原子熒光光度法測(cè)定自來(lái)水中總硒含量的不確定度分析

1、<p>　　原子熒光光度法測(cè)定自來(lái)水中總硒含量的不確定度分析</p><p>　　摘要:[目的]分析原子熒光光度法在測(cè)量中的不確定度。[方法]依據(jù)測(cè)量不確定度評(píng)定與表示理論,分析和計(jì)算了原子熒光光度法測(cè)定自來(lái)水中總硒含量的不確定度。[結(jié)果]測(cè)得水樣中總硒的濃度為2.03μg/L,該法的擴(kuò)展不確定度U95=0.08μg/L(k=2)。[結(jié)論]對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要影響來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞:原子熒光光度法；不確定度；重復(fù)性；來(lái)源；質(zhì)量濃度 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TL271+.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　測(cè)量不確定度是指對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度（或正確度）的懷疑。在《計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)及通用術(shù)語(yǔ)的國(guó)際詞匯》中測(cè)量不確定度定義為“一個(gè)與測(cè)量結(jié)果有關(guān)的參數(shù)，它表征待測(cè)量數(shù)值的分散性?！?在實(shí)踐中，測(cè)量結(jié)果的

3、不確定度來(lái)源于很多方面，包括對(duì)樣品的定義不完全、取樣、基體效應(yīng)和干擾、環(huán)境條件、質(zhì)量和容量?jī)x器的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)的量值、與測(cè)量方法和測(cè)量程序有關(guān)的近似性和假設(shè)以及隨機(jī)變化。 </p><p>　　在本文中，我們考慮到各種因素對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的影響，采用原子熒光光度法對(duì)自來(lái)水中總硒含量的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析。綜合考慮各方面對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響，得出了原子熒光光度法測(cè)定自來(lái)水中總硒含量的不確定度。 </p>

4、;<p><b>　　1試驗(yàn)方法 </b></p><p>　　在酸性介質(zhì)中加入硼氫化鉀溶液,以硼氫化鉀作還原劑,使4價(jià)硒(Se+4)形成硒化氫氣體,以氬氣作為載氣直接導(dǎo)入石英爐原子化器中,進(jìn)而在氬氫火焰中原子化。基態(tài)原子受特種空心陰極燈光的激發(fā),產(chǎn)生原子熒光,通過(guò)檢測(cè)原子熒光的相對(duì)強(qiáng)度,利用熒光強(qiáng)度與溶液中的ρ(Se)呈正比的關(guān)系,可計(jì)算樣品溶液中硒的濃度。 </p&g

5、t;<p>　　1.1 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 </p><p>　?。?）硒標(biāo)準(zhǔn)貯備液 </p><p>　　國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度為（100±0.01）mg/L。 </p><p>　　（2）硒標(biāo)準(zhǔn)中間液 </p><p>　　從安瓿瓶中準(zhǔn)確移取10.00 mL 硒 標(biāo)準(zhǔn)貯備液于100 mL 容量瓶中， 用二次去離子

6、水稀釋至刻度線，搖勻。此溶液中Se 的質(zhì)量濃度為10.00 mg/L。 </p><p>　　1.2 硒標(biāo)準(zhǔn)使用液 </p><p>　　準(zhǔn)確吸取10.00 mL 硒 標(biāo)準(zhǔn)中間液于1000 mL容量瓶中，用二次去離子水稀釋至刻度線，搖勻。此溶液中硒 的質(zhì)量濃度為0.100 mg/L。 </p><p><b>　　1.3 操作流程 </b>&l

7、t;/p><p>　　1.3.1 校準(zhǔn)曲線的繪制 </p><p>　　將質(zhì)量濃度為0.100 mg/L 的Se 標(biāo)準(zhǔn)使用液，按表1 配制成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液， 最終用二次去離子水定容。以體積分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸溶液為載流，體積分?jǐn)?shù)為1.5%的硼氫化鉀-體積分?jǐn)?shù)為的0.2%氫氧化鈉溶液做還原劑，將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液放入自動(dòng)進(jìn)樣器中，開(kāi)機(jī)后按表2、表3、表4 設(shè)置好參數(shù),待儀器穩(wěn)定后，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)空白、樣品空白及標(biāo)

8、準(zhǔn)系列，儀器自動(dòng)扣除空白熒光強(qiáng)度。用測(cè)得的熒光強(qiáng)度與相對(duì)應(yīng)的濃度繪制校準(zhǔn)曲線。 </p><p><b>　　表1 標(biāo)準(zhǔn)系列 </b></p><p>　　表2 實(shí)驗(yàn)儀器條件 </p><p><b>　　表3 測(cè)量條件 </b></p><p>　　表4 斷續(xù)流動(dòng)程序 </p>&l

9、t;p>　　2儀器分析的不確定度 </p><p><b>　　2.1測(cè)定方法 </b></p><p>　　原子熒光法是利用熒光強(qiáng)度與溶液中被測(cè)組分的含量呈正比的關(guān)系進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的熒光強(qiáng)度值，用最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線，見(jiàn)式(3): </p><p>　　IF=a+bCF(3) </p><p>　　

10、式中IF―對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的熒光強(qiáng)度值； </p><p>　　a―校準(zhǔn)曲線的截距； </p><p>　　b―校準(zhǔn)曲線的斜率； </p><p>　　CF―標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測(cè)組分的濃度。 </p><p>　　在相同條件下測(cè)定樣品的熒光強(qiáng)度，利用校準(zhǔn)曲線計(jì)算硒的濃度。 </p><p><b>　　2.2數(shù)學(xué)

11、模型 </b></p><p>　　樣品溶液中硒濃度的計(jì)算公式為: </p><p>　　C=IF－ab (4) </p><p>　　式中C―樣品溶液中硒的質(zhì)量濃度； </p><p>　　IF―樣品溶液的熒光強(qiáng)度。 </p><p>　　2.3不確定度來(lái)源 </p><p>　　

12、由式(4)可以看出，樣品中硒濃度的不確定度主要來(lái)源于IF、a和b的不確定度。a和b的不確定度u(a)和u(b)可由多條校準(zhǔn)曲線擬合后得到截距a和斜率b的標(biāo)準(zhǔn)偏差給出。熒光強(qiáng)度IF的不確定度有兩個(gè)來(lái)源:一是熒光強(qiáng)度測(cè)定的重復(fù)性；二是標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度對(duì)熒光強(qiáng)度測(cè)定的影響。 </p><p>　　2.4不確定度計(jì)算 </p><p>　　先求出IF－a的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度: </p&g

13、t;<p>　　再求C的不確定度: </p><p>　　(1)熒光強(qiáng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p>　?、贌晒鈴?qiáng)度測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度在相同條件下測(cè)定7個(gè)平行樣，熒光強(qiáng)度分別 </p><p>　　為252.83，257.52，260.97，265.86，269.53，274.16和277.35，平均值為265.46。 </p>

14、;<p>　　用貝塞爾公式求出標(biāo)準(zhǔn)偏差: </p><p>　?、跇?biāo)準(zhǔn)溶液濃度不確定度對(duì)熒光強(qiáng)度的影響 </p><p>　　配制校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液造成熒光強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: </p><p>　　uI(C)=uc(C)×b=0.012×138.09=1.66 </p><p>　　將上述2個(gè)分量合成，得到

15、熒光強(qiáng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: </p><p>　　(2)校準(zhǔn)曲線參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度校準(zhǔn)曲線的測(cè)定結(jié)果如表5所示。 </p><p>　　表5校準(zhǔn)曲線的測(cè)定結(jié)果 </p><p>　　線性方程y=138.09x－14.51，相關(guān)系數(shù)R=0.9992，即a=－14.51，b=138.09。 </p><p>　　5次測(cè)定工作曲線得到的各參數(shù)值

16、見(jiàn)表6。 </p><p>　　表6校準(zhǔn)曲線的斜率和截距 </p><p><b>　　由表2可以得到: </b></p><p>　　u(a)=S(a)=2.88 </p><p>　　u(b)=S(b)=5.05 </p><p>　　(3)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p

17、>　　將上述2個(gè)分量合成，得到IF－a的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: </p><p>　　測(cè)得水樣中硒的質(zhì)量濃度C=2.03μg/L，熒光強(qiáng)度IF=265.46，則: </p><p>　　==0.040μg/L </p><p><b>　　3擴(kuò)展不確定度 </b></p><p>　　正態(tài)分布情況下，置信水平為95%

18、時(shí)，包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為: </p><p>　　U95=k×u(C)=2×0.040μg/L=0.08μg/L </p><p><b>　　4測(cè)定結(jié)果 </b></p><p>　　根據(jù)上述分析結(jié)果，得到水樣中硒的質(zhì)量濃度為(2.03±0.08)μg/L，k=2。 </p><p

19、><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　　不確定度反映測(cè)量結(jié)果的可信賴程度，是測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)，不確定度愈小，所測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值愈接近，質(zhì)量越高，其使用價(jià)值愈高；反之則愈低。從不確定度的整個(gè)評(píng)定過(guò)程可以看出，標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)是影響不確定度結(jié)果的主要因素。因此，必須嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)過(guò)程，將儀器調(diào)至測(cè)量的最佳狀態(tài)，提高儀器的穩(wěn)定性，從