氣相色譜法測(cè)定空氣中苯的不確定度評(píng)估

盧敬宏

摘要：隨著GB50325-2020《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施，有必要對(duì)氣相色譜法測(cè)定空氣中苯的濃度進(jìn)行不確定度評(píng)估。苯的室內(nèi)環(huán)境濃度限值為Ⅰ類0.06mg/m?，Ⅱ類0.09mg/m?，當(dāng)測(cè)量值接近峰值時(shí)，不確定度影響范圍有直接影響。該方法在采樣、解吸和有效計(jì)算過程中產(chǎn)生了一些檢測(cè)的不確定性。合成不確定度是通過計(jì)算每個(gè)不確定度分量的大小來獲得。對(duì)氣相色譜法測(cè)定空氣中苯的不確定度具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法;空氣中;苯評(píng)估

一、測(cè)量不確定度的評(píng)估過程

1.1被測(cè)量與輸入量關(guān)系進(jìn)行建立數(shù)學(xué)公式模型

在進(jìn)行取樣過程中的溫度壓力和取樣體積，標(biāo)準(zhǔn)條件下的取樣體積通過氣體方程計(jì)算得出。

其中：V0：標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積，L。

Vt：采樣體積，L。

T0：標(biāo)準(zhǔn)狀況下絕對(duì)溫度，273K。

P0：標(biāo)準(zhǔn)狀況下的大氣壓力，101.3kPa。

P：采樣時(shí)的大氣壓力，kPa。

T：采樣時(shí)的溫度，℃。

用氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定，樣品和空白樣品中苯的峰面積，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量計(jì)算。

，其中C：樣品中苯的濃度，ng/m3;F：樣品管中苯的質(zhì)量，ng;B：空白管中苯的質(zhì)量，ng;V0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，L。

1.2進(jìn)行識(shí)別苯含量來源

二次熱解吸氣相色譜法測(cè)定空氣中苯的不確定度包括取樣、標(biāo)準(zhǔn)溶液制備、儀器、樣品分析、重現(xiàn)性等不確定分量。

1.3評(píng)估各不確定度分量

二、采樣過程中引入的不確定度分量

2.1不確定度的B類評(píng)估

標(biāo)定用皂膜流量計(jì)容積500ml，最大允許誤差±5ml，且分布均勻分布，則相對(duì)不確定度為

當(dāng)日采樣時(shí)大氣壓力為101.3kPa，氣壓波動(dòng)為±0.1kPa，則

采樣時(shí)的溫度為30℃，溫度波動(dòng)為±0.5℃，則

采樣儀的不確定度為1.9%，，包含因子K=2，則 ，合并上述各項(xiàng)，則

2.2標(biāo)準(zhǔn)系列配制不確定度分量

1ul注射器的最大允許誤差為±0.03ul。如果均勻分布，則其相對(duì)不確定度為：

苯標(biāo)準(zhǔn)品不確定度為5%，包含因子K=2，則其相對(duì)不確定度為

A級(jí)10mL容量瓶允許誤差為±0.02mL，均勻分布，則其相對(duì)不確定度為

液體外標(biāo)配氣裝置的重復(fù)性1.5%， ，合并以上各項(xiàng)，則

2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度分量（不確定度a級(jí)評(píng)定）

根據(jù)公式（3）和公式（4）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度urel（曲線）：

其中：S（y/x）：擬合直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差;N：配制6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度點(diǎn)，0.05ug/ml、0.1ug/ml、0.2ug/ml、0.4ug/ml、0.8ug/ml、1.2ug/ml， 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度平均值為0.4583ug/ml，每個(gè)濃度點(diǎn)測(cè)定1次，共計(jì)6次，N=6。

標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=331550x-3658.8，即b=331550，b0=-3658.8

三、樣品分析引入的不確定度分量

加標(biāo)回收率引入的不確定度分量（不確定度的A類評(píng)估），平均加標(biāo)回收率為107.28%，回收率的標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.076

3.1樣品測(cè)定重復(fù)性引入的不確定度分量（不確定度a級(jí)評(píng)定）

本次試驗(yàn)同時(shí)采集室內(nèi)樣品10次，測(cè)定濃度分別為1.0180、1.1174、1.2071、1.1471、1.0993、1.0423、0.9960、1.0871、1.0645、0.9492ug/ml，平均值 =1.0728，樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.076。

3.2不確定度的合成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)束語(yǔ)：

從上述不確定度分量可以看出，標(biāo)準(zhǔn)溶液制備和樣品分析中的不確定度對(duì)氣相色譜法在空氣中合成苯的不確定度貢獻(xiàn)最大。降低不確定度分量的一種方法是選擇測(cè)量準(zhǔn)確的低不確定度標(biāo)準(zhǔn)品，并選擇低不確定度儀器進(jìn)行測(cè)量校準(zhǔn)后進(jìn)行溶液制備。另外，為了降低樣品分析帶來的不確定性，首先降低擬合曲線的不確定性，提高標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)，選用品質(zhì)高的TC復(fù)合管，然后提高操作者水平并選擇高靈敏度、高精度的分析儀器。

參考文獻(xiàn)

[1]李韻譜.二次熱解吸-氣相色譜空氣中苯不確定度評(píng)估.《環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志》2012年10月第2卷第5期

[2] 成國(guó)坤，周元敬，陳迪勇. 氣相色譜法測(cè)定空氣中苯含量的方法優(yōu)化[J]. 貴州科學(xué)，2017，35（3）：69-72.

[2] 馬紅霞. 氣相色譜法測(cè)定空氣中苯的不確定度研究[J]. 新晉商，2020（2）：113，121.