ICP-OES检测油漆粉末中总铅的不确定度评定报告

第7页，共7页ICP-OES检测油漆粉末中总铅的不确定度评定报告测量不确定度是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相关联的参数，是判定测量结果可靠程度的依据。本实验采用ICP-OES测定油漆粉末中总铅的含量，并对测定结果的不确定度进行了评定和计算，提供了评定过程所需的各参数的采集和计算法，从而对此测定方法的可行性和准确性进行了科学的判断。一、实验部分1.主要仪器和化学试剂检测仪器：710-ES型电感耦合等离子原子发射光谱仪VarianAUY-120型电子分析天平SHIMADZUExcel-D型微波化学工作平台上海屹尧铅标准溶液：由中国计量科学研究院(国家标准物质中心)提供浓度为1000μg/mL化学试剂：浓硝酸(GR/优级纯)、30%过氧化氢(AR/分析纯)氩气：纯度为99.996%2.仪器工作参数及环境条件仪器工作参数：RF功率：1.20KW；等离子气流量：15.0L/min；辅助气流量：1.50L/min；雾化器压力：220kPa；一次读数时间：10s；仪器稳定延时：15s；进样延时：25s；蠕动泵转速：15rpm；清洗时间：15s；环境条件：温度：20℃±5℃﹔湿度：50%～70%3.测试原理和测试过程3.1测试原理参照GB/T22788-20083.2测试过程称取约0.2g（精确至0.0001g）油漆粉末样品，加8mL硝酸(GR)和2mL30%过氧化氢(AR)在微波化学工作平台上进行消解，消解完全后冷却、过滤，滤液用超纯水定容至25mL，导入电感耦合等离子原子发射光谱仪进行测定（测试前用样品空白溶液调零），测试流程如图1所示。试剂空白 试剂空白油漆粉末样品过滤，定容消解油漆粉末样品过滤，定容消解称量取样铅标准储备液铅标准使用液定容ICP-OES铅标准储备液铅标准使用液定容ICP-OES测试结果ICP-OES标准曲线校准结果ICP-OES标准曲线校准图1样品测试流程图3.3建立数学模型其中：Y————样品中铅的含量，mg/kg;C————试样溶液中铅的含量，µg/ml;V————试样定容体积，mL;m————试样质量，g;f————样品溶液的稀释倍数，本次实验中f=1，无量纲;Δ————为各种因素造成的重复性影响修正值;X————数字修约;二、结果与讨论1.分析不确定度来源由实验方法的数学模型及其它有关信息分析，可以判断影响测定过程不确定度主要来源于标准物质、样品制备过程、标准曲线拟合过程、容量瓶定容过程、样品重复性分析以及仪器自身稳定状态等，根据测量不确定度传播公式，其合成不确定公式为：其中式中各不确定度分量的因果关系如图所示：样品制备过程标准物质样品制备过程标准物质标准储备液校准标准储备液校准样品均匀性样品均匀性稀释过程定容过程V容器稀释过程定容过程V容器温度V移液V容器V容器温度V移液样品代表性V移液V移液电子天平称量铅含量mg/kg铅含量mg/kg样品重复性实验样品重复性实验电子分析天平称量m电子分析天平称量m仪器稳定性仪器稳定性体积体积VV定容V容器V移液回收率回收率标准曲线拟合试剂空白调零标准曲线拟合试剂空白调零标准物质包括标准储备液的不确定度、稀释过程引入的不确定度和定容时温度变化造成的不确定度的影响。样品制备过程包括样品均匀性、代表性、电子分析天平称量引入的不确定度、消化过程的回收率、定容体积、定容时温度变化影响。样品重复性(随机)实验变化包括电子分析天平重复性、体积的重复性、回收率的重复性等。最小二乘法拟合标准曲线校准得出C时所产生的不确定度包括仪器稳定性所引入的不确定度、标准曲线非线性所引入的不确定度等。2.分析和量化不确定度分量2.1C的不确定度u(C)C的不确定度由两个部分构成，首先是五种标准溶液的浓度—发射强度拟合的直线求得C时测量所产生的不确定度；其次是由标准储备液配制成标准溶液时所产生的对C的测量带来的不确定度。2.1.1标准曲线拟合时引入的不确定度u1(C)本实验采用五个浓度水平点的铅标准溶液，用ICP-OES法测定其发射强度，每一浓度点测定三次，数据如表1所示，用最小二乘法进行拟合，得到以下直线方程y=2330.5x+13.7记B1=2330.5，B0=13.7表1标准曲线：铅标准溶液浓度与感应信号强度C(mg/L)Y1(c/s)Y2(c/s)Y3(c/s)Y平均值(c/s)011.18814.64815.33613.7240.1240.51242.10245.01242.550.3709.50710.00701.10706.850.51191.71195.41180.21189.11.02340.22340.62343.42341.4y=2330.5x+13.7r2=0.999977本实验对样品测定液进行了6次测定，由直线方程求得各次测量的值后计算其平均质量浓度为C=0.8794mg/L，则C的标准不确定度为………(1)式中:B1工作曲线的斜率,B1=2330.5;P样品C的测定次数,p=6;n配制5个标准溶液浓度点,每个浓度点测定3次，共计15次，即n=15;工作曲线的标准偏差;标准溶液的质量浓度平均值，mg/L;C本实验样品测得值，mg/L。已知B0=13.7则有：将上述各值代入式（1）中得出2.1.2标准储备液配制成标准溶液时所产生的对C的测量带来的不确定度u2(C)将铅标准储备液（10004μg/mL）先按照1:20进行稀释，然后再分别按1:500、1:300、1:100和1:50分两次稀释分别配制得到0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L四个浓度点的标准溶液。根据《测量不确定度评定教程中国合格评定国家认可委员会（委托）上海实验室认可技术交流中心》第52页，稀释过程不确定度相对于用于拟合直线求C时的不确定度完全可以忽略不计”。综上所述：浓度C的不确定度u(C)0.004318mg/L=0.008636g/mL应该是0.008636μg/ml。应该是0.008636μg/ml。所以2.2定容过程引入的标准不确定度定容过程的不确定度包括三部分：容量瓶准确性引入的确定度，读数的重复性引入的不确定度和温度变化引入的不确定度，其中读数的重复性引入的不确定度分量已包含在各种因素造成的重复性影响修正值不确定度分量中。2.2.1容量瓶准确性引入的标准不确定度分量本实验室所用容量瓶经计量校准合格，25mL容量瓶校准证书给出的测量结果扩展不确定度为U=0.010mL(k=2)，所以标准不确定度分量2.2.2温度变化引入的标准不确定度分量玻璃器具使用温度与校准温度差异引入的不确定度，已知水的膨胀系数为2.1×10-4/℃，玻璃器具出厂校准温度为20℃，本实验室使用温度与校准温度变化范围为±5℃，按正态分布计算，95％置信概率时k=1.96，所以标准不确定度分量则定容过程引入的标准不确定度其相对标准不确定度2.3称量过程引入的标准不确定度u(m)称量过程的不确定度主要来自天平的准确性、天平的分辨率和称量过程的重复性，其中称量过程的重复性引入的不确定度分量已包含在各种因素造成的重复性影响修正值不确定度分量中。2.3.1天平的准确性引入的标准不确定度分量按照检测标准要求，要求使用的天平最小精度为0.1mg，本实验室所用电子分析天平经计量校准合格，其校准证书给出的扩展不确定度为U=0.0002g(k=2)，所以2.3.2电子天平的分辨力引入的标准不确定度分量电子天平的分辨力为0.1mg，按照均匀分布，则2.3.3称量过程引入的标准不确定度则相对标准不确定度为2.4f引入的不确定度本实验过程中样品不进行稀释，故f值为1，即u(f)为0。2.5各种因素造成的重复性影响修正值不确定度分量在整个处理过程中，因消解引入的不确定度有温度、时间、加入试剂的量、消解/反应/效率、容器附着的量、容量瓶定容时人眼观察凹液面与刻线是否持平等等引入的不确定度分量，可通过平行测定样品来评估不确定度分量。在重复性条件下，对该样品进行了6次独立测试，铅的含量分别是为110.5mg/kg、108.9mg/kg、109.6mg/kg、111.8mg/kg、113.0mg/kg、112.2mg/kg，则铅含量的算朮平均值为：2.6