气相色谱法测定苯、甲苯、二甲苯含量的不确定度评定

钟利伦 黄 炜 彭 聪 郑 珲

（1.广州市公安司法鉴定中心，广东广州510030；2.公安部物证鉴定中心，北京100038）

气相色谱法测定苯、甲苯、二甲苯含量的不确定度评定

钟利伦1黄 炜1彭 聪1郑 珲2

（1.广州市公安司法鉴定中心，广东广州510030；2.公安部物证鉴定中心，北京100038）

测定不确定度为：“表征合理的赋予被测量值的分散性，与测量结果相联的参数。”根据JJF1001-1998《通用计量术语及定义》和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》内容来进行实验室认可中测量不确定度的评定。以测定样品中苯、甲苯、二甲苯的含量为例，评定了气相色谱法测定结果的不确定度。建立数学模型，分析各不确定度分量，将不确定度分量合成，并计算其测定结果的扩展不确定度。

气相色谱苯甲苯二甲苯不确定度

引言

随着我国司法鉴定管理体制的不断完善，我国的法庭科学实验室正逐步开展实验室认可工作，要求分析测试人员证明其结果的质量，特别是通过度量结果的可信度来证明结果的适宜性，这就引出了测量不确定度的概念。测定不确定度为：“表征合理的赋予被测量值的分散性，与测量结果相联的参数。”在实验室认可工作中，主要根据JJF1001-1998《通用计量术语及定义》和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的内容来进行测量不确定度的评定［1-3］。为表达气相色谱法测定苯、甲苯、二甲苯定量结果的分散程度，并对结果给予一个合理的较高置信度水平存在的区间宽度，本文对气相色谱进样法测定苯、甲苯、二甲苯进行了不确定度评定。

1 实验部分

1.1 实验准备

配制一定浓度的二硫化碳中苯系物混合标准溶液和未知样溶液，取样分析，扣除溶剂空白分别测得标样和未知样品的峰高H，本实验在室温23.5℃条件下操作。

1.2 仪器条件

安捷仑6890N，检测器：FID，色谱柱：DB-5（30m×0.25mm×0.25µm），柱前压：20PSI，柱温：初温140℃，恒温1min，以5℃/min升到180℃，然后以30℃/min升到280℃，恒温5min；检测器温度290℃，进样口温度280℃。

2 建立数学模型

苯系物浓度计算公式为：

式中：c—待测样品中苯系物的浓度µg/mL

c0—苯系物标准溶液的浓度µg/m L

A—待测样品中苯系物的峰高µV

A0—苯系物标准溶液的峰高µV

由传播定律可得相对标准不确定度计算公式为：

式中：u(c)-c的标准测量不确定度，µg/mL

u(c0)-c0的标准测量不确定度，µg/m L

u(A)-A的标准测量不确定度，µV

u(A0)-A0的标准测量不确定度，µV

3 苯系物标准溶液的不确定度分析

苯系物混合标准溶液配制方法为：有10µL进样针分别取5.00µL的色谱纯苯，甲苯、邻间对二甲苯混合于5.00mL容量瓶中，以二硫化碳稀释至刻度的储备液，再用25µL进样针取15.0µL储备液稀释至5.0m L备用（表1）。

表1 苯系物标准溶液浓度

用数学公式表示为：

式中：m—苯系物标准的质量，mg

p—苯系物标准纯度

f—为稀释因子，f=Vf/V,Vf代表稀释后的体积，Vi代表稀释前的体积

这里稀释为采用25µL微量注射器和5mL的容量瓶来完成的，所以c0的相对标准不确定度为：

3.1 苯系物标准溶液量取不确定度u(m)

苯系物标准溶液量取不确定度主要来自微量注射器产生的不确定度，10µL微量注射器的允许误差为±1%，取半宽度为±0.1µL，按均匀分布转换成标准偏差为0.1/由此得出苯系物标准溶液不确定度（表2）。

表2 苯系物标准溶液的不确定度

3.2 苯系物纯度的不确定度u（p）

色谱纯三种苯系物纯度均为99.9%±0.1%，按照均匀分布换成标准偏差为

3.3 容量瓶和注射器体积的不确定度u（Vf），u（Vi）

5mL容量瓶和25µL注射器的总容量误差检定证书分别为±0.2mL和±0.25µL，按照均匀分布换成标准偏差，即5m L容量瓶为0.2/=0.12m L，25µL注射器为0.25/=0.14µL。

表3 容量瓶和注射器的不确定度

由于两次使用5mL容量瓶，有：

由（3）式可得：

4 色谱峰高测量值A(A0)的标准不确定度

本次测定采用单点校正法求校正因子来定量，因此色谱峰高值A(A0)的标准测量不确定度分量主要由气相色谱仪的定量重复性引起的不确定度，重复测定标准和样品各6次测得有关数据见表4。

表4 标准和样品各6次测的结果

表5 相对标准不确定度分量表

5 合成标准不确定度

由（2）式可得

样品测得苯浓度为c=1.80µg/mL，则

u(c苯)=1.80×0.063=0.11µg/mL

同样

样品测得甲苯浓度为c=1.76µg/mL，则

u(c甲苯)=1.76×0.077=0.14µg/mL

样品测得对（间）二甲苯浓度为c=3.40µg/mL，则u(c对（间）二甲苯)=3.40×0.053=0.18µg/mL

样品测得邻二甲苯浓度为c=2.01µg/mL，则u(c邻二甲苯)=2.01×0.059=0.12µg/mL

6 扩展不确定度分析

取包括因子k=2（近似95%置信概率），则U=k×u(c)

U苯=2×0.11=0.22µg/m L

U甲苯=2×0.14=0.28µg/mL

U对（间）二甲苯=2×0.18=0.36µg/mL

U邻二甲苯=2×0.12=0.24µg/mL

7 最后结果表示

c苯=(1.80±0.22)µg/mL

c甲苯=(1.76±0.28)µg/mL

c对（间）二甲苯=(3.40±0.36)µg/mL c邻二甲苯=(2.01±0.24)µg/mL

8 结果讨论

随着我国司法鉴定管理体制的不断完善，法庭科学实验室正逐步开展实验室认可和资质认定工作。本文用气相色谱法定量测定苯、甲苯、二甲苯并对测定不确定度进行评估，获得满意结果。

［1］赖煜东.实验室认可中测量不确定度的评定［J］.计量与测试技术，2015，（06）.

［2］郑珲，张素波，黄星，等.气相色谱法测定甲基苯丙胺含量的不确定度评定［J］.中国卫生检验杂志，2009，（01）.

［3］赵敬真，郝红霞.毒物定量分析测量不确定度评定［J］.中国法医学杂志，2010，（02）.