ICP-MS测定饮用水中砷的不确定度评估1.doc

ICP-MS测定生活饮用水中砷的不确定度评估1. 目的对用电感耦合等离子体质谱法测定的测量不确定度进行分析，找出影响不确定度的因素并对各个不确定度分量进行评估，最终给出测量结果的置信区间和置信水平。2. 适用范围该不确定度分析适用于电感耦合等离子体质谱法进行的测定。3. 不确定度分析3.1 建立测量数学模型 标准曲线回归方程：y=bx+a 式中：y-icps强度，x-砷的含量mg/L， a-截距， b-斜率。 3.2 A类不确定度 两个未知样品分别为含两个浓度水平砷的水样，根据GB/T 5750-2006生活饮用水标准检验方法分别对其进行砷的测定，每个水样测定六次，结果见表1。表1 样品测定浓度序号浓度(ng/mL)平均值(ng/mL)112.212.312.312.312.212.312.3229.629.329.529.429.530.229.6A类不确定度为：砷相对不确定度为：3.3 B类不确定度3.3.1 标准溶液配制过程引入的不确定度1) 标准储备液的不确定度表2 标准物质浓度及其不确定度编号名称标准值(g/mL)扩展不确定度(k=2)(g/mL)基体(v/v)GBW 08611As100011%HNO3标准储备液的标准不确定度为：相对不确定度为：2) 1.0mL单标线吸管的不确定度 根据JJG196-2006中规定，1.0mL单标线吸管允许误差为0.007mL，按照均匀分布计算，u(v1)=0.007/3=0.0040mL，实验室温度条件为(203)，水体积膨胀系数为2.110-4，温度差异引起体积的变化为32.110-4=0.00063mL，按照均匀分布计算，u(v2)=0.00063/3=0.00036mL。1.0mL单标线吸管的合成不确定度为：相对不确定度为： 3) 10.0mL单标线吸管的不确定度 根据JJG196-2006中规定，10.0mL单标线吸管允许误差为0.02mL，按照均匀分布计算，u(v1)=0.02/3=0.012mL，实验室温度条件为(203)，水体积膨胀系数为2.110-4，温度差异引起体积的变化为1032.110-4=0.0063mL，按照均匀分布计算，u(v2)=0.0063/3=0.0036mL。10.0mL单标线吸管的合成不确定度为：相对不确定度为：4) 5.0mL刻度吸管的不确定度 根据JJG196-2006中规定，5.0mL刻度吸管允许误差为0.025mL，按照均匀分布计算，u(v1)=0.025/3=0.014mL，实验室温度条件为(203)，水体积膨胀系数为2.110-4，温度差异引起体积的变化为532.110-4=0.0032mL，按照均匀分布计算，u(v2)=0.0032/3=0.0018mL。5.0mL单标线吸管的合成不确定度为：相对不确定度为：5) 100mL容量瓶体积带来的不确定度 JJG196-2006规定，20时100mLA级容量瓶的允许差为0.1mL，按均匀分布计算，由此带来的不确定度U(V1)=0.1/3=0.058ml；实验室温度条件为(203)，水体积膨胀系数为2.110-4，温度差异引起体积的变化为10032.110-4=0.063mL，按均匀分布计算，温度引起的不确定度U(V2)=0.063/3=0.036mL。100mL容量瓶体积的合成不确定度为：相对不确定度为：6) 标准溶液配制过程引入的不确定度 标准溶液的配制过程见表3，因此，标准溶液配制过程中引入的相对不确定度为：表3 标准溶液配制序号配制步骤配制浓度(g/L)所用玻璃仪器1用1.0mL单标线吸管吸取1000g/mL的标准储备液至100mL容量瓶中定容至刻度。1.01041.0mL单标线吸管100mL容量瓶2用10.0mL单标线吸管吸取序号1标准溶液至100mL容量瓶中定容至刻度得到标准应用溶液。1.010310.0mL单标线吸管100mL容量瓶3用5.0mL刻度吸管吸取3.0mL标准应用溶液至100mL容量瓶中定容至刻度。30.05.0mL刻度吸管100mL容量瓶4用5.0mL刻度吸管吸取2.5mL标准应用溶液至100mL容量瓶中定容至刻度。25.05.0mL刻度吸管100mL容量瓶5用5.0mL刻度吸管吸取2.0mL标准应用溶液至100mL容量瓶中定容至刻度。20.05.0mL刻度吸管100mL容量瓶6用5.0mL刻度吸管吸取1.5mL标准应用溶液至100mL容量瓶中定容至刻度。15.05.0mL刻度吸管100mL容量瓶7用5.0mL刻度吸管吸取1.0mL标准应用溶液至100mL容量瓶中定容至刻度。10.05.0mL刻度吸管100mL容量瓶3.3.2 仪器本身的相对不确定度 省计量测试技术研究所校准报告结果:本仪器相对不确定度为Urel(m)=2.6%，取k =2。3.3.3 标准曲线拟合产生的不确定度 采用5个浓度水平的标准溶液，分别测定3次，得到相应的计数率y，用最小二乘法拟合，得到直线方程y=a+bx，本实验对样品进行了6次测量，由标准曲线拟合带来的不确定度可由下式表示：式中：S为残差标准偏差，n为测试标准溶液的次数，p为测试样品的次数，x0为样品溶液中砷的含量，x为不同标准溶液的平均值，i指第几个标准溶液，j指标准曲线的测量次数。ICP-MS仪器调谐至参数最佳化条件，采用5个浓度水平砷标准溶液分别重复测定3次，得到相应的ICPS平均值（见表4）。表4 砷标准曲线拟合产生的相对不确定度的计算标准(g/L)强度值(icps)强度均数(icps)Ai-(bxi+a)Ai-(bxi+a)210.048834991-83.26922.245254287.882828.844837-129.216692.6415.073517307-70.74998.497252169.728798.097319-102.710547.2920.09947999269.84872.0410063185.834521.64996789.88064.0425.01228012351-52.72777.291242996.39273.691234411.3127.6930.01451514747-273.274638.2415045256.865946.2414680-108.211707.24由表数据可计算得：a=55.20，b=491.1，n=15，p=6，x0(1)=12.3g/L，x0(2)=29.6，=20.0g/L，砷标准曲线拟合产生的不确定度为：砷标准曲线拟合产生的相对不确定度为：3.4 相对合成标准不确定度及扩展不确定度表5 不确定度来源及结果来源符号ui,rel样品溶液Urel(A1)0.21%Urel(A2)0.44%标准溶液配制过程Urel(b)0.78%仪器本身Urel(m)2.6%曲线拟合Urel(x0(1)1.87%Urel(x0(2)0.88% 相对合成标准不确定度为 砷的合成不确定度为：3.5 扩展不确定度 置信概率为95%时，取包含因子K=2，