徐琴 徐靜 沈葉龍

摘 ?要：文章參照HJ776-2015方法采用ICP-MS測定水和廢水中的硅含量，并分析評定了該過程中的測量不確定度。結果表明，當試樣中硅含量為2.95mg/L時，擴展不確定度為0.048mg/L，且測定過程中所用儀器和標準曲線擬合引入的不確定度對測量結果影響較大。

關鍵詞：ICP-MS;水和廢水;硅含量;不確定度

中圖分類號：X832 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0130-03

Abstract： This paper adopts HJ776-2015 method and uses ICP-MS to determine the silicon content in water and wastewater， and the nanalyzes the evaluation of measurement uncertainty in this process. The results show that when the silicon content in the sample is 2.95mg/L， the expanded uncertainty is 0.048mg/L， and the uncertainty introduced by the instrument and standard curve fitting used in the determination process has a great influence on the measurement results.

Keywords： ICP-MS; water and waste water; silicon content; uncertainty

1 概述

工業(yè)用水的水質對工業(yè)生產(chǎn)過程十分重要，使用優(yōu)質水源是保障設備正常運轉、企業(yè)生產(chǎn)安全的關鍵。在企業(yè)實際生產(chǎn)中，鍋爐回用水、冷卻水等工業(yè)用水中的硅化合物很容易結成難以處理的硅垢，對相關裝置的熱量傳導以及所用設備的正常運轉非常不利。因此，檢驗檢測機構需具備準確測定水中硅含量的能力，而評定測定過程中的測量不確定度，分析影響測量結果準確性的因素尤為重要[1]。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

主要儀器：PE 8300DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀;

待測樣品：水和廢水;

標準物質：水中硅標準物質（GSB04-1752-2004（a），唯一標識178033），濃度為1000ug/mL。

2.2 測定方法

參照HJ776-2015[2]方法進行測定。

2.2.1 標準系列配制

100mg/L硅標準使用液：準確移取10mL水中硅標準物質原液至100mL容量瓶中，定容，搖勻，備用。

硅標準系列工作液：分別移取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL上述硅標準使用液至100mL容量瓶中，定容，搖勻，即得濃度為0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mg/L的硅標準系列，并加入1%的硝酸。

2.2.2 樣品的預處理

可溶性元素測定：水樣采用水系微孔濾膜過濾后加入1%的硝酸，上機測試。

元素總量測定：取一定體積水樣加入適量硝酸溶液，用電熱板緩慢加熱消解至近干。取下冷卻，重復前述操作至溶液顏色不變。再次取下冷卻，滴加硝酸及少許水，于電熱板上進一步加熱直至殘渣完全溶解。待冷卻后，加純水定容至取樣體積，保持酸度不變即可。

2.2.3 測量過程

采用ICP-MS測定硅標準系列工作液，繪制標準工作曲線。再對消解好的水樣進行測定，利用標準曲線方程計算出水樣中的硅含量。

2.3 數(shù)學模型的建立

3 結果與分析

3.1 不確定度的來源分析

根據(jù)實際測定過程與建立的數(shù)學模型，該實驗方法的不確定度主要來源為測定重復性、標準溶液及其配制過程、測試儀器以及標準曲線擬合等。結合上述分析，不確定度來源如圖1所示。

3.2 不確定度分量的評定

3.2.1 測量重復性引入的不確定度ur（a）

3.2.3 測試儀器引入的不確定度ur（c）

經(jīng)查實驗所用ICP-MS的檢定證書，其RSD=4.0%，k=2，根據(jù)均勻分布，計算得：ur（c）=4.0%/2=0.020。

3.2.4 標準曲線繪制引入的不確定度ur（d）

使用ICP-MS對硅標準系列溶液的5個濃度點各重復測定三次，結果如表2。

3.3 合成不確定度的評定

3.3.1 標準不確定度分量一覽表

3.3.2 合成標準不確定度u的計算

3.4 擴展不確定度的評定

置信水平為0.95時，取k=2，計算得水中硅含量的擴展不確定度為U=K×u=2×0.024=0.048。

4 測量不確定度的報告

用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定水和廢水中硅含量的測量不確定度結果為（2.95±0.048）mg/L，k=2，P=95%。

5 結果討論

結合表3中各個標準不確定度分量的大小可知，采用ICP-MS測定水中硅含量的實驗過程中，其不確定度影響因素主要來自于測試儀器誤差、標準工作曲線擬合以及標準工作液的稀釋配制，因此，在日常檢驗工作中，相關機構應注重大型儀器的保養(yǎng)維護，使用精度較高的量具和有證標準物質試劑，同時檢驗人員還需嚴格按照標準規(guī)范操作，以盡可能減少測量誤差，此外，對于特殊樣品還可以增加平行測定次數(shù)，以便得到更準確的測定結果。

參考文獻：

[1]化學分析中不確定度的評估指南 CNAS-GL006：2019[S].

[2]水質32種元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法HJ766-2015[S].

[3]生活飲用水標準檢驗方法金屬指標 GB/T5750.6-2006[S].