鐘利倫 黃 煒 彭 聰 鄭 琿

（1.廣州市公安司法鑒定中心，廣東廣州510030；2.公安部物證鑒定中心，北京100038）

氣相色譜法測(cè)定苯、甲苯、二甲苯含量的不確定度評(píng)定

鐘利倫1黃 煒1彭 聰1鄭 琿2

（1.廣州市公安司法鑒定中心，廣東廣州510030；2.公安部物證鑒定中心，北京100038）

測(cè)定不確定度為：“表征合理的賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)的參數(shù)?！备鶕?jù)JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》和JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》內(nèi)容來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可中測(cè)量不確定度的評(píng)定。以測(cè)定樣品中苯、甲苯、二甲苯的含量為例，評(píng)定了氣相色譜法測(cè)定結(jié)果的不確定度。建立數(shù)學(xué)模型，分析各不確定度分量，將不確定度分量合成，并計(jì)算其測(cè)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。

氣相色譜苯甲苯二甲苯不確定度

引言

隨著我國(guó)司法鑒定管理體制的不斷完善，我國(guó)的法庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室正逐步開展實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作，要求分析測(cè)試人員證明其結(jié)果的質(zhì)量，特別是通過度量結(jié)果的可信度來證明結(jié)果的適宜性，這就引出了測(cè)量不確定度的概念。測(cè)定不確定度為：“表征合理的賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)的參數(shù)?！痹趯?shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作中，主要根據(jù)JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》和JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的內(nèi)容來進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定［1-3］。為表達(dá)氣相色譜法測(cè)定苯、甲苯、二甲苯定量結(jié)果的分散程度，并對(duì)結(jié)果給予一個(gè)合理的較高置信度水平存在的區(qū)間寬度，本文對(duì)氣相色譜進(jìn)樣法測(cè)定苯、甲苯、二甲苯進(jìn)行了不確定度評(píng)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

配制一定濃度的二硫化碳中苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知樣溶液，取樣分析，扣除溶劑空白分別測(cè)得標(biāo)樣和未知樣品的峰高H，本實(shí)驗(yàn)在室溫23.5℃條件下操作。

1.2 儀器條件

安捷侖6890N，檢測(cè)器：FID，色譜柱：DB-5（30m×0.25mm×0.25μm），柱前壓：20PSI，柱溫：初溫140℃，恒溫1min，以5℃/min升到180℃，然后以30℃/min升到280℃，恒溫5min；檢測(cè)器溫度290℃，進(jìn)樣口溫度280℃。

2 建立數(shù)學(xué)模型

苯系物濃度計(jì)算公式為：

式中：c—待測(cè)樣品中苯系物的濃度μg/mL

c0—苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度μg/m L

A—待測(cè)樣品中苯系物的峰高μV

A0—苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰高μV

由傳播定律可得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為：

式中：u(c)-c的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，μg/mL

u(c0)-c0的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，μg/m L

u(A)-A的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，μV

u(A0)-A0的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度，μV

3 苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度分析

苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法為：有10μL進(jìn)樣針分別取5.00μL的色譜純苯，甲苯、鄰間對(duì)二甲苯混合于5.00mL容量瓶中，以二硫化碳稀釋至刻度的儲(chǔ)備液，再用25μL進(jìn)樣針取15.0μL儲(chǔ)備液稀釋至5.0m L備用（表1）。

表1 苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

用數(shù)學(xué)公式表示為：

式中：m—苯系物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量，mg

p—苯系物標(biāo)準(zhǔn)純度

f—為稀釋因子，f=Vf/V,Vf代表稀釋后的體積，Vi代表稀釋前的體積

這里稀釋為采用25μL微量注射器和5mL的容量瓶來完成的，所以c0的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1 苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液量取不確定度u(m)

苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液量取不確定度主要來自微量注射器產(chǎn)生的不確定度，10μL微量注射器的允許誤差為±1%，取半寬度為±0.1μL，按均勻分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1/由此得出苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度（表2）。

表2 苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度

3.2 苯系物純度的不確定度u（p）

色譜純?nèi)N苯系物純度均為99.9%±0.1%，按照均勻分布換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為

3.3 容量瓶和注射器體積的不確定度u（Vf），u（Vi）

5mL容量瓶和25μL注射器的總?cè)萘空`差檢定證書分別為±0.2mL和±0.25μL，按照均勻分布換成標(biāo)準(zhǔn)偏差，即5m L容量瓶為0.2/=0.12m L，25μL注射器為0.25/=0.14μL。

表3 容量瓶和注射器的不確定度

由于兩次使用5mL容量瓶，有：

由（3）式可得：

4 色譜峰高測(cè)量值A(chǔ)(A0)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

本次測(cè)定采用單點(diǎn)校正法求校正因子來定量，因此色譜峰高值A(chǔ)(A0)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度分量主要由氣相色譜儀的定量重復(fù)性引起的不確定度，重復(fù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)和樣品各6次測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)和樣品各6次測(cè)的結(jié)果

表5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由（2）式可得

樣品測(cè)得苯濃度為c=1.80μg/mL，則

u(c苯)=1.80×0.063=0.11μg/mL

同樣

樣品測(cè)得甲苯濃度為c=1.76μg/mL，則

u(c甲苯)=1.76×0.077=0.14μg/mL

樣品測(cè)得對(duì)（間）二甲苯濃度為c=3.40μg/mL，則u(c對(duì)（間）二甲苯)=3.40×0.053=0.18μg/mL

樣品測(cè)得鄰二甲苯濃度為c=2.01μg/mL，則u(c鄰二甲苯)=2.01×0.059=0.12μg/mL

6 擴(kuò)展不確定度分析

取包括因子k=2（近似95%置信概率），則U=k×u(c)

U苯=2×0.11=0.22μg/m L

U甲苯=2×0.14=0.28μg/mL

U對(duì)（間）二甲苯=2×0.18=0.36μg/mL

U鄰二甲苯=2×0.12=0.24μg/mL

7 最后結(jié)果表示

c苯=(1.80±0.22)μg/mL

c甲苯=(1.76±0.28)μg/mL

c對(duì)（間）二甲苯=(3.40±0.36)μg/mL c鄰二甲苯=(2.01±0.24)μg/mL

8 結(jié)果討論

隨著我國(guó)司法鑒定管理體制的不斷完善，法庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室正逐步開展實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定工作。本文用氣相色譜法定量測(cè)定苯、甲苯、二甲苯并對(duì)測(cè)定不確定度進(jìn)行評(píng)估，獲得滿意結(jié)果。

［1］賴煜東.實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可中測(cè)量不確定度的評(píng)定［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2015，（06）.

［2］鄭琿，張素波，黃星，等.氣相色譜法測(cè)定甲基苯丙胺含量的不確定度評(píng)定［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2009，（01）.

［3］趙敬真，郝紅霞.毒物定量分析測(cè)量不確定度評(píng)定［J］.中國(guó)法醫(yī)學(xué)雜志，2010，（02）.