李陽 孫洪梅 馬清書 張昊

摘 要：目的：本文通過對(duì)礦泉水中溴酸鹽的測(cè)定，分析了測(cè)定溴酸鹽過程中不確定度因素的來源，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。方法：采用離子色譜法，對(duì)礦泉水中溴酸鹽進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果：通過計(jì)算給出礦泉水中溴酸鹽的不確定度。

關(guān)鍵詞：離子色譜法，溴酸鹽，不確定度

溴酸鹽[1]是礦泉水及泉水等多種天然水源在經(jīng)過臭氧殺菌消毒后所生成的消毒副產(chǎn)物，受熱后易分解，在國際上被定為2B級(jí)的潛在致癌物[2]。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制其在限量濃度范圍內(nèi)。不確定度是指在實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果中，由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能確定的程度，故而測(cè)量不確定度也是測(cè)量結(jié)果中的一部分。因此為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性，需要對(duì)其進(jìn)行不確定度的分析與評(píng)定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ICS-1500型離子色譜測(cè)定儀，美國戴安;離子色譜柱：AS19型陰離子分析柱;淋洗液：氫氧化鉀;1 000 mg/L溴酸根標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液，中國計(jì)量科學(xué)研究院。

1.2 實(shí)驗(yàn)用具

100 mL容量瓶、5 mL刻度吸量管（A級(jí)）、5 mL移液管（A級(jí)）、2 mL移液管（A級(jí)）[3]。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

（1）溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)中間溶液（50 μg/mL）：吸取5 mL溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（=1 000 μg/mL）于100 mL容量瓶中，稀釋定容至刻度。

（2）溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（1 μg/mL）：吸取2 mL溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于100 mL容量瓶中，稀釋定容至刻度。

1.3.2 進(jìn)樣

取經(jīng)過0.22 μm針頭式濾膜過濾后的水樣，并與所配制的溴酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線一同經(jīng)離子色譜儀測(cè)定進(jìn)行定性、定量分析。

2 不確定度分量來源的分析

測(cè)定過程中的不確定度[4]來源有測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度分量、標(biāo)準(zhǔn)使用溶液帶來的不確定度分量、標(biāo)準(zhǔn)曲線配制所引入的不確定度分量以及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度分量。

3 結(jié)果

3.1 測(cè)量的重復(fù)性引入的不確定度分量u1rel

為測(cè)定儀器的重復(fù)性，在相同條件下，對(duì)同一水樣連續(xù)測(cè)定了6次，測(cè)量結(jié)果分別為0.009 8 mg/L、0.010 6 mg/L、0.010 0 mg/L、0.010 0 mg/L、0.010 6 mg/L和0.010 0 mg/L。經(jīng)過多次重復(fù)性測(cè)量得出標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算為：

同時(shí)對(duì)水樣進(jìn)行平行雙樣測(cè)定，測(cè)定結(jié)果均為0.010 0 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度uprel

由溴酸根標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書查得k=2，uprel=0.003 0

3.3 標(biāo)準(zhǔn)使用溶液引入的不確定度u2rel

3.3.1 5 mL移液管（A級(jí)）引入的不確定度

容量允差服從矩形分布，為（5±0.015）mL，引入的不確定度計(jì)算為：

溫度服從矩形分布，為24 ℃，引入的不確定度計(jì)算為：

=0.008 99 mL

3.3.2 2 mL移液管（A級(jí)）引入的不確定度

容量允差服從矩形分布，為（2.00±0.010）mL，引入的不確定度計(jì)算為：

溫度服從矩形分布，為24 ℃，引入的不確定度計(jì)算為：

=0.005 85

=0.002 93

3.3.3 100 mL容量瓶引入的相對(duì)不確定度

容量允差服從三角形分布，為（100.0±0.10）mL，引入的不確定度計(jì)算為：

溫度服從矩形分布，為24 ℃，引入的不確定度計(jì)算為：

3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制引入的不確定度

3.4.1 5.00 mL刻度吸管（A級(jí)）引入的相對(duì)不確定度分量

容量允差服從矩形分布，為（5.00±0.025）mL，引入的不確定度計(jì)算為：

溫度服從矩形分布，24 ℃，引入的不確定度計(jì)算為：

=0.014 6 mL

3.4.2 100 mL容量瓶引入的相對(duì)不確定度分量

容量允差服從三角形分布，為（100.0±0.10）mL，引入的不確定度計(jì)算為：

溫度服從矩形分布，為24 ℃，引入的不確定度計(jì)算為：

=0.063 4 mL

=0.000 634

=0.002 99 mL

3.4.3 用曲線最大濃度點(diǎn)引入的不確定度分量來代表標(biāo)準(zhǔn)曲線配制引入的不確定度

=0.004 65

3.4.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度

根據(jù)表1由最小二乘法進(jìn)行擬合求得校準(zhǔn)曲線a=-0.000 20，b=0.738 2，y=-0.000 20+0.738 2x。10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濃度點(diǎn)的平均值為

水樣中溴酸鹽的測(cè)定次數(shù)n1=2，標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)的總測(cè)定次數(shù)n2=10，樣品測(cè)定結(jié)果均值X0=0.010 mg/L，根據(jù)，計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)溶液影響信號(hào)殘差的標(biāo)準(zhǔn)差SR=0.000 354;根據(jù)公式

計(jì)算得曲線擬合的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u0=0.000 414 mg/L。

3.5 合成不確定度

合成相對(duì)不確定度

u合=0.01 mg/L×0.048 4=0.048 4 mg/L

3.6 結(jié)果報(bào)出

取k=2，擴(kuò)展不確定度U=0.000 484×2=0.001 mg/L

ρ=（0.010±0.001）mg/L（k=2）

4 小結(jié)

綜上所述，用離子色譜法測(cè)水樣中溴酸鹽濃度為0.010 mg/L，其擴(kuò)展不確定度為0.001 mg/L，從上述評(píng)定來看，影響不確定度因素最大的是曲線擬合，其次是測(cè)量重復(fù)性，為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡量使用高精密的器具及增加測(cè)量樣品的次數(shù)，進(jìn)而降低最終結(jié)果的不確定度以達(dá)到滿意結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)，國家食品藥品監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法：GB 8538—2016[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[2]宋正啟，汪瑞俊，董松.離子色譜法測(cè)定飲用水中溴酸鹽的不確定度評(píng)定[J].廣州化工，2014，42（13）：120-122.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.常用玻璃量器檢定規(guī)程：JJG 196—2006[S].北京：中國計(jì)量出版社.

[4]魏濱，于維森，殷茂榮，等.生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法不確定度評(píng)定[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2015.

[5]何珊麗，梁波.離子色譜測(cè)定礦泉水中溴酸鹽含量的不確定度評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù). 2010，37（07）.