离子色谱法测定生活饮用水中氯化物的不确定度分析

杨兰增

永城市疾病预防控制中心，河南 永城 476600

离子色谱法测定生活饮用水中氯化物的不确定度分析

杨兰增

永城市疾病预防控制中心，河南 永城 476600

目的探讨离子色谱法测定生活饮用水氯化物中不确定度。方法构建数学模型，讨论不确定度分量。结果10次重复测定得出生活饮用水氯化物中扩展不确定度为（5．22±0．088）mg/ L，k=2。结论在最小二乘法拟合曲线以及温度对电导率影响二者所引入的不确定度所起到的影响最大，需要在样品测定过程中高度重视并加以控制。

离子色谱法；生活饮用水；氯化物；不确定度

为对生活饮用水氯化物的不确定度情况做出准确评定，尽可能减小检测过程中产生的误差，提高居民生活饮用水中氯化物的测定质量，下面笔者主要参考《化学成分分析测量结果不确定度评定导则》［1］，采用离子色谱法，对于水中氯化物的含量进行了测定和评估。

1 资料与方法

1.1 氯化物标准溶液

样品编号为GSB 04-1771- 2004，ρ=1000μg / ml。

1.2 色谱条件

参考GB/T5750.5-2006《生活饮用水标准检验方法无机非金属指标》［2］进行检验。实验应用的KOH 淋洗液浓度大小为20 mmol/ L；应用的洗脱手段是等度洗脱；流速大小为每分钟1 ml；检测池温度和柱温均为30摄氏度；电流大小为50 mA；进样量大小为25 μl。

1.3 制备标准曲线

本次研究中共选择了六种类型的氯化物标准溶液，分别是0.1、0.2、0.5以及1.00、2.00、3.00，用纯水定容到100 ml容量瓶中，摇匀，通过微孔滤膜进行过滤，然后依次进样测定，研究中用浓度充当横坐标，峰面积充当纵坐标，制备出相应的标准曲线［3］。

1.4 测定样品

研究者取待测水样用微孔滤膜进行测定，然后通过离子色谱仪对于其中的氯化物含量进行测定，对于含浓度的氯化物的水样需要稀释之后才可以进行检测。

2 不确定度分析

2.1 数学模型

其中，C表示的样品中Cl-的含量，单位是μg/ ml；C0表示的是根据标准曲线而计算得出的Cl-的含量，单位为μg/ ml；V1表示的是水样稀释后的体积，单位为ml；V0表示的是水样的体积，单位为ml。

2.2 不确定度的分量分析

2.2.1 标准溶液

（1）标准溶液浓度所带来的相对不确定度分析。本次研究中给出的相对扩展不确定度大小是0.7%，选择包含因子k的大小为2，得出标准溶液所引入的相对不确定度大小是：

（2）稀释定容。这一方面的诱发因素包括研究人员使用的移液管和容量瓶。通常来说玻璃容器是以矩形形式而分布的，可以将其划分为B类不确定度，选择k=3，那么我们假设条件如下：标准溶液大小为10 μg/ml，使用的移液管规格为1 ml，容量瓶规格为100 ml，那么根据矩形分布可以得出其标准相对不确定度的大小是：

分别为0.004619和0.000577。

（3）环境温度变化。我们假设温度波动值大小为4摄氏度，其导致的不确定度情况能够利用分析温度范围以及体积膨胀系数变化来计算，已知条件为水的体积膨胀系数大小是每摄氏度2.1×10-4，同时假设温度变化以矩形的形式来分布的，那么我们可以得出1 ml移液管温度标准的不确定度计算公式应当为：

（4）100 ml规格的容量瓶温度标准不确定度

u2（T）=4×2.1×10-4=4.85×10-4

（5）基于以上，我们可以得出标准溶液引入的合成相对不确定度的大小应当为：

计算得出结果为0.00586。

2.3 标准曲线拟合

研究中用氯化物标准溶液对于上述所说的6个标准系列进行标准，得到了质量浓度大小分别为1.0 μg/ml、2.0 μg/ml、5.0 μg/ml、10.0 μg/ml、20.0 μg/ml、30.0 μg/ml，借助线性最小二乘法拟合所获得的曲线公式Y为0.2698与X乘积，得到的相关系数r大小为0.9996，那么可以用下列公式来表示曲线的残差标准偏差S：

对于样品（1）进行平行测定连续10次，得到标准曲线而带来的不确定度公式应当为：

计算得出为0.4665 μg/ml。那么相对不确定度Urel（C2）为U（C0）与C0的比值，就等于0.0413。

2.4 样品重复测量

本组研究中，水样重复测定10次，那么测定多得到的平均值大小是5.22 μg/ml，用Si来表示单次测量的标准差，那么公式为：

计算得出为0.02555 μg/ml，用u来表示标准不确定度，则公式应当为：

计算得出为0.00807 μg/ ml，那么综上所述，我们可以得出urel（C3）应当为u与4.06的比值，等于0.00199。

2.5 进样体积方面

离子色谱实验时采用的是25 μl大小的定量环，根据经验可能出现0.5 μl大小的偏差，我们取k值为6，那么可以得出不确定度uv应当为0.5与 的比值，得出为0.204 μl，那么相对不确定度urel（C4）应当为=0.204与25的比值，得出为0.00816。

2.6 温度方面

实验环境下，温度可控制在±1摄氏度的范围内波动，那么用urel（C5）来表示温度对电导率而带来的相对不确定度，应当为2%与 的比值，得出为0.0115。

2.7 合成不确定度和扩展不确定度分析

用urel（C）来表示相对合成不确定度，那么公式应当为：

计算得出为0.0441.我们选择k值为2，置信水平为95%，那么Urel（C）应当为= k与ur（C）的乘积，得出为0.0882，那么本次研究中水中氯化物用P来表示，其大小就应当为（5.22±0.088）mg/ L。

3 结论

综上所述，离子色谱法测定生活饮用水氯化物中不确定度分析中，在最小二乘法拟合曲线以及温度对电导率影响二者所引入的不确定度所起到的影响最大，需要在样品测定过程中高度重视并加以控制。

［1］易新萍．离子色谱法测定水中溴酸盐的不确定度评定［J］．计量与测试技术，2009（12）：68-69．

［2］王文玉，张桂香，战忠臣．ICS-1000型离子色谱仪测定矿泉水中锂离子含量的不确定度评定［J］．中国卫生工程学，2011（02）：149-150．

［3］徐芹芹，王春娟．离子色谱法测定水中氟离子浓度不确定度评定［J］．职业与健康，2009（18）：1934-1936．

R123．1

B

1674-9316（2014）15-0008-03

10．3969/J．ISSN．1674-9316．2014．15．005