离子色谱法测定PM2.5中无机水溶性离子的不确定度评定

2019-11-29吕子健尹晶姜延国

质量安全与检验检测 2019年5期

关键词：检出限标准溶液定量

吕子健尹晶姜延国

（辽宁省丹东市卫生健康服务中心辽宁丹东 118000）

1 前言

PM2.5 是Particulate Matter 2.5 的简称，指的是在大气中可以吸入肺部的颗粒物，直径≤2.5 μm[1]。PM2.5中水溶性离子组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，它属于二次颗粒物，以硫酸铵、硝酸铵的形式存在。

2 材料和方法

2.1 仪器和试剂

离子色谱仪、石英滤膜、电子天平、ElmasonicS 300 H 超声仪、SIGMA-K615 冷冻离心机、涡旋混合器、聚乙烯离心管、陶瓷剪刀；氯离子（Cl-）、锂离子（Li＋）、硝酸根离子（NO3-）、硫酸根离子（SO42-）、水、碳酸钠（Na2CO3）、碳酸氢钠（NaHCO3）。

2.2 方法

采用离子色谱仪进行样品测定。利用石英滤膜采集PM2.5 样品，在经过纯水超声浸提、离心之后，选取上清液置于50 mL 容量瓶中，注入适量的水进行稀释，在保留相对时间定性的条件下，利用离子色谱仪进行峰面积、峰高定量[2-4]。

3 评定过程

在评定过程中，要选取0.05 mg/L 的Cl-、0.2 mg/L的Li＋测定，将色谱图进行记录，通过测出的定量环体积、基线噪声和色谱峰高，按照公式计算检出限。

3.1 数学模型

其中，Cmin—最小检出量，μg/mL；HN—基线噪声峰，μS；c—标准溶液浓度，μg/mL；H—标准溶液的色谱峰高，μS；V—进样体积，μL。

3.2 标准不确定度的评定

标准溶液浓度的不确定度、测量峰高的不确定度、定量环体积的不确定度和测量基线噪声的不确定度决定了检出限的不确定度。

C、HN、V和H之间存在着独立的关系，可以按照数学模型和不确定度的传递原理，将方差计算出来：

标准不确定度的评定如下：

检定溶液浓度的相对标准不确定u（C）/C：该项标准不确定是多种因素引起的，比如，标准物质的标准不确定度和在稀释过程与中和过程后的一些温度、环境等标准不确定度[3]。

选取1 000 mg/L 的Cl-溶液标准物进行稀释，分别用2∶100、5∶200 的比例稀释两次，最后得到0.5 mg/L氯检定溶液，此过程的数据模型为：

其中，C—标准溶液的Cl-浓度，1.50 mg/L；Cb—Cl-溶液标准物质，1 000 mg/L；V100、V200—100 mL、200 mL容量瓶；V2、V5—2 mL、5 mL 单刻线移液管。

V2、V5、V100、V200的不确定度是由A 级最大允差、刻度充满和温度的差异造成的不确定度引起的。Cl-溶液标准物质的标准不确定度则是：u（Cb）/Cb=0.35%；而常用的玻璃容器具检定规程中涉及的A 级容量的最大允差，决定了容量器具的不确定度。

由公式（2）可得标准溶液的标准不确定度u（C）/C为：

测量氯峰高的相对标准不确定度u（HN）/HN：

该项不确定度主要体现于测量重复性。以0.5mg/L Cl-标准溶液连续测量6 次，峰高的测量结果分别为：0.702 μS、0.713 μS、0.708 μS、0.715 μS、0.698 μS、0.685 μS，采用A 类方法评定得u（HN）/HN=0.65%。

测量基线噪声的不确定度u（Hc）/Hc：

该项不确定度主要是由环境的变化、仪器的状态等因素引起。在仪器正常工作状态下，连续记录基线60 min，将基线图谱均匀分为6 段，取各段噪声的最大峰值，测量结果分别为：0.008 6 μS、0.008 4 μS、0.008 2 μS、0.007 5 μS、0.007 8 μS、0.008 0 μS，采用A 类方法评定得u（Hc）/Hc=2.03%。

定量环体积的不确定度u（V）/V：

该项不确定度主要是以定量环的体积误差带来的，此项不确定度估计为5%。