。

3建立數学模型

空气PM10中铅元素浓度计算公式为：式（1）中：W为滤膜样品中铅元素的含量，mg/kg;x为扣除空白后滤膜样品中铅的质量浓度，μg/L;V为样品消解后定容的体积，mL;m1为尘膜重量，g;m0为空白滤膜重量，g。

4不确定度分量的来源分析

4.1不确定度分量的评定

4.1.1滤膜称量引入的不确定度

称量存在的不确定度因素包括：天平的校准，称量重复性。

（1）天平允差引入的不确定度。根据仪器检定证书，电子天平O～210g范围内的最大允许误差为±0.1mg，按均匀分布考虑。k=/3，则标准不确定度为：U（Cl）-0.1/3-0.058mg

考虑到称量时两次独立称量操作，一次为测量空白，一次为样品，则天平引入的标准不确定度为u（c）==0.082mg。

（2）重复性测量引入的不确定度。由于称量空白滤膜和尘膜时，实验室环境主要是温、湿度对两类滤膜的影响不同，重复性引入的不确定度不等，所以分别计算。

（3）称量空白滤膜的重复性测量引入的不确定度。空白膜重复性测定共进行10次，经计算标准差s。-0.000145。平均值m0=0.5549g，所以平均值的标准差即标准不确定度为：g=0.084mg。

（4）称量尘膜的重复性测量引入的不确定度。尘膜重复性测定共进行10次，经计算标准差s1=0.000088。平均值m1=0.5766g，所以平均值的标准差即标准不确定度为：u（m1）=0.000051g=0.051mg。

称量引入的不确定度分量为：

U（m）==0.128 mg

此次采样的PM10富集物重量为：

相对标准不确定度为：

4.1.2滤膜样品消解后定容体积引入的不确定度

样品消解后定容体积引入的不确定度主要是由50mL容量瓶量取溶液产生的不确定度，包括以下三个部分。

（1）容量瓶体积刻度引入的不确定度，根据GB/T12806-2011规定，50mL容量瓶的容量允差为±0.05mL，按均匀分布，标准不确定度为：0.05 mL/√3=0.029mL。

（2）充满液体至容量瓶刻度的估读误差，经验值为0.03 mL，按均匀分布，标准不确定度为：0.03 mL/√3=0.017 mL。

（3）温度变化引起的体积不确定度，实验室温度变化2℃，水膨胀系数为2.1×10-4（1/℃），则50 mL溶液的体积变化为：50 mL×2.1×10-4 （1/℃）×2℃一0.021mL，按均匀分布，标准不确定度为：0.021mL/√3=0.012 mL。

以上三项合成得出50 mL容量瓶量取溶液引入的相对不确定度为：

4.1.3测量滤膜样品中铅的绝对量引入的不确定度

（1）将贮备液稀释至使用液引入的不确定度。标准贮备液定值时引入的不确定度。已知铅标准贮备液500mg/L，扩展不确定度为5mg/L，按正态分布，k=2计算，则：

移液管和容量瓶引入的不确定度。标准贮备液稀释过程中量具引入的不确定度见表1。

将贮备液稀释至使用液两次稀释过程引入的不确定度，500 mg/L贮备液稀释至5 mg/L中间液引入的相对标准不确定度为：