Multi-N-C-2100S总有机碳测量结果不确定度评定

1、multi n/c 2100s总有机碳测量结果不确定度评定 摘要：使用德国耶拿仪器公司multi n/c 2100s 总有机碳水质分析仪,参照水质总有机碳的测定方法(gb/t13193-1991),通过对总有机碳测定过程的分析,找出了影响测定结果的各个分量,影响测定结果的分量主要有:标准溶液、回归曲线、试样平行试验、总有机碳水质分析仪、取样等,在此基础上对测量的不确定度进行了评定,并按照计量技术规范,给出了标准的表示法。关键词：总有机碳水质分析仪；不确定度评定；总有机碳1 引言目前,对于总有机碳的测定有许多不同厂家不同类型的仪器,而使用不同仪器进行测定时,其测定结果的不确定度评定有很大差别。德

2、国耶拿仪器公司multi n/c 2100s是目前比较先进的一种总有机碳水质分析仪,本文使用该型号仪器,根据jjg 10591999测量不确定度评定与表示,采用水质总有机碳的测定方法(gb/t13193-1991),对总有机碳的测定作了不确定度分析。2 测量过程采用从国家环保总局标准样品研究所购买的邻苯二甲酸氢钾标准溶液(gbw(e)080650,不确定度为2%)浓度为1 000 mg/l,配制成100mg/l有机碳标准中间液。将无水碳酸钠(基准)于270干燥约2h,置于干燥器中冷却后,称取8.843 0g,用蒸馏水溶解后全量转入1 000ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,得到无机碳标准储备液

3、(1 000mg/l),再配制成100mg/l无机碳标准中间液。然后配制6个系列的0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100mg/l的有机碳和无机碳混合标准系列溶液,依次进样分析,每份测量3次,结果见表1。采用最小二乘法对标准溶液浓度(x)和峰面积(y)进行线性回归,求得标准曲线高曲线y=ax+b,反推可得x=(y-b)/a,计算结果见表2。3 不确定度的来源输入量y的不确定度分量,由回归标准差引起的y的不确定度分量,即y残差标准差s(y)。测量仪器读数分辨率导致的y的不确定度分量。测量的重复性引起的y的不确定度分量。标准溶液的不确定度,包含称量、移液、定容的标准量具的不确定度,导致

4、的y的不确定度分量。输入量a的不确定度分量,即a的标准差s(a)。输入量b的不确定度分量,即b的标准差s(b)。4 量化不确定度分量4.1 输入量y的不确定度u(y)评定4.1.1 u(y1)残差引起的y的不确定度分量计算过程的中间数据见表3,计算结果见表4。由表3,按贝赛尔公式可求得:s(y)=(yi-yfi)2mn-2.式中yi为仪器的各点响应值；yfi为回归直线的计算值；y为仪器的个点响应值的平均值；x为标准系列各点浓度值的平均值；n为测量点数目；m为每个店的重复次数；mn-2为自由度。4.1.2 测量仪器读数分辨率导致的y的不确定度分量仪器读数分辨率为1个单位峰面积(au/ml),按平

5、均分布,u(y2)=1/3=0.58(au/ml),计算结果见表5。4.1.3 u(y3)测量的重复性引起的y的不确定度分量分别对标准系列中浓度为40mg/l的tc、ic样品进行10次重复测量,测量值见表6,以其算术平均值的实验标准差s(y)=s(y)/n作为u(y3)。4.1.4 u(y4)标准溶液值导致y的不确定度分量(1)u1rel(c)标准溶液本身的不确定度分量。邻苯二甲酸氢钾标准溶液(gbw(e)080650),浓度为1 000mg/l,不确定度为2%,k=2,则u1rel(c)tc=2%/2=1%。碳酸钠(ic)标准溶液的配制：用ar2140型电子分析天平准确称量8.843 0g,

6、无水碳酸钠(不确定度0.05%)溶解于1 000mla级容量瓶中。则ic标准溶液的浓度计算式为：cic(mg/l)=mpmc10-6mna2co3v.式中m为无水碳酸钠质量(g);p为无水碳酸钠的纯度；mc为c原子的摩尔质量(g/mol)；mna2co3为无水碳酸钠的摩尔质量(g/mol)；v为定容体积(ml)；因此,碳酸钠(ic)标准溶液的相对标准不确定度为： u1rel(c)ic=u2rel(m)+u2rel(p)+u2rel(mc)+u2rel(mna2co3)+u2rel(v).urel(m)为无水碳酸钠天平称量的相对标准不确定度。考虑到称量的重复性影响较小,可以忽略。因此,u(m)主

7、要由天平的线性不确定度决定。根据天平的校准证书。天平的扩展不确定度u=0.2mg,k=2,则天平的线性分量为0.2/2=0.1mg。此分量应计算两次,一次为空盘,一次为毛重,由此得到ic标准溶液不确定度u(m)。u(m)=20.1=0.45(mg)=4.510-4(g);urel(m)=u(m)/m=4.510-4/8.843 0=0.005%.urel(p)为无水碳酸钠纯度的相对标准不确定度。无水碳酸钠试剂标签上给出不确定度为0.05%,k=2,则u1rel(c)tc=0.05%/2=0.025%。urel(mna2co3)为无水碳酸钠分子量的相对标准不确定度。碳酸钠各组成元素的原子量及其不

8、确定度见表7。5.6 测量结果及其不确定度报告按照gb/t13193-1991测定水质总有机碳含量在10100mg/l范围内的不确定度为：u95=2mg/l,k=2。参考文献：1 国家质量技术监督局.测量不确定度评定与表示m.北京:中国计量出版社,1999.2 中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南m.北京:中国计量出版社,2002.3 国家环境保护部科技标准司.gb/t13193-1991水质总有机碳的测定燃烧氧化非分散红外吸收法s.北京：中国环境科学出版社，1991.4 德国耶拿分析仪器股份公司.multi n/c 2100s分析仪说明书r.北京：德国耶拿分析仪器股份公司,

9、2007.uncertainty evaluation of toc using multi n/c 2100s measurementwang lin（tianjinenvironmental monitoring center,tianjin 300191,china）abstract:in this paper,according to the standard determination method of toc in the water(gb/t13193-1991),the factors that affect the determination result of toc a

10、re found by analysis of toc in the water using the toc water quality analytical apparatus of multi n/c 2100s of analytikjena.the results show that the main factors are as follows: standard solution,regressive curve,parallel experiment of sample,the toc water quality analytical apparatus,sampling,etc.based on this,the uncertainty of measurement is evaluated and measured in accordance with technical spec