民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度檢測不確定度分析

李明

河南省建筑科學(xué)研究院有限公司（450053）

民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度檢測不確定度分析

李明

河南省建筑科學(xué)研究院有限公司（450053）

通過對民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛濃度檢測過程分析，找到影響甲醛濃度檢測的不確定因素，準(zhǔn)確檢測室內(nèi)環(huán)境空氣中甲醛濃度，為建筑質(zhì)量驗收提供依據(jù)。

民用建筑室內(nèi)空氣污染物；甲醛濃度；不確定度

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染物控制規(guī)范》（GB 50325）規(guī)定室內(nèi)空氣污染物甲醛的檢測采用《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分化學(xué)污染物》（GB 18204.2）酚試劑分光光度法，在空氣中甲醛濃度分析、計算在測試過程中各種因素引起不確定度，并且測量不確定度是與測量結(jié)果相聯(lián)系的一個參數(shù)，表征合理的賦予被測量之值的分散性。測量不確定度不僅可以客觀的描述實驗室某項試驗的有效性、可靠性、而且還可以定量說明一個實驗室技術(shù)水平和管理水平的高低。因此研究民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度檢測不確定度分析是十分必要的。

1 民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度測量過程簡述

1.1 儀器設(shè)備

可見分光光度計型號722S、電子天平型號AY220、大氣采樣器型號BS-H2、溫濕度表、空盒氣壓表、移液管、容量瓶等。

1.2 測定步驟

按《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分化學(xué)污染物》（GB 18204.2-2014）酚試劑分光光度法測試。先用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制、樣品采集后用回歸方程測定樣品甲醛的含量，最后計算出標(biāo)準(zhǔn)體積下空氣中甲醛的濃度。

1.3 測量過程

量取酚試劑吸收液5 mL通過采樣器采集空氣，采集體積10 L，空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，加入0.4 mL的硫酸鐵氨，使嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化成藍(lán)綠色化合物,根據(jù)著色深淺,運用分光光度計、比色定量，利用標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測出甲醛的含量。

2 數(shù)學(xué)模型及不確定度來源分析

式中：C——空氣中甲醛質(zhì)量濃度，mg/m3；A——樣品溶液的吸光度；A0——空白溶液的吸光度；Bg——標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的倒數(shù)，單位為ug/吸光度；V0——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，L。

由數(shù)學(xué)模型可知，空氣中甲醛含量的不確定度由分光光度測量的不確定度和采樣體積不確定度組成。分光光度的不確定度由測量儀器、標(biāo)準(zhǔn)曲線的不確定度和測量的重復(fù)性引起，標(biāo)準(zhǔn)曲線的不確定度由標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配置和標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合引起的，采樣不確定度由采樣儀器的流量、時間的測量引起的。

3 不確定度評估

3.1 測量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U1的計算

為獲得重復(fù)性測量的不確定度，從同一樣品中取等量樣品10次，分別進(jìn)行測量，測得的甲醛含量分別為（單位ug）：0.704、0.701、0.706、0.699、0.703、0.704、0.703、0.701、0.698、0.706。

重復(fù)性測量的平均值：

3.2 分光光度法測定過程引起的B類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U2

分光光度法測定過程引起的B類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U2是由標(biāo)準(zhǔn)儲備液U21稀釋配置成標(biāo)準(zhǔn)溶液U22，在稀釋配置成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液U23，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uab和分光光度計的不確定度U24組成，各分量的計算如下：

1）標(biāo)準(zhǔn)儲備液引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U21由《甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液濃度標(biāo)定的不確定度分析》知甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液的濃度為1.021 3 mg/mL,不確定度為U21=0.002 9。

2）由甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液U21，用10 mL移液管和1 000 mL容量瓶稀釋傳遞到10 ug/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液U224，再用10 mL移液管和100 mL容量瓶稀釋傳遞到1 ug/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液U22，再由1 mL、2 mL、5 mL移液管（每次用兩個移液管并取最大值）在傳遞到標(biāo)準(zhǔn)系列溶液U23。容量瓶移液管的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表1所示。

表1 容量瓶移液管的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

①10 ug/ml甲醛溶液引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U224

3）標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量Uab。甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列溶液測量結(jié)果如表2所示。

由表2數(shù)據(jù)得出線性回歸直線方程：

標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

4）分光光度計測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度U24。

根據(jù)檢定報告，分光光度計的透射比的準(zhǔn)確度為-0.2%，可認(rèn)為是均勻分布，分光光度計的分光光度值不確定度：

分光光度法測定過程引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U2的合成：

3.3 采樣體積引起的B類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U3

由于采用的恒流大氣采樣儀器的流量為設(shè)備自動換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量，所以采樣體積引起的不確定度主要有采樣流量和采樣時間引入。

標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積為：V0=0.5×20=10.0 L

3.3.1 流量計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U31

根據(jù)大氣采樣儀的檢定證書，流量誤差1.0%，均勻分布屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評估。

表2 甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列溶液測量結(jié)果

3.3.2 時間引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量U32

查閱檢定證書，秒表示值最大允許誤差為±0.02 %，按均勻分布考慮，換算其引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3.3 采樣過程其他影響因素

采樣的整個過程均按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18204.2—2014進(jìn)行，因此采樣中除上述因素外，其他影響因素引起的不確定度不納入本不確定度的計算中。

采集樣品時引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.4 計算合成部確定度Uc

民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛含量測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc

3.5 擴展不確定度U

當(dāng)包含因子k＝2（95%置信概率）時，則擴展不確定度U=k×Uc=0.030，報告的不確定度是根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子k＝2得到，置信概率為95%。

4 結(jié)論

通過評估可以看出，影響民用建筑工程室內(nèi)空氣污染物甲醛含量測量不確定度的主要因素為樣品分析測量和樣品采集，因此在日常檢測過程中，要注意提高人員的試驗技能，以減少各不確定度分量的影響，確保樣品檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確度。

[1]GB 50325—2010,民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范[S].

[2]GB/T 18204.2—2014,公共場所衛(wèi)生檢驗方法[S].