汽油中锰含量检测结果不确定度评估及方法改进

王辉

摘 要：随着我国人民物质生活水平的日益提高，带动了汽车生产制造业的迅猛发展，各类新型机动车已广泛应用于日常交通运输环节。在这样的时代大背景下，我国现有的汽油锰含量检测工作难度日益加剧，常规测试技术的误差较大，因此，逐步应用新型检测技术，提高检测数值的准确性，是当前我国成品油检测部门的首要工作任务。

关键词：汽油；锰含量；检测；优化

新时期，我国逐步进入信息化时代，各类新型科学技术的成熟与应用，为车辆制造业注入了新时代的活力，未来发展前景日益光明。但值得注意的是，我国现有的汽油锰含量檢测技术已难以满足以增长的检测需求，存在诸多的问题。本文意在，对时下我国汽油锰含量检测技术应用情况进行分析，并提出优化建议以供参考。

一、汽油内锰含量控制的具体内容

（一）国五标准

新时期，我国政府提出了国家第五阶段机动车污染物排放标准，即“国五标准”，能够降低了汽油的辛烷值标准。以笔者个人的经验来看，也有值得讨论的地方。这主要集中在两点上。第一是，在汽车发动机技术成熟的今天，辛烷值下降1-2点，是否意味着整体油耗的普遍下降？第二是，含猛抗爆剂是否适宜继续在国内推广？部分专家学者认为汽油辛烷值越高，汽油的能效就越高，每升汽油行驶的公里数就会提高，汽油和原油的消费量就会减少。

这当然是正确的。高辛烷值汽油之所以能效更高，是因为这种汽油具有更好的抗爆性，在发动机的燃烧控制上就有更多余地，有利于发挥汽油的能效。我在国内某汽车论坛中看到有人士认为，汽油燃料的特性就在那里，加抗爆剂是无法增加汽油的能效的。实际这种观点并不正确，因为汽油的能量并非全部转换为了发动机的动能，而是转变为动能，热能。汽油机的转换效率不过30%-40%左右。所以，辛烷值的增加，提升能效是正确的。 但是，以上这种以辛烷值来判断汽油能效高低的做法，并非在所有情况下都成立。如果一款发动机的标定情况，始终让发动机处于即将爆震的边缘，那么97号与95号才会有理论上的差别。如果一款发动机，燃烧93号汽油没有爆震，那么燃烧97号燃油也就不会有能效上的提升。国五汽油标准语国四汽油标准的重点对比情况详见图1。

（二）对比与分析

在汽车发动机技术日趋成熟的今天，我们已经不再仅仅局限于依靠汽油本身的抗爆性，来控制其燃料能效了。抗爆性高，只能说能够给发动机的动力性能设计带来更大余地。但是，即使抗爆性降低1-2，也并不意味着汽车的油耗就一定要上升。我们完全可以通过更加合理的发动机设计和匹配，来消耗抗爆性降低带来的短板。比如，去年就出现了压缩比达到了14：1的自然吸气发动机，且使用的是87号抗爆指数汽油（相当于93号汽油）。这种发动机的排气歧管长度更长，用以加速排气效率，降低缸内温度，从而降低高压缩比带来的爆震风险。在国内炼油企业当前的水平之下，要想降低汽油中的硫、磷、锰等有害物质含量，辛烷值下降是不可避免的。从性能和环保的角度，我们当然希望辛烷值不下降，同时有害物质还能够降低到合理范围。然而，这就需要国内的垄断炼油企业投入更多资金。但这反而会让国五汽油标准继续长期处于难产状态。辛烷值降低1-2，是一种现阶段为环保而做出的政策妥协。 现阶段没有必要一定要强调辛烷值不能下降，虽然这是一个好的出发点。从长远计，为了弥补辛烷值下降带来的弊端，同时也为了国五汽油标准尽快出台，政策应该给炼油企业规定，三年或者五年为期，届时要再次将国内汽油的辛烷值提升到现有水平及以上。从长久来看，这是可以做到的。且不说通过设备和技术更新可以做到，一些新型的汽油抗爆添加剂，比如醚类、醇类、酸酯类以及其他一些新技术燃料添加剂。它们既能够提升辛烷值，同时有些还能够起到清洁、节能等作用。

二、检测方法

按照《汽油中锰含量测定法（原子吸收光谱法）》（SH/T0711-2002）进行，汽油试样经过碘-甲苯溶液处理，用氯化甲基三辛基铵-甲基异丁基甲酮（MIBK）溶液稀释后，用火焰原子吸收光谱仪在279.5nm处测定样品中的锰含量。

样品配制：30mLMIBK+5mL试样+0.1mL碘-甲苯+5mL1%（V/V）氯化甲基三辛基铵-MIBK，用MIBK定容到50mL容量瓶。

三、不确定度评估

（一）数学模型

其中：c为标准曲线上读出的浓度，单位为mg/L；v1为样品移取容积，单位为mL；v2为样品定容后待测容积，单位为mL。从数学模型看，汽油中锰含量检测结果除偶然因素外仅跟三个参数有关。

（二）B类不确定度评定

（1）v1标准不确定度。试样移取容积为5mL，根据JJG196，5mL单标线吸量管的容量允差为±0.015mL，取均匀分布的包涵因子为 ，则其标准不确定度u1为：

（2）v2标准不确定度。定容容积为50mL，根据JJG196，50mL单标线容量瓶的容量允差为±0.05mL，取均匀分布的包涵因子为 ，则其标准不确定度u2为：

（3）c标准不确定度。浓度c的标准不确定度来源于标准工作曲线溶液系列检测值的线性回归分析，曲线方程如下式表示。详见表1。

（三）A类不确定度按照上文中中的5个浓度制作校准曲线检测了20个样品，根据预评估法评定A类不确定度。

四、结语

通过增加标准工作曲线的检测点，经过试验总结发现四个点和五个点的扩展不确定度明显小于三个浓度点的扩展不确定度。通过标准曲线制作的改进，扩展不确定度U仅为0.06mg/L，为国家推行国Ⅴ甚至国VI汽油的检验、监督和判定提供了有效的技术手段。改进后的方法和不确定度的评估已用于流通领域成品油的抽查检验和流通企业的质量验收。

参考文献：

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[2]张永夏， 曹喜焕， 朱丹萍，等. 原子吸收光谱法测定汽油中锰含量不确定度的评定[J]. 计量与测试技术， 2010， 37（6）：57-58.

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