王志瑞，王一會(huì)，陳琨,金梅

（1.安順生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，貴州安順 561000；2.貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，貴州貴陽 550018）

1 方法和原理

目前， 水質(zhì)當(dāng)中揮發(fā)酚的主要測(cè)定方法有[1～5]：4-氨基安替比林分光光度法、溴化容量法、流動(dòng)注射法、氣相色譜法、液相色譜法。 方法原理：1）直接分光光度法的原理為酚類化合物在合適的pH 溶液體系中，以鐵氰化鉀為催化劑，安替比林染料與4-氨基安替比林相互作用形成橙紅色溶液，在505nm 處有最大吸收。 三氯甲烷萃取分光光度法的原理為酚類化合物在合適的pH 溶液體系中蒸餾。與4-氨基安替比林反應(yīng)生成橙紅色染料，染料顏色的深淺程度與揮發(fā)酚在溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比。 用三氯甲烷萃取提高了檢測(cè)限，在460nm 波長(zhǎng)處有最大吸光度[6～8]。 2）將餾出液250mL 移入全自動(dòng)萃取儀中，由萃取儀自動(dòng)添加完成2.0mL 緩沖溶液、1.5mL 4-氨基安替比林溶液和1.5mL 鐵氰化鉀溶液， 充分混勻后，用三氯甲烷自動(dòng)萃取，在線自動(dòng)分離檢測(cè)[9～10]。

2 操作步驟

2.1 標(biāo)準(zhǔn)使用液配制

選用的標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值為1000mg/L，它的相對(duì)不確定度2%（其中證書中給出的k=2）。由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供， 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GBW（E）080241，批號(hào)20116。

準(zhǔn)確量取安瓿瓶中的1000mg/L 的水中酚標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL 放至1000mL 容量瓶， 用純水定容至標(biāo)線，混勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 ug/mL 的酚標(biāo)準(zhǔn)中間液； 準(zhǔn)確量取10 μg/mL 的酚標(biāo)準(zhǔn)中間液10 mL 放至100mL 容量瓶， 用純水定容至標(biāo)線，混勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1μg/mL 的酚標(biāo)準(zhǔn)使用液。共稀釋1000 倍。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別取1 ug/mL 的酚標(biāo)準(zhǔn)使用液0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL和10.0mL 放至250mL 樣品杯中，再加入純水，使其體積約為250mL，上儀器測(cè)定吸光度，每個(gè)點(diǎn)測(cè)定兩次取平均吸光度值，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試數(shù)據(jù)表

2.3 樣品制備和測(cè)定

準(zhǔn)確量取安瓿瓶中揮發(fā)酚環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液10mL 放至1000mL 容量瓶， 用純水定容至標(biāo)線，混勻。再用50mL 單標(biāo)線移液管移取50mL 樣品至樣品杯中， 再加入水使體積約為250mL，上儀器測(cè)定，重復(fù)測(cè)定6 次，結(jié)果見表2。

表2 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果表

3 評(píng)定不確定度分量

根據(jù)不確定度來源分析以及不確定度傳播率，建立數(shù)學(xué)模式如（1）：

3.1 購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的證書，苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值為1000mg/L，不確定度為2%，其中證書中給出的是相對(duì)擴(kuò)展不確定度，我們按正態(tài)分布來研究，取置信概率P 為95%，我們選取的包含因子k 的值為2，再來計(jì)算成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u（Cc）=2%/2=0.01。

3.2 將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至使用液引入的不確定度

3.2.1 10mL 單標(biāo)線移液管引入的不確定度，主要分三個(gè)部分：1）單標(biāo)記移液器容量校準(zhǔn)的不確定度，檢查移液器容量公差10mLA 級(jí)，它的容量允許誤差為0.020mL；2）由于人的眼睛有讀數(shù)誤差，充滿液體至吸管刻度時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，讀數(shù)誤差的估計(jì)值為±0.005v；3）溫度引入的不確定度：由于環(huán)境溫度的溫度變化，水溶液和玻璃器皿會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的效果。 水的膨脹系數(shù)αwater=2.1×10-4。

對(duì)以上三項(xiàng)合成，得到u（v10）=[u1（v10）2+u2（v10）2+u3（v10）2]1/2=0.0313mL

3.2.2 1000mL 容量瓶量取溶液引入的體積不確定度， 由三部分組成：1） 容量瓶體積校準(zhǔn)不確定度， 查A 級(jí)1000mL 容量瓶容量允差為0.40mL，按均勻分布考慮包含因子，換算為標(biāo)準(zhǔn)不確定度充滿液體至刻度的估讀誤差估計(jì)為±0.005v，按均勻分布考慮包含因子，換算為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2 （v1000）， 按均勻分布計(jì)算為u2 （v1000）=溫度引入的不確定度：由于環(huán)境溫度的溫度變化，水溶液和玻璃器皿會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的效果。 水的膨脹系數(shù)αwater=2.1×10-4。

對(duì)以上三項(xiàng)合成，得到u（v1000）=[u1（v1000）2+u2（v1000）2+u3（v1000）2]1/2=2.9138mL

3.2.3 10mL 單標(biāo)線移液管引入的不確定度，計(jì)算同2.1。

3.2.4 100mL 容量瓶在配制溶液的過程中也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不確定度，經(jīng)過分析研究，發(fā)現(xiàn)這個(gè)不確定度來源于三部分：1） 容量瓶的體積在出廠制造時(shí)不是絕對(duì)準(zhǔn)確的， 這個(gè)體積的不準(zhǔn)確也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的悄確定度，檢查品牌A 級(jí)100mL 容量瓶的容量公差為0.10mL， 按均勻分布考慮包含因子， 轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.0577mL；2） 充滿液體至刻度的估讀誤差估計(jì)為±0.005v，按均勻分布考慮包含因子換算為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2（v100），按均勻分布計(jì)算為不同溫度引起的不確定性：溫度變化引起水溶液和玻璃器皿的收縮和膨脹。水的膨脹系數(shù)αwater=2.1×10-4，比玻璃測(cè)量?jī)xαglass=1.0×10-5的膨脹系數(shù)大一個(gè)數(shù)量級(jí)， 所以在計(jì)算中只考慮水的溫度影響。 實(shí)驗(yàn)室溫度控制在20±3℃，置信概率95%的正態(tài)分布取k=1.96， 則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3（v100）=100×2.1×10-4×3/1.96mL=0.03214mL；

對(duì)以上三項(xiàng)合成，得到u（v100）=[u1（v100）2+u2（v100）2+u3（v100）2]1/2=0.2961mL

將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至使用液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u（使）={[u（v10）/10]2+[u（v1000）/1000]2+[u（v10）/10]2+[u（v100）/100]2}1/2=0.00607。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度見（2）

b：標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；

n：標(biāo)準(zhǔn)曲線的點(diǎn)數(shù)n=16；

SR： 回標(biāo)準(zhǔn)曲線的剩余標(biāo)準(zhǔn)差（殘差的標(biāo)準(zhǔn)差）；

p：待測(cè)樣品的重復(fù)測(cè)定次數(shù)P=6（進(jìn)行6 次量）；

C0i：標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)值。

yi： 各質(zhì)量分?jǐn)?shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的儀器響應(yīng)值 （吸光值）減去空白的值；

a+bxi：標(biāo)準(zhǔn)曲線各質(zhì)量分?jǐn)?shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)算出來的吸光值；

n：校準(zhǔn)曲線總點(diǎn)數(shù)，16。

3.4 取樣引入的不確定度

3.4.1 10mL 單標(biāo)線移液管引入的不確定度，計(jì)算同2.1，u（v10）=0.0313mL。

3.4.2 1000mL 容量瓶在配制溶液過程中由于體積不是絕對(duì)的1000mL，所以也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不確定度，這個(gè)不確定度的大小，也就是量化為具體的數(shù)值，它的計(jì)算過程，計(jì)算方法和計(jì)算原理與2.2是一樣的，u（v1000）=2.9138mL。

3.4.3 50mL 單標(biāo)線移液管引入的不確定度：1）單標(biāo)記移液器容量校準(zhǔn)的不確定度， 檢查移液器容量公差50mLA 級(jí)，它的容量允許誤差為0.05mL，根據(jù)2012 年出版的測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的技術(shù)規(guī)程來看，認(rèn)為是均勻分布，考慮包含因子，將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)不確定度換算為標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于人的眼睛有讀數(shù)誤差， 充滿液體至吸管刻度時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差， 讀數(shù)誤差的估計(jì)值為±0.005v，根據(jù)2012 年出版的測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的技術(shù)規(guī)程來看， 認(rèn)為是均勻分布， 包含因子為k=換算為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2（v50），按均勻分布計(jì)算為3）不同溫度引起的不確定性：溫度變化會(huì)導(dǎo)致水溶液和玻璃器皿的收縮和膨脹。 水的膨脹系數(shù)αwater=2.1×10-4比玻璃計(jì)的膨脹系數(shù)α 玻=1.0×10-5大一個(gè)數(shù)量級(jí)， 因此計(jì)算時(shí)只考慮水的溫度影響。 在實(shí)驗(yàn)過程中盡量使實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度保持恒定，但是由于外界環(huán)境的變化，不可避免的會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度產(chǎn)生影響， 這個(gè)溫度的波動(dòng)范圍我們暫且認(rèn)為是20±3℃，置信概率95%的正態(tài)分布取k=1.96，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3（v50）=50×2.1×10-4×3/1.96mL=0.01607mL；

對(duì)以上三項(xiàng)合成，得到u（v50）=[u1（v50）2+u2（v50）2+u3（v50）2]1/2=0.14808mL

u （樣）={[u （v10）/10]2+[u （v1000）/1000]2+[u（v50）/50]2}1/2=0.00520

3.4.4 u（重）=樣品測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.01139。

3.5 檢測(cè)儀器引入的不確定度

儀器重現(xiàn)性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可從儀器校準(zhǔn)證書中獲得≤5%。這種不確定度可以看作是一個(gè)矩形分布， 儀器測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為（3）：

3.6 合成相對(duì)不確定度見（4）

3.7 擴(kuò)展不確定度

在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室中， 我們通常用的化學(xué)分析方法最多，本次實(shí)驗(yàn)也屬于化學(xué)分析，所以采用化學(xué)分析中通常對(duì)于包含因子的選定規(guī)則，K=2（相應(yīng)于正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)學(xué)中的95%置信概率），所以它的擴(kuò)展不確定度可以采用公式（5）進(jìn)行計(jì)算：

總之，通過本次對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果為0.094 8 mg/L，不確定度為0.006 5 mg/L；通過評(píng)定本次試驗(yàn)所引入的不確定度分量發(fā)現(xiàn)： 檢測(cè)儀器引入的不確定度u （儀）＞樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度u （重）＞購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u（cc）＞標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度u（標(biāo)）＞將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至使用液引入的不確定度u（使）取樣引入的不確定度u（樣）。 說明經(jīng)常維護(hù)儀器，使儀器具有良好的性能，可以降低系統(tǒng)誤差。