紙制品甲醛含量的不確定度評估

熊正燕

摘? ?要：根據(jù)GB/T 34448—2017《生活用紙及紙制品 甲醛含量的測定》標(biāo)準(zhǔn)，用乙酰丙酮-可見分光光度法測定衛(wèi)生巾中的甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)，詳細(xì)分析和評定了測定影響結(jié)果的各個分量，對測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合所產(chǎn)生的不確定度對總的不確定度貢獻(xiàn)最大。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)生巾;甲醛;不確定度;標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合

甲醛對人體的危害巨大，長期接觸（吸入）會造成慢性中毒[1-5]，損害人體健康。衛(wèi)生巾中的甲醛主要來源于膠粘劑，在新實(shí)施的GB/T 8939—2018《衛(wèi)生巾（護(hù)墊）》中對甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)作出了限量要求。測量不確定度的正確提供為產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求提供了科學(xué)、完整的詮釋。測量不確定度不僅與計(jì)量科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)，而且在計(jì)量管理和質(zhì)量保證體系中發(fā)揮日益重要的作用，已經(jīng)成為現(xiàn)代誤差理論研究的前沿和核心問題。

1? ? 試驗(yàn)部分

1.1? 主要儀器及試劑

電子天平：1/10 000，檢定允許誤差0.000 5 g;分光光度計(jì)：分辨率為0.000 1 cm-1;甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度：9.6 mg/mL，相對不確定度3%（標(biāo)物證書給出）;單標(biāo)線吸量管：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（校準(zhǔn)證書給出）;100 mL容量瓶：單標(biāo)線容量瓶，不確定度0.1 mL（校準(zhǔn)證書給出）。

1.2? 測試過程

試樣在40 ℃的水浴中萃取一定時(shí)間，萃取液用乙酰丙酮顯色后，在412 nm波長下，用分光光度計(jì)測定顯色液中甲醛的吸光度，對照甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算游離甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3? 數(shù)學(xué)模型

按照GB/T 34448—2017《生活用紙及紙制品 甲醛含量的測定》，用標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法定量分析，試樣中甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

式中：E—試樣中的甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg;c—試樣溶液中甲醛的質(zhì)量濃度，μg/mL;V—萃取液的體積，mL;m—試樣的絕干質(zhì)量，g。

2? ? 不確定度分析

2.1? 來源分析

（1）樣品稱量引入的不確定度。

（2）萃取液量取引入的不確定度。

（3）質(zhì)量濃度引入（標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)曲線）的不確定度。

2.2? 不確定度評定

2.2.1? 樣品稱量引入的不確定度

樣品質(zhì)量m有4次稱量過程，烘干前：一次空盤m1，一次毛重m2;烘至恒重后：一次空盤m3，一次毛重m4。引入的不確定度從重復(fù)性U1、允差U2、溫度及振動U3等3個方面進(jìn)行評定：

（1）重復(fù)性：u1（m1）=S（m1）=0.1 mg（A類評估，說明書給出）

（2）天平誤差：（B類評估）

（3）溫度及振動：（B類評估，溫度及振動引起示值誤差一般不大于1個字）

（4）合成不確定度：

（5）相對擴(kuò)展不確定度：

2.2.2? 萃取液量取引入的不確定度

萃取體積V引入的不確定度從重復(fù)性U1、允差U2、溫度系數(shù)U3等3個方面進(jìn)行評定：

（1）（A類評估）

（2）（最大允差（±0.500）mL，均勻分布，B類評估）

（4）合成：

（5）相對擴(kuò)展不確定度為：。

2.2.3? 質(zhì)量濃度引入的不確定度

2.2.3.1? 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引入的不確定度

所購置的標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為9.6 mg/mL，用單標(biāo)線吸量管吸取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，標(biāo)準(zhǔn)使用液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

式中：V1，V2分別為第一次和第二次稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液取的體積，mL;V3，V4分別為第一次和第二次定容體積，mL。

移液產(chǎn)生的不確定度分3步統(tǒng)計(jì)。

定容產(chǎn)生的不確定度：

（1）V3和V4不確定度分量：使用同一單標(biāo)線容量瓶，即V3=V4=100 mL;不確定度0.1 mL，K=2，則。

（2）膨脹系數(shù)引入的不確定度：

[水的膨脹系數(shù)2.1×10-4 ℃，設(shè)溫度變化為（20±5）℃，B類評估]。

（3）定容合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引入的擴(kuò)展不確定度：

2.2.3.2? ?標(biāo)準(zhǔn)工作曲線引入的不確定度

取0 mL，5 mL，10 mL，15 mL，20 mL，25 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用100 mL容量瓶定容。用線性二乘法將相應(yīng)值和濃度的對應(yīng)關(guān)系擬合成一條直線，假設(shè)x軸上標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋引入的不確定度遠(yuǎn)小于y軸上引入不確定度。

（1）實(shí)驗(yàn)室被測試樣標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值。

（2）相對擴(kuò)展不確定度u（c1）=s（x0）/14.492 2=0.028 93。

2.2.4? 分光光度計(jì)引入的不確定度

（1）重復(fù)性：u1（A）=0.000 331 7。

（4）相對擴(kuò)展不確定度展不確定度：。

2.2.5? ?一次測定衛(wèi)生巾中甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對擴(kuò)展不確定度

3? ? 擴(kuò)展不確定度

取置信概率p=95%，包含因子k=2，則衛(wèi)生巾中甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對擴(kuò)展不確定度為：u95=0.068 51×2=0.137 0。

實(shí)驗(yàn)室被測試樣甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為：（14.492 3± 0.992 9）μg/kg，包含因子k=2。

4? ? 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室測試衛(wèi)生巾中甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度總量貢獻(xiàn)最大，標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程占第二大比重。因此，在檢測工程應(yīng)注意加強(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)曲線的控制，以獲得高精確度的檢測結(jié)果，提高測量準(zhǔn)確性。

[參考文獻(xiàn)]

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