原子吸收光谱法测定水质中铁含量不确定度的评定

周江亮 张祥

海南核电有限公司 海南昌江 572700

检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求》（RB/T214-2017）中明确规定，检验检测机构应建立并应用评定测量不确定度的程序。建立相应的数学模型，给出相应的评定测量不确定度案列。该文依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，结合测量方法和模型，通过分析水质中铁的测定过程，确定不确定度的来源，建立原子吸收光谱法测定水质中铁含量不确定度的数学模型，为其正确评价与使用检测数据提供依据[1]。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

铁标准溶液（100mg/L，GSB04-1767-2004，国家钢铁材料测试中心）；硝酸、盐酸；AA400（PE）原子吸收分光光度计；Milli-O 超纯水器。

1.2 实验方法

移取100mL 水样，加5mL 硝酸，置于电热板上，在近沸状态下蒸至近干，消解完全后，加（1+99）盐酸溶液溶解残渣，转移至50mL 容量瓶中，用（1+99）盐酸溶液定容，上机测定，同时用水做空白。其中铁工作曲线通过两步配制过程得到，先配制中间标准溶液A，然后由A 逐级稀释配制工作曲线。

2 测量不确定度的测量模型与来源

2.1 水质中铁含量测定的测量模型

式中：C 为样品中铁的质量浓度，mg/L；C1 为试样中铁的质量浓度，mg/L；C2 为空白中铁的质量浓度，mg/L；V1 为试样定容体积，mL；V 为取样体积，mL；D 为试样稀释倍数。

2.2 不确定度来源分析

原子吸收光谱法测定水质汇中铁含量的测量不确定度来源有以下5 个方面：①标准溶液配制引起的不确定度；②标准工作曲线拟合引起的不确定度；③样品处理后定容体积引起的不确定度；④样品重复性测量引起的不确定度；⑤分析仪器引起的不确定度[2]。

3 不确定度分量的评定

3.1 标准溶液配制引起的不确定度Ur（C 标）

铁标准工作溶液的配制过程：用5mL 刻度吸管（A 级））准确移取5mL浓度为100mg/L的铁标准溶液（GSB04-1767-2004），置于50mL 容量瓶中（A 级），用水稀释至刻度摇匀，配制成浓度为10mg/L 的铁标准工作溶液。

①刻度吸管移取标准母液引入的不确定度Ur（V5）。

JJG196-2006 中5mL 刻度吸管的容量允差为±0.025mL，则区间半宽度α=0.025，按矩形分布评定，包含因子K=3，即：

刻度吸管校准温度为20℃，实验室实际温度在（20±5）℃范围内变化。水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，由温度导致的体积变化为±（5×5×2.1×10-4）=±0.00525mL。按矩形分布评定，区间半宽度α=0.00525，包含因子k=3，即：

因此，5mL 移液管引起的相对不确定度

②容量瓶的相对不确定度Ur（V50）。

JJG196-2006 中50mL 容量瓶的容量允差为±0.05mL，则区间半宽度α=0.05，按矩形分布评定，包含因子K=3，即：

容量瓶校准温度为20℃，实验室实际温度在（20±5）℃范围内变化。水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，由温度导致的体积变化为±（50×5×2.1×10-4）=±0.0525mL。按矩形分布评定，区间半宽度α=0.0525，包含因子k=3，即：

因此，由50mL 容量瓶定容引起的不确定度

由标准溶液配制引起的不确定度：

3.2 标准工作曲线拟合引起的不确定度Ur（C 工）

测 定 浓 度 为0.00、0.20、0.50、1.00、2.00mg/L 的 标准工作液的吸光度， 每个浓度的测定2 次， 标准曲线为：y=0.0754x+0.0013，其中斜率b=0.0013，截距a=0.0754，相关系数为R2=0.9985。

标准工作曲线溶液浓度的平均值，c=0.633mg/L。样品浓度的平均值x=0.0389mg/L。由标准工作曲线拟合引起样品测定值不确定度：

3.3 样品处理后定容体积引起的不确定度Ur（V 样）

样品经前处理后的消解液用50mL 的A 级容量瓶进行定容，容量瓶定容引起的不确定度Ur（V 样）同3.1 ②的计算，Ur（V 样）=8.37×10-4。

3.4 样品重复性测量引起的不确定度Ur（X）

实际测定样品6 次，测定数据见表3，重复性标准差：

3.5 分析仪器引起的不确定度Ur（J）

AA400（PE）原子吸收分光光度计最大允许误差为0.5%，则分析仪器引起的不确定度：

4 计算合成相对不确定度

水质中铁含量测定结果为0.0389mg/L，合成不确定度为：

285 在95% 置信水平下，取扩展因子k=2，扩展不确定度U=2×1.56×10-4=3.12×10-4。水质中铁含量测定结果表示为（0.0389±3.12×10-4）mg/L。

5 结语

通过原子吸收光谱法测定水质中铁不确定度的评定，表示结果为（0.0389±3.12×10-4）mg/L，测定不确定度的主要来源是标准溶液配制产生的不确定度分量，其次是分析仪器和样品重复性测量引起的不确定度，样品处理后定容体积和标准工作曲线拟合引入的不确定度相对较小[3]。