許 晉，羅 平，趙海華

(江門(mén)新財(cái)富環(huán)境管家技術(shù)有限公司，廣東 江門(mén) 529100)

1 檢測(cè)方法

1.1 方法依據(jù)及原理

依據(jù)HJ 636-2012《水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》，對(duì)水中總氮的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。

在120～124℃下，堿性過(guò)硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長(zhǎng)220 nm 和275 nm 處，分別測(cè)定吸光度A220和A275，按A = A220- 2A275，計(jì)算校正吸光度A，總氮(以N 計(jì))含量與校正吸光度A 成正比。

1.2 主要儀器及試劑

(1)紫外分光光度計(jì)：具10mm石英比色皿。

(2)高壓蒸汽滅菌器：最高工作溫度不低于120～124℃。

(3)具塞玻璃磨口比色管，25 mL。

(4)硝酸鉀(KNO3)：基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純。

1.3 操作步驟

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要將硝酸鉀溶解并稀釋配制成一些列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以總氮(以N 計(jì))濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，再對(duì)水中總氮進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1 校準(zhǔn)曲線繪制

稱(chēng)取0.7218g 硝酸鉀溶于適量水，移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。用移液槍量取10mL該溶液至100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻得硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液(ρN=10.0mg/L)。

將硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液，用200 μL、1 mL、5 mL和10 mL移液槍準(zhǔn)確量取0.00，0.20，0.50，1.00，3.00 和7.00mL于25mL具塞磨口玻璃比色管中，加水和消解劑，在120～124 ℃消解30 min。冷卻，加鹽酸，加水定容，校準(zhǔn)曲線溶液濃度分別為：0 ,0.080,0.20,0.40,1.20,2.80 mg/L。此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液見(jiàn)表1。分別測(cè)定A220和A275，繪制校準(zhǔn)曲線。

1.3.2 樣品測(cè)定

用移液槍量取10mL水樣于25mL具塞磨口玻璃比色管中，進(jìn)行測(cè)定。對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不確定度評(píng)定分析。

表1 總氮校準(zhǔn)曲線溶液配制

2 建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)測(cè)量原理得到水樣中總氮含量測(cè)定的數(shù)學(xué)模型：

ρ = xf +ε

(1)

式中：ρ——樣品中總氮(以N計(jì))的質(zhì)量濃度，mg/L；

x——線性回歸法測(cè)定試樣中總氮的質(zhì)量濃度，mg/L；

f——稀釋倍數(shù)；

ε：其他測(cè)量誤差。

總氮濃度由線性回歸方程計(jì)算得到：

y = ax + b

(2)

式中：y——紫外分光光度法測(cè)定總氮的吸光度值；

a——回歸方程斜率；

b——回歸方程截距。

測(cè)定水樣中總氮時(shí)，引入的各不確定度相互獨(dú)立，相對(duì)合成不確定度為：

(3)

式中：u (fs)——標(biāo)準(zhǔn)溶液配制稱(chēng)量與稀釋過(guò)程引入的不確定度；

u (x)——線性回歸方程x值擬合不確定度；

u (s)——樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

3 不確定度的來(lái)源的分析

由檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)模型分析，引起不確定度來(lái)源有以下幾個(gè)方面：

(1)總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度u (fs)；

(2)線性回歸方程x值擬合不確定度u (x)；

(3)樣品測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度u (s)。

中華傳統(tǒng)文化是世界文化之林中的一道獨(dú)特風(fēng)景，在寬廣遼闊的祖國(guó)大地上，風(fēng)情各異的地方節(jié)慶對(duì)于傳承豐富多樣的傳統(tǒng)文化，具有突出的作用。在國(guó)家大力進(jìn)行社會(huì)主義文化建設(shè)之際，深入探討地方節(jié)慶對(duì)傳統(tǒng)文化的傳承價(jià)值，是非常有必要和有意義的。筆者擬以海南軍坡節(jié)為例，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入探討。

4 不確定度分量的評(píng)定

4.1 配制總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u(fs)

4.1.1 配制總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的不確定度u (fs1)

配制總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的不確定度采用B類(lèi)不確定度評(píng)定方法進(jìn)行測(cè)定。

總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制為稱(chēng)取0.7218g硝酸鉀，于1000 mL容量瓶中稀釋定容。然后用10 mL移液槍取10 mL該液于100 mL容量瓶中，稀釋定容，配制成10.0 mg/L的總氮標(biāo)準(zhǔn)使用液。因此，此處需評(píng)定天平、移液槍和容量瓶的不確定度。

天平(ML204)、移液槍(10 mL)、容量瓶(100 mL)和容量瓶(1000 mL)的擴(kuò)展不確定度見(jiàn)相應(yīng)的校準(zhǔn)證書(shū)，分別為：0.0003 g(k = 2)、3 μL(k = 2)、0.03 mL(k = 2)和0.13 mL(k = 2)，則相對(duì)不確定度為：

4.1.2 配制總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u (fs2)

配制總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度采用B類(lèi)不確定度評(píng)定方法進(jìn)行測(cè)定。

由于1#、2#、3#、4#、5#標(biāo)準(zhǔn)溶液是由標(biāo)準(zhǔn)使用液稀釋配制得到，因此，此處需評(píng)定配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)移液槍及比色管引入的不確定度。移液槍的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度由校準(zhǔn)證書(shū)給出，比色管的不確定度由容量允差、使用溫度差異二方面進(jìn)行合成。

4.1.2.1 移液槍引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

0.2 mL移液槍校準(zhǔn)證書(shū)給出的不確定度是0.4 μL，按k=2計(jì)算，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

1 mL移液槍校準(zhǔn)證書(shū)給出的不確定度是0.4 μL，按k = 2計(jì)算，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 mL移液槍校準(zhǔn)證書(shū)給出的不確定度是2μL，按k = 2計(jì)算，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

10 mL移液槍校準(zhǔn)證書(shū)給出的不確定度是3μL，按k = 2計(jì)算，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.1.2.2 比色管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

25 mL比色管的容量允差為 ± 0.25 mL(JJG 196-2006)，則25 mL比色管容量允差引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

實(shí)驗(yàn)室的溫度變化在±3℃間變化，水的體積膨脹系數(shù)為2.1 × 10-4℃-1，體積變化為25 mL × 2.1 × 10-4℃-1× 3℃ = 0.016 mL。即溫度引入的比色管相對(duì)不確定度為：

25 mL比色管的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.1.2.3 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液

配制0#標(biāo)準(zhǔn)溶液使用25 mL比色管引入的相對(duì)不確定度為：5.80 × 10-3。

配制1#標(biāo)準(zhǔn)溶液使用0.2 mL移液槍和25 mL比色管引入的相對(duì)不確定度為：。

配制2#、3#標(biāo)準(zhǔn)溶液使用1 mL移液槍和25 mL比色管引入的相對(duì)不確定度均為：。

配制4#、5#標(biāo)準(zhǔn)溶液使用5 mL和10mL移液槍和25 mL比色管引入的相對(duì)不確定度均為：。

配制總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)不確定度中，配制1#標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定最大，因此，選擇此不確定度為u (fs2)=5.89× 10-3。

4.1.3 配制總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u (fs)為：

4.2 線性回歸方程擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (x)

線性回歸方程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用A類(lèi)不確定度評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定?；貧w直線的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差SR：

(4)

式中：yi——各濃度測(cè)得的吸光度值；

xi——各質(zhì)量濃度點(diǎn)的濃度值；

n——回歸直線濃度點(diǎn)數(shù)。

校準(zhǔn)曲線擬合的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為：

(5)

式中：n——回歸直線濃度點(diǎn)數(shù)；

p——測(cè)量樣品次數(shù)；

——標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度的平均值；

m——第一次樣品測(cè)定的質(zhì)量濃度值。

表2 紫外分光光度法測(cè)定水中總氮的校準(zhǔn)曲線

回歸方程：y = 0.2384 x +0.0002，其中a=0.2384，b=0.0002，r=0.9998

根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算校準(zhǔn)曲線的剩余標(biāo)準(zhǔn)差：

校準(zhǔn)曲線擬合的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

因此，校準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.3 樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u (s)

樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度采用A類(lèi)不確定度評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定。

對(duì)水樣進(jìn)行10次平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 水樣重復(fù)測(cè)定結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)偏差由貝塞爾公式計(jì)算：

日常檢測(cè)對(duì)水樣測(cè)量一次(n = 1)，見(jiàn)表3編號(hào)1的數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果為1.0310 mg/L。得到樣品測(cè)量重復(fù)性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各不確定度分量匯總于表4。

表4 不確定度分量一覽表

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：0.023

6 評(píng)定結(jié)果表示

7 結(jié)論

(1)紫外分光光度法測(cè)定水中總氮，測(cè)量結(jié)果為1.031 mg/L，測(cè)量擴(kuò)展不確定度為0.048 mg/L(k = 2)，或表示為：測(cè)量結(jié)果為1.031 mg/L，測(cè)量擴(kuò)展不確定度為5%(k = 2)。

(2)分析得出對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大的主要分量是校準(zhǔn)曲線測(cè)定引入的不確定度，其次為樣品測(cè)定重復(fù)性引入的不確定度。