原子吸收光譜法檢測家具色漆中可溶性鎘的不確定度評定

蔡金杖

（南安市質(zhì)量計(jì)量檢測所，福建 南安362300）

隨著生活水平提高，人們越來越重視家具的綠色環(huán)保，而其中有害物質(zhì)限量更是關(guān)心的重點(diǎn)。鎘為重金屬元素，并非生命活動所必須，且會在人體富集，進(jìn)而導(dǎo)致腎臟損耗和軟骨病等[3]。本文根據(jù)國標(biāo)GB18584-2001 采用火焰原子吸收光譜法對木家具色漆中可溶性鎘進(jìn)行測定，評定可溶性鎘的不確定度，并分析其測量結(jié)果的不確定度來源。

1 測試方法

前處理過程：用陶瓷刮刀將樣品表面的色漆刮下并收集，用磁力攪拌器進(jìn)行粉碎，并過篩（0.5mm）。稱取0.5g 過篩后的色漆粉末（精確至0.0001g），放入碘量瓶中，加入25 mL 0.07mol/L 鹽酸溶液，攪拌1 min，測定pH。如果pH 大于1.5，加入適當(dāng)濃度的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH 至1.0～1.5。該混合溶液在室溫下攪拌1 h，然后靜置1 h。靜置完成后立刻過濾并避光保存。樣品處理應(yīng)在4 h 內(nèi)完成。若4 h 內(nèi)無法完成，則需加入1 mol/L 的鹽酸溶液25 mL 對樣品處理，處理方法同上。

使用島津AA-7000 進(jìn)行測試。

2 測量模型和函數(shù)

可溶性鎘的含量計(jì)算式如下：

式中：C 為可溶性鎘含量，單位為毫克每千克（mg/kg）；a0為鹽酸基體中鎘的濃度（mg/L）；a1為試驗(yàn)溶液鎘的濃度，單位為毫克每升（mg/L）；V 為鹽酸溶液的體積，單位為毫升（mL）；m：稱取色漆粉末的質(zhì)量，單位為克（g）。

3 不確定度來源分析

根據(jù)測量模型可知，主要的測量不確定來源如下：

3.1 電子天平稱取色漆粉末質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)。

3.2 測得的試樣溶液中鎘濃度的不確定度u(a)，包括配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(a)，進(jìn)行校準(zhǔn)曲線擬合時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(a)。

3.3 試樣溶液稀釋定容時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)。

3.4 測試方法方法重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(rep)。

4 各不確定度分量的評定

4.1 電子天平稱取色漆粉末質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(m)

色漆粉末的質(zhì)量為0.5000g。由證書信息可知，電子天平的最大允許誤差為±0.1mg。按均勻分布，稱取色漆粉末質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

其對應(yīng)的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel=0.058/500=1.2×10-4

4.2 測得的試樣溶液中鎘濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(a)

4.2.1 配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液時引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1,rel(a)

a. 標(biāo)準(zhǔn)儲備液鎘濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由證書信息，鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度為1000mg/L，其相對不確定度為0.7%，即u1,rel(a1) = 0.007

b.標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

采用兩次逐級稀釋配制，首先將1000ug/mL 鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成100ug/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液（采用A 級10mL 單標(biāo)線吸量管和100mL 容 量 瓶 定 容）， 再 將 其 分 別 稀 釋 至0.2ug/mL，0.5ug/mL，1ug/mL，2ug/mL 系列標(biāo)準(zhǔn)曲線（采用5mL 分度吸量管和A 級100mL 容量瓶定容）。兩次稀釋引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

第一次：u1,rel(a2)=1.0×10-3，第二次：u1,rel(a3)=2.4×10-3

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制過程中引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.2.2 進(jìn)行校準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2,rel(a)

試驗(yàn)采用4 個濃度點(diǎn)做鎘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，每一濃度點(diǎn)讀數(shù)1次：

進(jìn)行擬合得到回歸直線方程：y=0.2012c+0.0140，相關(guān)系數(shù)R2=0.9993。

進(jìn)行校準(zhǔn)曲線引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表1 重復(fù)性測量結(jié)果（n1=10）

因此，由校準(zhǔn)曲線引起的相對不確定度：

其中，s 為校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差；b 為校準(zhǔn)曲線的斜率；P為對試樣溶液平行測量次數(shù)；n 為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液測量總次數(shù)；ai為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鎘的濃度；a 為利用校準(zhǔn)曲線求得鎘的濃度值；a 為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液鎘的平均濃度。

試樣溶液中鎘濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.2.3 試樣溶液定容體積V 的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)

試驗(yàn)使用25 mL A 級移液管，最大允許誤差為±0.01 mL，按矩形分布，則u1=0.0058mL，超純水的溫度變化控制在±3℃，水的體積膨脹系數(shù)為2.1x10-4mL/ ，水的溫度變化引起的體積變化為3x2.1x10-4mL/ =0.00063 mL，按矩形分布，由此帶來的不確定度u2=0.00036 mL。因此，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.2.4 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(rep)

相同條件下，對同一提取液用相同的方法獨(dú)立重復(fù)測定10次（n1=10），其測量結(jié)果見表1。

試樣溶液中鎘的平均濃度為0.5223mg/L

測得鎘濃度的標(biāo)準(zhǔn)偏差S1=0.0127mg/L

由測量重復(fù)性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

由測量重復(fù)性帶來的相對不確定度為0.0077。

5 可溶性鎘濃度的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對擴(kuò)展不確定度

可溶性鎘的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

取包含因子k=2，可溶性鎘的相對擴(kuò)展不確定度為Urel=0.036*2=7.2%。

木家具色漆中可溶性鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C = 26.12ug/g，Urel=7.2%，k = 2。

6 結(jié)論

由各個因素測量不確定的結(jié)果看，影響測量不確定度主要因素是試樣溶液中鎘濃度（主要來自校準(zhǔn)曲線的擬合），對測定結(jié)果影響較顯著。