謝美梅

(南安市質(zhì)量計量檢測所，福建 南安 362300)

1 引 言

在裝潢裝修過程中，各種人造板材的利用比例不斷增大；因此，甲醛的釋放量是否合格，其檢測結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠，直接關(guān)系到人民群眾的健康安全。測量結(jié)果的可用性在很大程度上取決于不確定度的大小[1]。本文依據(jù)文獻(xiàn)[2]對衛(wèi)浴木家具人造板中甲醛的釋放量進(jìn)行測定，并根據(jù)文獻(xiàn)[3]對測試結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定,以期進(jìn)一步提高實驗室的檢測質(zhì)量。

2 實驗部分

2.1 材料與儀器

細(xì)木工板；紫外分光光度計UV probe2200(島津)。

2.2 測定方法

2.2.1 甲醛的收集

在直徑為240 mm、容積為(11±2)L的干燥器底部放置盛有(300±1)mL蒸餾水的結(jié)晶皿和金屬支架，將制作為150 mm×50 mm的10塊小樣放于金屬支架上，試件之間互不接觸。在(20±0.5)℃環(huán)境下放置24 h，蒸餾水吸收從試件釋放出的甲醛，此溶液作為待測液。按上述方法準(zhǔn)備6份樣品，以用于平行測量。

2.2.2 甲醛質(zhì)量濃度的測定

吸取25 mL甲醛溶液到100 mL帶塞三角燒瓶中，并量取25 mL乙酰丙酮-乙酸銨溶液，塞上瓶塞，搖勻。再放到(65±2)℃的水槽中加熱 10 min，然后把溶液放在避光處20 ℃下存放(65±5)min。使用分光光度計，在412 nm波長處測定溶液的吸光度。同時，采用同樣的方法測定甲醛背景質(zhì)量濃度。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用吸量管取0.9 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液(BW3450)移至100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，為甲醛溶液a。用吸量管量取8 mL甲醛溶液a到250 mL的容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容，為甲醛溶液b。把0 mL、5 mL、10 mL、20 mL、50 mL和100 mL的甲醛溶液b分別移加到100 mL容量瓶中，并用蒸餾水稀釋到刻度。按第2.2.2節(jié)中的方法進(jìn)行吸光度測量分析，根據(jù)甲醛標(biāo)準(zhǔn)液質(zhì)量濃度(0～3 mg/L)吸光情況繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,經(jīng)過3次平行試驗得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2.4 計算結(jié)果

衛(wèi)浴木家具甲醛釋放量由結(jié)晶皿中吸收液的甲醛質(zhì)量濃度表示，吸收液的甲醛質(zhì)量濃度由標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量求得。

吸收液甲醛的濃度按式(1)計算，精確至 0.01 mg·L-1。

C=f×(As-Ab)×1 800/S

(1)

式中：C為吸收液甲醛質(zhì)量濃度，mg·L-1；f為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，mg·mL-1；As為甲醛溶液的吸光度；Ab為空白液的吸光度；S為試件表面積，cm2。

3 測定結(jié)果

從同一張細(xì)木工板中截取6組試樣(每組10塊小樣)進(jìn)行平行測定，樣品測定結(jié)果見表1。

4 結(jié)果分析

4.1 不確定度來源分析

根據(jù)測定原理、測定方法及數(shù)學(xué)模型可知，本試驗不確定度主要來自于5個方面，如表2所示。

表1 樣品平行測試6次的結(jié)果Tab.1 Results of parallel testing of samples 6 times

表2 甲醛釋放量測量不確定度來源Tab.2 sources of uncertainty in measurement of formaldehyde emission

4.2 不確定度分量的評定

4.2.1 重復(fù)測量引入的不確定度urel(R)

重復(fù)測量的不確定度urel(R)主要由重復(fù)觀測甲醛吸收液體積以及人造板樣品尺寸、溫度對甲醛釋放量的影響等因素引起，通過6批次樣品的平行測定，結(jié)果見表1。對重復(fù)測量引入的不確定度進(jìn)行評估如下。

樣品的重復(fù)測定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[4]：

4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)定值引入的不確定度urel(W)

標(biāo)準(zhǔn)工作液的不確定度主要由所購標(biāo)準(zhǔn)品濃度誤差及配制過程產(chǎn)生[5]。根據(jù)甲醛溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(BW3450)證書給出的信息：標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定值100 mg/L，擴(kuò)展不確定度為3%，k=2。則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(W)=1.5%。

4.2.3 分析儀器引入的不確定度urel(Y)

不確定度的評定可不考慮影響不確定度因素的性質(zhì)，只需考慮其影響結(jié)果[6]，所以由紫外-可見分光光度計檢定證書可知，儀器透射比示值誤差的擴(kuò)展不確定度為0.8%，k=2，其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：urel(Y)=0.4%。

4.2.4 由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度urel(Q)

樣品吸收液中甲醛質(zhì)量濃度是由標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量求得，由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度主要有2個影響因素，分別為：(1) 配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時所用玻璃量具引入的不確定度urel(B)，(2) 通過標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)得出吸收液甲醛質(zhì)量濃度C時引入的不確定度urel(q)。

(1) 在配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時使用了容量瓶、吸量管等玻璃量具。配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時所用玻璃量具引入的不確定度，又由校準(zhǔn)和溫度2個分量引起。

表3 所用玻璃量具校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Tab.3 Standard uncertainty introduced by calibration of glass gauges

注：容量允差的數(shù)值，選自JJG 196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》[7]

由于各相對不確定度分量互不相關(guān)，故所用玻璃量具校準(zhǔn)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

式中：“2×”和“5×”表示實驗中該玻璃量具的使用次數(shù)，沒有“×”的表示該玻璃量具的使用次數(shù)為1。

由于各相對不確定度分量互不相關(guān),故所用玻璃量具溫度變化引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

式中：系數(shù)13為實驗中玻璃量具的使用次數(shù)。

由于各不確定度分量互不相關(guān),故合成后標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

(2) 通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得出吸收液甲醛質(zhì)量濃度C時引入的不確定度。標(biāo)準(zhǔn)曲線平行測定3次，標(biāo)準(zhǔn)曲線測定結(jié)果見表4。

以平均吸光度A為縱坐標(biāo)，甲醛標(biāo)準(zhǔn)液質(zhì)量濃度c為橫坐標(biāo),用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到擬合方程A=0.196 5c+0.057，R2=0.999 9，本例對木家具樣品進(jìn)行6次重復(fù)測定(見表1)，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得出吸收液甲醛質(zhì)量濃度C時引入的不確定度u(q)為：

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線測定結(jié)果Tab.4 Test results of standard curves

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(q)為：

urel(q)=0.003 9/1.06=0.368%

由于上述2項分量的不確定度來源互不相關(guān)，故合成由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的變動性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Q)為：

4.2.5 計算結(jié)果數(shù)值修約時引入的不確定度urel(X)

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(X)為：

4.3 樣品中甲醛釋放量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.3.1 相對不確定度

根據(jù)以上討論內(nèi)容，由于前述5個分量的不確定度(見表5)相互獨立互不相關(guān)，樣品中甲醛釋放量的相對不確定度合成：

表5 各分量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表Tab.5 Relative standard uncertainties of each component (%)

4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.3.3 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為U=k×u=0.049 4 mg·L-1，依據(jù)化學(xué)分析測量不確定度數(shù)字修約一般采用只進(jìn)不舍的原則[8]，并且給定的不確定度的位數(shù)應(yīng)和測量結(jié)果位數(shù)相一致，因此擴(kuò)展不確定度U=0.05 mg·L-1

5 結(jié) 語

依照文獻(xiàn)[2]中的干燥器法測定衛(wèi)浴木家具中甲醛的釋放量，結(jié)果表明，本次測定中木家具甲醛釋放量為(1.06±0.05)mg·L-1(k=2,P=95%)。

通過對不確定評定與分析可知，在本次測定中不確定度主要來源于樣品的重復(fù)測定、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)定值和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的變動性。因此，在測定過程中應(yīng)增加平行測定次數(shù)，并嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行操作，盡可能降低不確定度，提高實驗室的檢測水平。