水质在线自动分析仪测量氨氮的不确定度分析

蒋奕雄

摘 要：通过对氨氮水质在线自动分析仪测定氨氮过程的分析，探讨了测试各环节中可能引入的不确定度分量，并汇总合成得到扩展不确定度，确定了对不确定度贡献最大的因素，为其他类似实验减少误差提供参考。

关键词：氨氮；自动分析仪；不确定度

中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮测定的传统方法是采用纳氏试剂分光光度法，但是纳氏试剂的毒性强，分析过程中使用汞盐易产生二次污染，且预处理过程繁琐，实验周期长。氨氮水质在线自动分析仪可以连续、及时、准确的对水质及其变化状况进行监测，得到了越来越广泛的应用。因此，对仪器测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致的判定，具有非常重要的意义。测量不确定度是对测量结果可能产生误差的度量，是对测量结果质量的定量表征，已成为检验和校准自动分析仪必不可少的工作之一。本文通过对水质在线自动分析仪测量氨氮过程的分析，找出分析测试过程中主要可能引入误差的步骤，为其他重复或相似实验减少误差、提高实验质量提供参考。

1 方法与仪器

1.1 方法与依据

1.1.1 方法原理 水质在线自动分析仪测量氨氮的方法有电极法和光度法。电极法主要包括氨离子选择性电极法和氨气敏电极电位法，测量原理为电极电位与水样中氨浓度的对数呈线性关系，从而对水样中的氨氮进行测量。光度法主要包括纳氏试剂比色法和水杨酸分光光度法等，其主要原理为水样中的氨氮与指示剂反应后显色，水样的吸光度在特定波长处与氨氮含量成正比，从而对水样中的氨氮进行定量分析。

1.1.2 测量依据 JJG 631-2013氨氮自动监测仪检定规程；JJG（闽）1050-2012氨氮水质自动分析仪检定规程。

1.2 主要仪器、试剂与条件

1.2.1 主要仪器 水质自动分析仪（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；绝缘电阻表，500V，10级；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A级。

1.2.2 试剂 水中氨氮成分分析标准物质，国家标准编号GBW（E）080220，质量浓度100mg/L，扩展不确定度（包含因子k=2），中国计量科学研究院研制。

1.2.3 测量条件 环境温度不超过5～40℃，相对湿度：≤85%。

2 实验方法

2.1 标准溶液 氨氮标准溶液的配制：以购买的质量浓度为100mg/L的氨氮标准储备溶液，按其证书所述使用方法配制成质量浓度为5.0mg/L的标准使用溶液。

2.2 样品测试 仪器运行稳定后，将配制好的氨氮标准使用溶液经氨氮水质自动分析仪连续重复测定。

3 数学模型

在测量不确定度评定中，建立数学模型也称为测量模型化，目的是建立被测量与各影响量之间的函数关系。采用经典的比较测量法可得到数学模型：

5.4 扩展不确定度 扩展不确定度是确定测量结果区间的量，可期望该区间包括被测量之值分布的大部分。假设其服从正态分布，取包含因子k=2（95%置信概率），则扩展不确定度为：urel=kuc，在此取k=2，则u=3%。

6 对使用氨氮分析仪检定装置的测量不确定度评定

按规程规定要求，其测量不确定度见表3。

7 校准和测量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），则该项目的CMC为：urel=3%，k=2。

8 结论

（1）水质在线自动分析仪测量水中氨氮，测定结果为5.02mg/L，扩展不确定度为urel=3%（k=2）。（2）在不考虑曲线拟合以及系统引入的不确定度的情况下，对不确定度贡献最大的因素为氨氮标准溶液引入的不确定度和样品重复测量引入的不确定度。

参考文献

[1]JJG 631-2013，氨氮自动监测仪检定规程[S].

[2]JJG（闽）1050-2012，氨氮水质自动分析仪检定规程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].

[4]北京市环境保护监测中心.环境监测测量不确定度评定[M].北京：中国计量出版社，2009.

[5]上海市计量测试技术研究院.常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].北京：中国计量出版社，2001.

（责编：张宏民）

摘 要：通过对氨氮水质在线自动分析仪测定氨氮过程的分析，探讨了测试各环节中可能引入的不确定度分量，并汇总合成得到扩展不确定度，确定了对不确定度贡献最大的因素，为其他类似实验减少误差提供参考。

关键词：氨氮；自动分析仪；不确定度

中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮测定的传统方法是采用纳氏试剂分光光度法，但是纳氏试剂的毒性强，分析过程中使用汞盐易产生二次污染，且预处理过程繁琐，实验周期长。氨氮水质在线自动分析仪可以连续、及时、准确的对水质及其变化状况进行监测，得到了越来越广泛的应用。因此，对仪器测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致的判定，具有非常重要的意义。测量不确定度是对测量结果可能产生误差的度量，是对测量结果质量的定量表征，已成为检验和校准自动分析仪必不可少的工作之一。本文通过对水质在线自动分析仪测量氨氮过程的分析，找出分析测试过程中主要可能引入误差的步骤，为其他重复或相似实验减少误差、提高实验质量提供参考。

1 方法与仪器

1.1 方法与依据

1.1.1 方法原理 水质在线自动分析仪测量氨氮的方法有电极法和光度法。电极法主要包括氨离子选择性电极法和氨气敏电极电位法，测量原理为电极电位与水样中氨浓度的对数呈线性关系，从而对水样中的氨氮进行测量。光度法主要包括纳氏试剂比色法和水杨酸分光光度法等，其主要原理为水样中的氨氮与指示剂反应后显色，水样的吸光度在特定波长处与氨氮含量成正比，从而对水样中的氨氮进行定量分析。

1.1.2 测量依据 JJG 631-2013氨氮自动监测仪检定规程；JJG（闽）1050-2012氨氮水质自动分析仪检定规程。

1.2 主要仪器、试剂与条件

1.2.1 主要仪器 水质自动分析仪（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；绝缘电阻表，500V，10级；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A级。

1.2.2 试剂 水中氨氮成分分析标准物质，国家标准编号GBW（E）080220，质量浓度100mg/L，扩展不确定度（包含因子k=2），中国计量科学研究院研制。

1.2.3 测量条件 环境温度不超过5～40℃，相对湿度：≤85%。

2 实验方法

2.1 标准溶液 氨氮标准溶液的配制：以购买的质量浓度为100mg/L的氨氮标准储备溶液，按其证书所述使用方法配制成质量浓度为5.0mg/L的标准使用溶液。

2.2 样品测试 仪器运行稳定后，将配制好的氨氮标准使用溶液经氨氮水质自动分析仪连续重复测定。

3 数学模型

在测量不确定度评定中，建立数学模型也称为测量模型化，目的是建立被测量与各影响量之间的函数关系。采用经典的比较测量法可得到数学模型：

5.4 扩展不确定度 扩展不确定度是确定测量结果区间的量，可期望该区间包括被测量之值分布的大部分。假设其服从正态分布，取包含因子k=2（95%置信概率），则扩展不确定度为：urel=kuc，在此取k=2，则u=3%。

6 对使用氨氮分析仪检定装置的测量不确定度评定

按规程规定要求，其测量不确定度见表3。

7 校准和测量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），则该项目的CMC为：urel=3%，k=2。

8 结论

（1）水质在线自动分析仪测量水中氨氮，测定结果为5.02mg/L，扩展不确定度为urel=3%（k=2）。（2）在不考虑曲线拟合以及系统引入的不确定度的情况下，对不确定度贡献最大的因素为氨氮标准溶液引入的不确定度和样品重复测量引入的不确定度。

参考文献

[1]JJG 631-2013，氨氮自动监测仪检定规程[S].

[2]JJG（闽）1050-2012，氨氮水质自动分析仪检定规程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].

[4]北京市环境保护监测中心.环境监测测量不确定度评定[M].北京：中国计量出版社，2009.

[5]上海市计量测试技术研究院.常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].北京：中国计量出版社，2001.

（责编：张宏民）

摘 要：通过对氨氮水质在线自动分析仪测定氨氮过程的分析，探讨了测试各环节中可能引入的不确定度分量，并汇总合成得到扩展不确定度，确定了对不确定度贡献最大的因素，为其他类似实验减少误差提供参考。

关键词：氨氮；自动分析仪；不确定度

中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）12-23-02

Abstract：Through the analysis on the determination of ammonia nitrogen by ammonia water quality online automatic analyzer，we discusses the uncertainty components that may introduce each link in all sectors of the experiments and summarize the synthesis of expanded uncertainty so as to confirm main factors of uncertainty contribution，using this result we expect for other similar experiments to reduce the error reference。

Key words：Ammonia nitrogen；Automatic analyzer；Uncertainty

地表水氨氮测定的传统方法是采用纳氏试剂分光光度法，但是纳氏试剂的毒性强，分析过程中使用汞盐易产生二次污染，且预处理过程繁琐，实验周期长。氨氮水质在线自动分析仪可以连续、及时、准确的对水质及其变化状况进行监测，得到了越来越广泛的应用。因此，对仪器测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致的判定，具有非常重要的意义。测量不确定度是对测量结果可能产生误差的度量，是对测量结果质量的定量表征，已成为检验和校准自动分析仪必不可少的工作之一。本文通过对水质在线自动分析仪测量氨氮过程的分析，找出分析测试过程中主要可能引入误差的步骤，为其他重复或相似实验减少误差、提高实验质量提供参考。

1 方法与仪器

1.1 方法与依据

1.1.1 方法原理 水质在线自动分析仪测量氨氮的方法有电极法和光度法。电极法主要包括氨离子选择性电极法和氨气敏电极电位法，测量原理为电极电位与水样中氨浓度的对数呈线性关系，从而对水样中的氨氮进行测量。光度法主要包括纳氏试剂比色法和水杨酸分光光度法等，其主要原理为水样中的氨氮与指示剂反应后显色，水样的吸光度在特定波长处与氨氮含量成正比，从而对水样中的氨氮进行定量分析。

1.1.2 测量依据 JJG 631-2013氨氮自动监测仪检定规程；JJG（闽）1050-2012氨氮水质自动分析仪检定规程。

1.2 主要仪器、试剂与条件

1.2.1 主要仪器 水质自动分析仪（氨氮）（LFNH-DW2001，湖南力合）；绝缘电阻表，500V，10级；秒表，分辨力0.01s；分析天平，最小分度值0.1mg；玻璃量器，A级。

1.2.2 试剂 水中氨氮成分分析标准物质，国家标准编号GBW（E）080220，质量浓度100mg/L，扩展不确定度（包含因子k=2），中国计量科学研究院研制。

1.2.3 测量条件 环境温度不超过5～40℃，相对湿度：≤85%。

2 实验方法

2.1 标准溶液 氨氮标准溶液的配制：以购买的质量浓度为100mg/L的氨氮标准储备溶液，按其证书所述使用方法配制成质量浓度为5.0mg/L的标准使用溶液。

2.2 样品测试 仪器运行稳定后，将配制好的氨氮标准使用溶液经氨氮水质自动分析仪连续重复测定。

3 数学模型

在测量不确定度评定中，建立数学模型也称为测量模型化，目的是建立被测量与各影响量之间的函数关系。采用经典的比较测量法可得到数学模型：

5.4 扩展不确定度 扩展不确定度是确定测量结果区间的量，可期望该区间包括被测量之值分布的大部分。假设其服从正态分布，取包含因子k=2（95%置信概率），则扩展不确定度为：urel=kuc，在此取k=2，则u=3%。

6 对使用氨氮分析仪检定装置的测量不确定度评定

按规程规定要求，其测量不确定度见表3。

7 校准和测量能力（CMC）

取包含因子k=2（95%置信概率），则该项目的CMC为：urel=3%，k=2。

8 结论

（1）水质在线自动分析仪测量水中氨氮，测定结果为5.02mg/L，扩展不确定度为urel=3%（k=2）。（2）在不考虑曲线拟合以及系统引入的不确定度的情况下，对不确定度贡献最大的因素为氨氮标准溶液引入的不确定度和样品重复测量引入的不确定度。

参考文献

[1]JJG 631-2013，氨氮自动监测仪检定规程[S].

[2]JJG（闽）1050-2012，氨氮水质自动分析仪检定规程[S].

[3]JJF 1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].

[4]北京市环境保护监测中心.环境监测测量不确定度评定[M].北京：中国计量出版社，2009.

[5]上海市计量测试技术研究院.常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].北京：中国计量出版社，2001.

（责编：张宏民）