铅是一种广泛存在于自然界的人体非必需元素,天然水中很少含有铅。生活饮用中的铅主要来自含铅的家庭管道,即从水管、焊料、配件等方面。铅能在骨骼中蓄积,对中枢和周围神经系统产生影响。婴儿、6岁以前的儿童以及孕妇是铅危害的最易感者[1]。因为精密度和准确度是定性概念,不宜定量表示,所以需要用量值表示的均用不确定度[2]。本文为工作中石墨炉原子吸收法测定铅含量不确定度的评价提供参考。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
AAnalyst 800型原子吸收光谱仪(PE,美国);高纯水(18.2 MΩ·cm);硝酸HNO3(优级纯);铅标准储备液1 000 mg/L(GSB 04-1742-2004,国家有色金属及电子材料分析测试中心研制);基体改进剂1%硝酸钯(光谱纯,PE);水质金属混合标样(GSB 07-3186-2014)。
1.2 实验方法
用铅标准溶液进行逐级稀释至50 μg/L,用1%的稀硝酸作为稀释液,仪器自动稀释成 0.0 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、30 μg/L、40 μg/L、50 μg/L的6个浓度标准系列。吸取水样于PE进样杯中,利用自动进样器取20 μl试样+5 μl的1%硝酸钯,进行测定。仪器工作条件为:波长283.31 nm;灯电流:15 A;狭缝:0.7 nm;石墨炉升温程序见表1。
2 结果与分析
2.1 测量结果
铅标准溶液及水质混合标样测定结果,见表2。
2.2 建立数学模型
水中铅含量计算公式:
式中:ρ-水样中铅的质量浓度,μg/L;ρ1-由校准曲线查得的水样中铅的质量浓度,μg/L;V1-测定水样的体积,ml;V-原水样的体积,ml。
2.3 测量不确定度的来源
不确定度的主要有以下几个方面[3-8]:
2.3.1 标准溶液引入的不确定度Urel(1) 铅标准溶液浓度为1 000 μg/ml,其扩展不确定度为2 μg/ml,包含因子为k=2,则其相对标准不确定度
2.3.2 标准溶液稀释过程中引入的不确定度Urel(2) 标准溶液的稀释过程为:用1 ml移液管吸取1 ml标准溶液,置于100 ml容量瓶中,用1%的稀硝酸定容至刻度,制成10 μg/ml标准中间溶液,以此类推,逐级稀释得到50 μg/L标准使用溶液,详见表3。
在实验中,各种量程移液管各用一次,100 ml容量瓶用到3次,故合成得到:
2.3.3 最小二次法拟合校准曲线过程中引入的不确定度Urel(3) 铅标准系列6个浓度点,每个浓度重复测定3次,结果见表2。得到标准曲线一次方程为:y=0.003 1 x+0.000 9,r=0.999 5。按下面公式计算标准不确定度。
其中
式中:SR为标准溶液响应信号残差的标准差;p为测定样品的次数;n为标准系列点的总测定次数;为标准溶液的平均含量;xi为参与拟合的每一次测量的每一个标准溶液含量;x为待测物含量;a为拟合曲线的截距;b为拟合曲线的斜率;yi为单次测定标准溶液的吸光度。标准曲线拟合引入的不确定度分量为:
2.3.4 石墨炉自动进样时引入的相对不确定度Urel(4) 自动进样器每个体积点的相对标准偏差在1%以内,可以考虑为矩形分布,仪器自动进样器引入的不确定度为:
即为吸取20 μl水样引入的不确定度分量。
2.3.5 样品重复测定引入的相对不确定度Urel(5) 在重复性条件下对样品进行12次测定,样品中铅含量见表2。按标准偏差公式计算:标准不确定度为其相对标准不确定度
表1 Pb测定石墨炉升温程序温度(℃) 爬升时间(s) 停留时间(s) 保护气流量(ml/min) 保护气类型干燥 130 15 30 250 Ar灰化 350 10 15 50 Ar灰化 800 10 15 250 Ar原子化 1 650 0 5 0 Ar除残 2 450 1 3 250 Ar
表2 铅标准溶液及样品测定结果标准浓度(μg/L) 吸光度 平均吸光值 12次标样测定值(μg/L)第1次 第2次 第3次0.00 0.002 1 0.000 9 0.001 7 0.001 6 24.10 21.98 10 0.030 0 0.028 9 0.035 4 0.031 4 23.51 25.65 20 0.065 8 0.054 7 0.069 8 0.063 3 26.32 25.14 30 0.096 0 0.092 2 0.098 3 0.095 5 24.22 23.97 40 0.121 4 0.130 8 0.134 5 0.128 9 23.16 24.69 50 0.152 4 0.157 5 0.160 7 0.156 9 24.83 23.87
表3 玻璃量器的相对标准不确定度分量计算注:
2.5 合成标准不确定度和扩展不确定度
综合以上2.3.1~2.3.5可计算石墨炉原子吸收光谱法测定应用水铅的合成标准不确定度
2.6 不确定度报告
本实验通过石墨炉原子吸收光谱法测定水质金属混合标样中铅的扩展不确定度为U=0.68 μg/L×2=1.3 μg/L,结果报告为:ρ=24.29 μg/L,U=1.3 μg/L,k=2。
3 讨论
文章来源:《中国卫生标准管理》 网址: http://www.zgwsbzglzz.cn/qikandaodu/2020/0808/511.html
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