曹文軍　李莉　萬(wàn)雪

摘 要：本試驗(yàn)對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定氧化鋅中鉛含量的不確定度進(jìn)行評(píng)定，根據(jù)分析方法，建立數(shù)學(xué)模型，找出檢測(cè)過(guò)程中影響結(jié)果的不確定度分量來(lái)源并進(jìn)行評(píng)定分析，最終得到不確定度評(píng)定結(jié)果。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜，氧化鋅，鉛，不確定度

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.16.032

氧化鋅是一種無(wú)機(jī)化學(xué)添加劑，由于其易溶于酸和強(qiáng)堿溶液的特性，被廣泛地應(yīng)用于食品、藥膏、塑料、潤(rùn)滑油、合成橡膠、油漆涂料、黏合劑、電池等產(chǎn)品制作中。氧化鋅制作過(guò)程中可能會(huì)引入部分重金屬元素，引入雜質(zhì)的多少是影響其產(chǎn)品成分的主要指標(biāo)，而鉛是最為主要的元素。鉛有致癌、致胎兒畸形以及基因突變作用[1]。除此之外，鉛是一種蓄積性的重金屬元素，對(duì)人體大腦細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)有損害作用，降低機(jī)體抵抗力[2]。氧化鋅的檢測(cè)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)存在不同程度的誤差，因此有必要進(jìn)行不確定度的分析。

測(cè)量不確定度是“說(shuō)明了在一定范圍內(nèi)置信水準(zhǔn)區(qū)間的半寬度”，不僅能充分表征一組被測(cè)量值之間的分散性[3]，又能表征出與真實(shí)值相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，既能評(píng)價(jià)測(cè)量水平的特性指標(biāo)，又可以成為判定測(cè)量結(jié)果可靠程度的重要依據(jù)[4]。孫楊[5]采用ICPOES法測(cè)定電子電氣產(chǎn)品中鉛不確定度評(píng)定，電子電氣產(chǎn)品中鉛的不確定度評(píng)定報(bào)告為（0.202±0.047）mg/L；亓恒會(huì)[6]采用ICP-OES法測(cè)定土壤中的鉛、鎘的不確定度評(píng)定，土壤中鉛的不確定度評(píng)定報(bào)告為（120±0.06）?mg/kg；鄒邵華[7]采用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定大米中鉛含量的不確定度評(píng)定，大米中鉛的不確定度評(píng)定報(bào)告為（0.104±0.0166）?mg/kg；李玉等[8]采用ICP-OES測(cè)定電鍍液中Pb元素的不確定度評(píng)定，電鍍液中鉛含量的不確定度評(píng)定報(bào)告為（9.8±0.2）?mg/L。參考以上文獻(xiàn)，本文根據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》（CNAS-GL006：2019）規(guī)定的方法程序和《測(cè)量不確定度的要求》（CNAS-CL01-G003：2019）[3，9]，對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定氧化鋅中鉛含量的方法展開(kāi)不確定度評(píng)定，分析影響檢測(cè)結(jié)果的主要因素，從而提高檢測(cè)結(jié)果可信度。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

氧化鋅。

1.2 儀器與試劑

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，型號(hào)5800（Agilet，美國(guó)）；

超純水系統(tǒng)（Sartorius，德國(guó)）；

萬(wàn)分之一天平ME204（METTLER，瑞士）；

高純氬氣；A 級(jí)容量瓶100 mL；

移液器：20～200 μL、100～1000 μL、1～10?mL（Eppendorf，德國(guó)）；

優(yōu)級(jí)純硝酸；

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液1000 mg/L，壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，GBW（E）082825 批號(hào)為B1912122。

試驗(yàn)所用器皿均用20% 硝酸溶液浸泡24 h，洗凈后去離子水沖洗晾干待用。環(huán)境條件溫度20℃；相對(duì)濕度40%。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取試樣約 0.5 g（精確至0.1 mg）于蓋有表面皿的燒杯中，先加入適量水，再加入10 mL鹽酸（體積比為鹽酸∶水=1∶1），加熱直到樣品溶解，用水沖洗表面皿和燒杯內(nèi)壁，將溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，加水至刻度混勻備用，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

依次準(zhǔn)確移取0.000 mL、0.010 mL、0.020 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.200 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入至6只100 mL容量瓶中，用1%硝酸定容至標(biāo)線，配制成鉛的質(zhì)量濃度分別為0.00 mg/L、0.10 mg/L、0.20mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)化過(guò)程

通過(guò)測(cè)定鉛標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度值為橫坐標(biāo)，以發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。樣品中鉛含量計(jì)算公式為：X=CV*1000/1000m。

式中：

X 是樣品中鉛的含量，mg/kg；C 是樣品中測(cè)定值扣除空白值后鉛的質(zhì)量濃度，mg/L；V 是樣品消解液的定容體積，mL；m 是試樣稱樣量，g；1000 是換算系數(shù)。

2 不確定度分量來(lái)源及評(píng)定

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度分量u rel（1）

2.1.1 鉛標(biāo)準(zhǔn)貯備液的不確定度分量

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)值為1000 mg/L，給出的擴(kuò)展不確定度為1%，包含因子K=2，則引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u rel （標(biāo)）=0.01/2=0.005。

2.1.2 容量瓶引入的不確定度分量

2.1.3 移液器稀釋引入的不確定度分量

移液器在標(biāo)準(zhǔn)溫度20 ℃下，其容量允許誤差如表1所示。

2.4 天平稱量的不確定度分量u rel（4）

萬(wàn)分之一天平精度為0.1 mg，六次稱量分別為0.5008 g、0.4924 g、0.5001 g、0.4982 g、0.4958 g、0.4951 g，平均質(zhì)量為 0.4971 g，重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差S（X1）為0.003215，按均勻分布 ，計(jì)算其不確定度為：

式中：p為樣品次數(shù)，為 6；c為工作曲線系列濃度平均值，mg/L；n為標(biāo)準(zhǔn)溶液次數(shù)；m為標(biāo)準(zhǔn)溶液5 個(gè)濃度點(diǎn)。

2.6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u rel（total）

合成相對(duì)不確定度為：

2.7 擴(kuò)展不確定度U

置信水平P=95%，取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為U=u（c）×k=6.44 mg/kg，則氧化鋅中鉛含量分析檢測(cè)結(jié)果為Y=（33.2±3.22）mg/kg，k=2。不確定度來(lái)源因素及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表4所示。

3 結(jié)論與討論

本文對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定氧化鋅中鉛的測(cè)量不確定度進(jìn)行了分析，從影響不確定度的因素來(lái)看，各分析因素所占比例順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)曲線擬合＞標(biāo)準(zhǔn)溶液配制＞儀器校準(zhǔn)＞樣品稱?。局貜?fù)性，不確定度的主要來(lái)源是標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，其他次之。因此，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合與標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確度。

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作者簡(jiǎn)介

曹文軍，通信作者，高級(jí)工程師，碩士，主要從事化學(xué)工作。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）