分光光度法测定工业废水中铅的不确定度分析

'分光光度法测定工业废水中铅的不确定度分析区伟肇庆市环境保护监测站广东肇庆526000摘要渗照GB/T7475-1987《水质铜、铅、锌、镉的测定》的技术规范，通过对分光光度法测定工业废水中铅标准样品的分析，阐述了铅测量不确定度的评定步骤，归纳了影响铅测量结果的不确定度分量，得出了工业废水中铅测定结果的相对合成标准不确定度。关键词:工业废水；铅；分光光度法；不确定度随着我国现代工业建设步伐的加快，工业废弄物排放量日益增加。铅作为一种毒性很强的有害重金属,不仅对水质及水牛牛物造成影响，而且通过食物渠道对人们的安全构成极大威胁。测量不确定度指的是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性，目前在分析化学领域的审图研究中得到广泛的应用。在工业废水中铅含量的测定中，通过分光光度法对工业废水中铅的不确定度进行分析，充分考虑各种复杂因素对测量结果不确定度的影响。希望以此能够反映检测实验室测量结果的准确性和检测人员的技术水平。1概述1.1检测方法依据《水质铜、铅、锌、镉的测定原子吸收分光光度法GB/T7475—1987》进行测定。将待测样品肓接吸入火焰中，在火焰中形成原子蒸汽。从空心阴极灯发出的特征谱线的光通过原子蒸汽，样品中待测元素的基态原子蒸汽对来自空心阴极灯的的特征谱线（共振线）产牛吸收。通过测量样品和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中待测元素的浓度。1.2检测设备 测量设备有Z—5000原子吸收分光光度计等。1.3实验样品样品编号为u1102210131.4数学模型水中铅的浓度计算公式如下：Y=bC+a式中：Y:吸光值；C:待测元素；a:曲线截距；b:曲线斜率。2结果与讨论2.1标准不确定度分量μ(Xi)2.1.1不确定度来源分析测定水样中铅的不确定度分量由四部分构成，1：标准物质溶液自身的不确定度，2:标准曲线拟合产生的不确定度，3:标准物质溶液稀释成标准系列过程中产生的不确定度，4:平行测定产生的不确定度。Z-5000原子吸收分光光度计带来的不确定度分量的评定由省计量局的仪器检定证书提供。火焰原子吸收部分不确定度为:U=1%.K=2,RSD=0.0126%o按正态分布K=1.64,相对标准不确定度Urel=0.0126%/1.64二0.000077。因此，由分析仪器带来的不确定度分量是很微小的不确定度分量，对不确定度的影响可以忽略不计。标准物质溶液浓度的不确定度，记为:u(Ca)标准溶液稀释产生的不确定度，记为:u(P)拟合曲线产生的不确定度，记为:u(R)样品重复性测定产生的不确定度，记为:u(F) 2.1.2标准不确定度分量的计算标准物质溶液浓度及稀释过程引入的不确定度u(Ci)o标准物质是由国家环境标准样品研究所提供有证标准物质(GSB07-1257-2000),证书编号为:100504。浓度为1000mg/L,相对不确定度为l%o即Urel(C储)=l%o2.1.2稀释过程引入的不确定度稀释过程:取10ml的1000mg/L储备液稀释到250ml容量瓶(25倍)得到中间液40mg/L,用中间液稀释1:10,1:20稀释得到标准溶液0.2ml/Lo过程中使用单标线移液管5ml、10ml;容量瓶lOOmk200ml>250ml。体积测量主要存在三个不确定度因素:体积校准、温度和测量重复性。10ml单标线移液管示值允差的不确定度u(VOl)10ml单标线移液管示值允差±0.020ml>k=,标准不确定度为u(VOl)=0.020/=0.0115mlo10ml单标线移液管读数重复性的不确定度u(V02)10ml单标线移液管读数重复性±0.005ml>k=,标准不确定度为:标准不确定度u(V02)=0.005×10/=0.0290ml□2.1.3温度的不确定度u(V03)因水膨胀系数(2.1×10-4)显著大于容量器具膨胀系数(1.0×10-5),所以统计时一•般只考虑前者，而忽略温度对器具本身体积影响。实验温度为22°C,由其引起的体积变化：V×a×At=10×2.1×10—4×2=0.0042mlo按正态分布统计，温度引起的标准不确定度：u(V03)=0.0042/1.96=0.0021mlo由此，10ml单标线移液管溶液体积的标准不确定度:其相对不确定 度:Urel(VO)=(0.0312/10)×100%=0.312%o参照上述方法，可以计算出本实验中移液管和容量瓶所引起的标准不确定度以及相对不确定度如表1所示。表1玻璃器具(A级)引起的标准不确定度和相对标准不确定度由此对于标准使用溶液引入的相对不确定度:2.2拟合标准曲线校准产生的不确定度u（R）2.2.1拟合过程采用5个浓度水平的铜标准溶液（加0点为6点），分别测定两次，得到相应的吸光度值Y,用最小二乘法进行拟合，得到直线方程和相关系数。工作曲线数据如表2:表2标准曲线数据注:C■标准溶液浓度，ug/L;Y・实测吸光值;Y0■按冋归曲线计算得岀吸光值。用最小二乘法求得冋归曲线为:y=0.0122C+0.00012r=0.9999,对水样进行了次测试，测得Pb的数据见表3:样品浓度的平均值为C=1.02mg/Lo表3样品测定数据2.2.2由标准曲线拟合带来的标准不确定度u（R）式中:SR:冋归曲线的剩余标准差（残差的标准差）b:斜率b=0.0122P:待测样品的重复测定次数P=lln:冋归曲线的点数n二10（每个标准溶液浓度进行2次测量共10次）:待测样品浓度的平均值=1.02mg/L:标准溶液的平均浓度值 C0:各标准溶液浓度值；AOi:各标准液的实际响应值（实际吸光值）；a+bCOi:根据冋归曲线算岀来的理论值；则由标准曲线拟合带来的不确定度=0.0040mg/L2.2.3标准曲线校准带来的相对不确定度Urel(R)=u(R)/=0.0029mg/L/1.02mg/L=0.28%2.3样品重复性测定产生的不确定度u(F)在重复性条件下,对水样进行了□次独立测试，测得Pb的浓度值为:1.03mg/L>1.03mg/L^1.03mg/L>1.02mg/L^1.02mg/L>1.02mg/L>1.02mg/L>l.Olmg/L、1.01mg/L>1.01mg/L.l.Olmg/Lo样品浓度的平均值为=1.02mg/Lo单次测量的不确定度测量结果的相对不确定度=0.25%3结论3.1合成标准不确定度3.1.1相对合成不确定度3.1.2合成标准不确定度由于被测水样xTX-=1.02mg/L,则测量结果的合成标准不确定度为:u(C)二×Urel(C合)=1.02mg/L×1.33%=0.0136mg/L 3.2扩展不确定度按国际通用的95%的置信概率K=2,则扩展不确定度U二±2×0.0136=±0・0272mg/L。3.3不确定度报告采用《水质铜、铅、锌、镉的测定原子吸收分光光度法GB/T7475—1987》进行测定样品编号为"110221013"中俄界河联合监测质控考核样品，水中铅的测定结果为：C=(1.02±0.03)mg/L(k二2,p=95%)。4结语综上所述，实验结果表明，分光光度法测定工业废水中的铅的不确定度是一种行之有效的方法，具有操作简单、灵敏度高及干扰少等特点，是较为理想的重金属分析方法。随着铅含量测量工艺技术的不断发展，分光光度法测定铅的不确定度具有更好的发展前景。参考文献［1］钟卉芬，原子吸收分光光度法测定水中铜的不确定度评定卩］・广东化工，2011年07期⑵赵越，火焰原子吸收法测定水中铜的测量不确定度评定［J］.黑龙江科技信息,2012年第24期'