硫氰化钾比色法测定土壤有效钼的不确定度评定

＊张恒 江龙发 涂序民 熊宇晨 万明轩

（1.南昌海关技术中心 江西 330038 2.江西科技师范大学 江西 330038）

土壤中钼作为动植物所必须的微量元素，在动植物生长过程中发挥着重要作用[1]。如在豆荚、卷心菜、大白菜等蔬菜里，都含有较多的钼。同时钼也是构成眼色素的主要成份[2]。土壤中钼的存在形式可分为交换性钼、水溶性钼、难溶性钼及有机结合态钼，其中能够被植物所吸收的钼称为有效钼[3]。土壤有效态钼含量是评价土壤肥力、土壤抗旱、抗寒和抗病能力的重要 指标[3]，因此对土壤中有效钼的测定具有重要意义。

本文根据不确定度评定相关标准规范[4]，评定了林业行业标准LY/T 1259-1999《森林土壤有效钼的测定》中硫氰化钾比色法测量不确定度。测量不确定度能够客观真实地反映检测数据的准确性[5]，不确定度能够为实验室检测结果的符合性声明提供依据，从而规避风险，也是评估检测结果质量高低的一个重要指标[6]。

1.材料与实验部分

(1)仪器与试剂

ME 204E电子天平（梅特勒-托利多），Specord plus 200紫外可见分光光度计（耶拿分析仪器（北京）有限公司）。钼标准储备液（1000μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

(2)实验部分

①操作步骤

称取25.00g过2mm筛的风干样品于塑料瓶中，加浸提剂，恒温振荡8h。过滤，弃去最初10mL混浊滤液。取200mL滤液蒸发至干。冷却，加10mL 6.5mol/L盐酸溶解残渣，移入125mL分液漏斗，加水至约45mL。加1g柠檬酸及3mL异戊醇-四氯化碳混合液。摇动静置分层后弃去异戊醇-四氯化碳层。加3mL硫氰化钾溶液，混合均匀。加2mL二氯化锡溶液，混合均匀。加入10.0mL异戊醇-四氯化碳混合液，振动3min，静置分层后，干过滤，在470nm处比色测定[7]。

②标准曲线工作溶液的配制

移取钼标准储备液1mL用水定容至100mL，得标准中间液10μg/mL。再移取标准中间液5mL用水定容至50mL，得标准工作液1μg/mL。另吸取0.0mL、0.1mL、0.3mL、0.5mL、1mL、2mL、4mL、6mL工作液于125mL分液漏斗中，加入10mL FeCl3溶液。与样品溶液一同处理。

2.数学模型的建立

数学模型是评定不确定度的依据。根据硫氰化钾比色法原理建立土壤有效钼含量计算的数学模型。

式中：X—样品中有效钼的含量，mg/kg；C0—空白试验中有效钼的量，μg；C1—样品试验中有效钼的量，mg；M—试样称样量，g；F—分取倍数，定容/分取体积，250/200。

3.不确定度分量的来源分析与评定

根据实验过程、标准曲线配制、仪器测定和数学模型分析，不确定度的主要来源包括：重复性试验、标准曲线配置、样品处理和紫外分光光度计。

(1)重复性试验所得数据按统计方法计算出的相对标准不确定度

在重复性条件下连续测量7次样品，测定结果见表1。

表1 有效钼测定结果

相对标准不确定度为：

(2)标准曲线配制引入的相对标准不确定度

标准曲线配制引入的不确定度由标准储备液的不确定度u(Z)、标准储备液稀释的不确定度u(X)和加入萃取剂的不确定度u(V10)组成。

①标准储备液定值引入的相对标准不确定度

根据标准物质证书提供的扩展不确定度为0.7%，按正态分布，k=2。

②标准储备液稀释引入的相对标准不确定度

标准储备液经过两级稀释，不确定度由1mL移液枪不确定度u(V1)、100mL容量瓶不确定度u(V100)、5mL移液枪不确定度u(V5)和50mL容量瓶不确定度u(V50)组成。

1mL移液枪最大容量允差为0.01mL，按均匀分布，不确定度为：。共使用1次，取标准溶液体积1mL。

相对标准不确定度为：

100mL容量瓶的最大容量允差为0.10mL，按均匀分布，不确定度为：。

相对标准不确定度为：

5mL移液枪最大容量允差为0.05mL，按均匀分布，不确定度为。共使用1次，取标准中间液体积5mL。

50mL容量瓶的最大容量允差为0.05mL，按均匀分布，不确定度为。

合成标准储备液稀释引入的相对标准不确定度：

③加入萃取剂引入的相对标准不确定度

10mL单标移液管最大容量允差为0.02mL，按均匀分布，不确定度为，共使用1次，取标准溶液体积10mL。

合成标准曲线引入的相对标准不确定度：

(3)样品处理过程中引入的相对标准不确定度

样品处理引入的不确定度由样品称量不确定度u(M)、加入提取剂不确定度u(V250)、移取待测液不确定度u(V200)和加入萃取剂不确定度u(V10)组成。

①样品称量引入的相对标准不确定度

使用百分之一天平直接称量25.00g样品，百分之一天平最大允差为0.05g，则样品称量不确定度为：

②加入提取剂引入的不确定度

提取剂用250mL容量瓶移取，250mL容量瓶的最大容量允差为0.25mL，按均匀分布，不确定度为：

③移取待测液引入的不确定度

待测液用100mL单标移液管移取2次。100mL单标移液管最大容量允差为0.08mL，按均匀分布，不确定度为，共使用2次。

相对标准不确定度为：

④加入萃取剂引入的不确定度

10mL单标移液管最大容量允差为0.02mL，按均匀分布，不确定度为。共使用1次，取标准溶液体积10mL。

相对标准不确定度为：

合成标准曲线引入的相对标准不确定度：

(4)紫外分光光度计引入的不确定度

根据紫外分光光度计计量证书提供的扩展不确定度为0.4%，按正态分布，k=2。

相对标准不确定度为：

4.扩展不确定度的评定及结果讨论

相对标准不确定度分量见表2：

表2 相对标准不确定度分量

(1)合成相对标准不确定度

合成相对标准不确定度：

土壤中有效钼测定的测定结果平均值为0.176mg/kg，则：。

(2)扩展不确定度的计算

综上，测量结果为：土壤中有效钼含量0.176mg/kg，U=0.006mg/kg，k=2。

(3)结果讨论

图1为各相对不确定度分量的占比图，由图可知，重复性试验所得数据按统计方法计算出的相对标准不确定度占比为54%，为主要的不确定度来源。标准曲线引入的相对标准不确定度占比为33%，对结果准确度影响也较为重要。样品处理过程中引入的相对标准不确定度和紫外分光光度计引入的不确定度占比分别为6%和7%，占比相对较小，对结果影响不大。所以，降低重复性实验和标准曲线引入的不确定度对提高结果的准确性至关重要。增加样品平行实验的次数可有效降低重复性试验所得数据按统计方法计算出的相对标准不确定度。而标准曲线引入的相对标准不确定度则可通过规范配制标准曲线工作液的方法较好的控制。

图1 相对不确定度分量占比图

5.结论

本文讨论了硫氰化钾比色法测定土壤中有效钼不确定度评估中重复性试验、标准曲线、样品处理和紫外分光光度计四个影响分量。不确定度主要来源于重复性试验和标准曲线，其中标准曲线引入的不确定度则主要来源于标准储备液的稀释。

增加样品平行试验的次数及规范配制标准曲线工作液，能有效的降低检测结果的不确定度，以提高测量结果的稳定性和准确性。