離子色譜法測定生活飲用水中氯化物的不確定度分析

楊蘭增

永城市疾病預(yù)防控制中心，河南 永城 476600

離子色譜法測定生活飲用水中氯化物的不確定度分析

楊蘭增

永城市疾病預(yù)防控制中心，河南 永城 476600

目的探討離子色譜法測定生活飲用水氯化物中不確定度。方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，討論不確定度分量。結(jié)果10次重復(fù)測定得出生活飲用水氯化物中擴展不確定度為（5．22±0．088）mg/ L，k=2。結(jié)論在最小二乘法擬合曲線以及溫度對電導(dǎo)率影響二者所引入的不確定度所起到的影響最大，需要在樣品測定過程中高度重視并加以控制。

離子色譜法；生活飲用水；氯化物；不確定度

為對生活飲用水氯化物的不確定度情況做出準(zhǔn)確評定，盡可能減小檢測過程中產(chǎn)生的誤差，提高居民生活飲用水中氯化物的測定質(zhì)量，下面筆者主要參考《化學(xué)成分分析測量結(jié)果不確定度評定導(dǎo)則》［1］，采用離子色譜法，對于水中氯化物的含量進行了測定和評估。

1 資料與方法

1.1 氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液

樣品編號為GSB 04-1771- 2004，ρ=1000μg / ml。

1.2 色譜條件

參考GB/T5750.5-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法無機非金屬指標(biāo)》［2］進行檢驗。實驗應(yīng)用的KOH 淋洗液濃度大小為20 mmol/ L；應(yīng)用的洗脫手段是等度洗脫；流速大小為每分鐘1 ml；檢測池溫度和柱溫均為30攝氏度；電流大小為50 mA；進樣量大小為25 μl。

1.3 制備標(biāo)準(zhǔn)曲線

本次研究中共選擇了六種類型的氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別是0.1、0.2、0.5以及1.00、2.00、3.00，用純水定容到100 ml容量瓶中，搖勻，通過微孔濾膜進行過濾，然后依次進樣測定，研究中用濃度充當(dāng)橫坐標(biāo)，峰面積充當(dāng)縱坐標(biāo)，制備出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線［3］。

1.4 測定樣品

研究者取待測水樣用微孔濾膜進行測定，然后通過離子色譜儀對于其中的氯化物含量進行測定，對于含濃度的氯化物的水樣需要稀釋之后才可以進行檢測。

2 不確定度分析

2.1 數(shù)學(xué)模型

其中，C表示的樣品中Cl-的含量，單位是μg/ ml；C0表示的是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線而計算得出的Cl-的含量，單位為μg/ ml；V1表示的是水樣稀釋后的體積，單位為ml；V0表示的是水樣的體積，單位為ml。

2.2 不確定度的分量分析

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度所帶來的相對不確定度分析。本次研究中給出的相對擴展不確定度大小是0.7%，選擇包含因子k的大小為2，得出標(biāo)準(zhǔn)溶液所引入的相對不確定度大小是：

（2）稀釋定容。這一方面的誘發(fā)因素包括研究人員使用的移液管和容量瓶。通常來說玻璃容器是以矩形形式而分布的，可以將其劃分為B類不確定度，選擇k=3，那么我們假設(shè)條件如下：標(biāo)準(zhǔn)溶液大小為10 μg/ml，使用的移液管規(guī)格為1 ml，容量瓶規(guī)格為100 ml，那么根據(jù)矩形分布可以得出其標(biāo)準(zhǔn)相對不確定度的大小是：

分別為0.004619和0.000577。

（3）環(huán)境溫度變化。我們假設(shè)溫度波動值大小為4攝氏度，其導(dǎo)致的不確定度情況能夠利用分析溫度范圍以及體積膨脹系數(shù)變化來計算，已知條件為水的體積膨脹系數(shù)大小是每攝氏度2.1×10-4，同時假設(shè)溫度變化以矩形的形式來分布的，那么我們可以得出1 ml移液管溫度標(biāo)準(zhǔn)的不確定度計算公式應(yīng)當(dāng)為：

（4）100 ml規(guī)格的容量瓶溫度標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u2（T）=4×2.1×10-4=4.85×10-4

（5）基于以上，我們可以得出標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的合成相對不確定度的大小應(yīng)當(dāng)為：

計算得出結(jié)果為0.00586。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合

研究中用氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液對于上述所說的6個標(biāo)準(zhǔn)系列進行標(biāo)準(zhǔn)，得到了質(zhì)量濃度大小分別為1.0 μg/ml、2.0 μg/ml、5.0 μg/ml、10.0 μg/ml、20.0 μg/ml、30.0 μg/ml，借助線性最小二乘法擬合所獲得的曲線公式Y(jié)為0.2698與X乘積，得到的相關(guān)系數(shù)r大小為0.9996，那么可以用下列公式來表示曲線的殘差標(biāo)準(zhǔn)偏差S：

對于樣品（1）進行平行測定連續(xù)10次，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線而帶來的不確定度公式應(yīng)當(dāng)為：

計算得出為0.4665 μg/ml。那么相對不確定度Urel（C2）為U（C0）與C0的比值，就等于0.0413。

2.4 樣品重復(fù)測量

本組研究中，水樣重復(fù)測定10次，那么測定多得到的平均值大小是5.22 μg/ml，用Si來表示單次測量的標(biāo)準(zhǔn)差，那么公式為：

計算得出為0.02555 μg/ml，用u來表示標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則公式應(yīng)當(dāng)為：

計算得出為0.00807 μg/ ml，那么綜上所述，我們可以得出urel（C3）應(yīng)當(dāng)為u與4.06的比值，等于0.00199。

2.5 進樣體積方面

離子色譜實驗時采用的是25 μl大小的定量環(huán)，根據(jù)經(jīng)驗可能出現(xiàn)0.5 μl大小的偏差，我們?nèi)值為6，那么可以得出不確定度uv應(yīng)當(dāng)為0.5與 的比值，得出為0.204 μl，那么相對不確定度urel（C4）應(yīng)當(dāng)為=0.204與25的比值，得出為0.00816。

2.6 溫度方面

實驗環(huán)境下，溫度可控制在±1攝氏度的范圍內(nèi)波動，那么用urel（C5）來表示溫度對電導(dǎo)率而帶來的相對不確定度，應(yīng)當(dāng)為2%與 的比值，得出為0.0115。

2.7 合成不確定度和擴展不確定度分析

用urel（C）來表示相對合成不確定度，那么公式應(yīng)當(dāng)為：

計算得出為0.0441.我們選擇k值為2，置信水平為95%，那么Urel（C）應(yīng)當(dāng)為= k與ur（C）的乘積，得出為0.0882，那么本次研究中水中氯化物用P來表示，其大小就應(yīng)當(dāng)為（5.22±0.088）mg/ L。

3 結(jié)論

綜上所述，離子色譜法測定生活飲用水氯化物中不確定度分析中，在最小二乘法擬合曲線以及溫度對電導(dǎo)率影響二者所引入的不確定度所起到的影響最大，需要在樣品測定過程中高度重視并加以控制。

［1］易新萍．離子色譜法測定水中溴酸鹽的不確定度評定［J］．計量與測試技術(shù)，2009（12）：68-69．

［2］王文玉，張桂香，戰(zhàn)忠臣．ICS-1000型離子色譜儀測定礦泉水中鋰離子含量的不確定度評定［J］．中國衛(wèi)生工程學(xué)，2011（02）：149-150．

［3］徐芹芹，王春娟．離子色譜法測定水中氟離子濃度不確定度評定［J］．職業(yè)與健康，2009（18）：1934-1936．

R123．1

B

1674-9316（2014）15-0008-03

10．3969/J．ISSN．1674-9316．2014．15．005