纸制品甲醛含量的不确定度评估

熊正燕

摘   要：根据GB/T 34448—2017《生活用纸及纸制品 甲醛含量的测定》标准，用乙酰丙酮-可见分光光度法测定卫生巾中的甲醛质量分数，详细分析和评定了测定影响结果的各个分量，对测量结果的不确定度进行评价，标准曲线拟合所产生的不确定度对总的不确定度贡献最大。

关键词：卫生巾;甲醛;不确定度;标准曲线拟合

甲醛对人体的危害巨大，长期接触（吸入）会造成慢性中毒[1-5]，损害人体健康。卫生巾中的甲醛主要来源于胶粘剂，在新实施的GB/T 8939—2018《卫生巾（护垫）》中对甲醛质量分数作出了限量要求。测量不确定度的正确提供为产品是否符合标准要求提供了科学、完整的诠释。测量不确定度不仅与计量科学技术密切相关，而且在计量管理和质量保证体系中发挥日益重要的作用，已经成为现代误差理论研究的前沿和核心问题。

1    试验部分

1.1  主要仪器及试剂

电子天平：1/10 000，检定允许误差0.000 5 g;分光光度计：分辨率为0.000 1 cm-1;甲醛标准溶液质量浓度：9.6 mg/mL，相对不确定度3%（标物证书给出）;单标线吸量管：量程：0～1.0 mL/0.01 mL，最大允差（±0.008）mL;量程：0～10.0 mL/0.1 mL，最大允差（±0.050）mL;100 mL量筒：最大允差（±0.500）mL（校准证书给出）;100 mL容量瓶：单标线容量瓶，不确定度0.1 mL（校准证书给出）。

1.2  测试过程

试样在40 ℃的水浴中萃取一定时间，萃取液用乙酰丙酮显色后，在412 nm波长下，用分光光度计测定显色液中甲醛的吸光度，对照甲醛标准工作曲线，计算游离甲醛的质量分数。

1.3  数学模型

按照GB/T 34448—2017《生活用纸及纸制品 甲醛含量的测定》，用标准工作曲线法定量分析，试样中甲醛质量分数为：

式中：E—试样中的甲醛质量分数，mg/kg;c—试样溶液中甲醛的质量浓度，μg/mL;V—萃取液的体积，mL;m—试样的绝干质量，g。

2    不确定度分析

2.1  来源分析

（1）样品称量引入的不确定度。

（2）萃取液量取引入的不确定度。

（3）质量浓度引入（标准溶液稀释剂标准曲线）的不确定度。

2.2  不确定度评定

2.2.1  样品称量引入的不确定度

样品质量m有4次称量过程，烘干前：一次空盘m1，一次毛重m2;烘至恒重后：一次空盘m3，一次毛重m4。引入的不确定度从重复性U1、允差U2、温度及振动U3等3个方面进行评定：

（1）重复性：u1（m1）=S（m1）=0.1 mg（A类评估，说明书给出）

（2）天平误差：（B类评估）

（3）温度及振动：（B类评估，温度及振动引起示值误差一般不大于1个字）

（4）合成不确定度：

（5）相对扩展不确定度：

2.2.2  萃取液量取引入的不确定度

萃取体积V引入的不确定度从重复性U1、允差U2、温度系数U3等3个方面进行评定：

（1）（A类评估）

（2）（最大允差（±0.500）mL，均匀分布，B类评估）

（4）合成：

（5）相对扩展不确定度为：。

2.2.3  质量浓度引入的不确定度

2.2.3.1  甲醛标准溶液稀释引入的不确定度

所购置的标准溶液质量浓度为9.6 mg/mL，用单标线吸量管吸取1 mL于100 mL容量瓶中定容;后用分度吸量管吸取10 mL于100 mL容量瓶中定容，标准使用液质量分数为：

式中：V1，V2分别为第一次和第二次稀释标准溶液取的体积，mL;V3，V4分别为第一次和第二次定容体积，mL。

移液产生的不确定度分3步统计。

定容产生的不确定度：

（1）V3和V4不确定度分量：使用同一单标线容量瓶，即V3=V4=100 mL;不确定度0.1 mL，K=2，则。

（2）膨胀系数引入的不确定度：

[水的膨胀系数2.1×10-4 ℃，设温度变化为（20±5）℃，B类评估]。

（3）定容合成标准不确定度：

标准溶液稀释引入的扩展不确定度：

2.2.3.2   标准工作曲线引入的不确定度

取0 mL，5 mL，10 mL，15 mL，20 mL，25 mL甲醛标准工作溶液用100 mL容量瓶定容。用线性二乘法将相应值和浓度的对应关系拟合成一条直线，假设x轴上标准溶液逐级稀释引入的不确定度远小于y轴上引入不确定度。

（1）实验室被测试样标准偏差估计值。

（2）相对扩展不确定度u（c1）=s（x0）/14.492 2=0.028 93。

2.2.4  分光光度計引入的不确定度

（1）重复性：u1（A）=0.000 331 7。

（4）相对扩展不确定度展不确定度：。

2.2.5   一次测定卫生巾中甲醛质量分数的相对扩展不确定度

3    扩展不确定度

取置信概率p=95%，包含因子k=2，则卫生巾中甲醛质量分数的相对扩展不确定度为：u95=0.068 51×2=0.137 0。

实验室被测试样甲醛质量分数可表示为：（14.492 3± 0.992 9）μg/kg，包含因子k=2。

4    结语

实验室测试卫生巾中甲醛质量分数时，由标准曲线拟合引入的不确定度总量贡献最大，标准溶液稀释过程占第二大比重。因此，在检测工程应注意加强对标准物质、标准曲线的控制，以获得高精确度的检测结果，提高测量准确性。

[参考文献]

[1]江苏省计量科学研究院.测量不确定度评定与表示（JJF 1059.1—2012）[EB/OL].（2012-12-03）[2019-12-20].https：//wenku.baidu.com/view/ee713552c281e53a5802ff75.html.

[2]刘   佳.纺织品甲醛含量检测测量不确定度的评定[J].山东纺织科技，2019，60（4）：29-31.

[3]智   勇，孙学志.水萃取法测定纺织品中游离和水解甲醛含量的不确定度评定[J].中国纺织，2019（8）：138-141.

[4]曾金耀.生活用纸及纸制品甲醛含量的测定乙酰丙酮分光光度法方法验证报告[J].福建轻纺，2018（9）：42-46.

[5]于   坤，李   涛，时丽艳，等.食品接触用纸材料及制品中甲醛检测方法研究进展[J].食品安全导刊，2018（6）：99-100.