ICP-MS测定生活饮用水中镍含量不确定度的评定

马玉婷 李 正

（1.杭州市余杭区食品药品监测中心 浙江杭州 311199；2.杭州市余杭区疾病预防控制中心）

1 前言

制定不确定度评估程序是ISO/IEC17025：2005《检测和校准实验室认可准则》[1]对检测实验室的要求，也是国家计量认证评审准则对实验室的要求，同时也是检测工作的需要。

本文根据测定生活饮用水中金属元素的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[2]，测定生活饮用水中镍的含量，并对其不确定度进行综合评定。

2 材料和方法

2.1 仪器和试剂

仪器：电感耦合等离子体质谱仪（美国热电，X-series II），Milipore 超纯水系统；试剂：HNO3，优级纯；超纯水：电阻率＞18.2 MΩ·cm的去离子水；标准溶液：60Ni。

2.2 方法步骤

根据GB/T 5750.6—2006《生活饮用水标准检验方法》[3]金属指标——电感耦合等离子体质谱法，开机，调试，使得单位浓度的镍离子的信号值（CPS）达到最大，仪器稳定后，分别测定其标准溶液、样品溶液的信号强度，以浓度为（μg/L）横坐标、以镍的信号强度为纵坐标绘制标准曲线，从标准曲线中计算镍元素的质量浓度c（μg/L）。

3 不确定度评定

3.1 不确定度来源分析

从本实验过程中涉及的误差产生来源分析，并结合JJF 1059.1—2012中有关规定量化不确定度分量，本实验的不确定度来源如下：（1）标准物质自身不确定度ub,rel；（2）标准使用溶液配制过程中的元素浓度的不确定度uNi,rel；（3）校准曲线拟合产生的不确定度 u（bq,rel）；（4）结果的重复性产生的不确定度 up,rel。

3.2 不确定分量的计算

3.2.1 标准溶液固有的不确定度ub,rel

由标准溶液厂家提供的证书中得到的镍标准溶液扩展不确定度U为0.8%，拓展因子k=2，所以，镍标准溶液的不确定度为：

3.2.2 标准使用溶液配制过程中的元素浓度的不确定度uNi,rel

标准使用溶液配制过程引入的不确定度主要包括定容的玻璃器皿、移液枪引入的不确定度。其来源主要有3类：（1）容量瓶的不确定度；（2）温度变化所带来的不确定度；（3）配制溶液过程中用到的容量瓶（100 mL）、移液枪（1 000 μL）。 具体计算如下：

容量瓶的允许误差为±0.10 mL，按矩形分布计，则容量瓶引入的校准不确定度为：

配制标准使用溶液过程中环境温度变化按±3℃计，视为矩形分布，则容量瓶由温度变化所带来的不确定度为按照检定规程，1 000 μL移液枪在取500μL（取样平均值约为500 μL）时的不确定度为0.7%×0.5=0.003 5 mL，计算方式同容量瓶。所以，配制镍标准溶液时的合成不确定度为：

镍标准溶液配制过程中使用了容量瓶和移液枪各6次。因此，总不确定度为：

3.2.3 校准曲线拟合产生的不确定度u（bq,rel）

测定镍标准溶液的5个浓度，得到相应的信号强度（CPS）平均值y，以线性拟合（过原点）得到直线方程y=ac=728.296 5c。本实验对样品进行了7次测量，求得平均浓度为25.38 μg/L，所以，标准曲线拟合时产生的不确定度为:

其中，a—校准曲线的斜率；SR—回归曲线的剩余标准差；p—重复测定次数（p=7）；n—标准浓度的个数（n=5）；—每个浓度的平均值；0—曲线上各点浓度的平均值；c0j—各浓度的真值；A0j—各标准溶液的吸光度。

3.2.4 结果的重复性产生的不确定度up,rel

对样品进行7次测定，标准偏差为s=0.316 7，由重复性带来的up,rel为：

综上，整个测试结果的测量的合成不确定度为：

当包含因子k=2 时，则 u=uc×k=0.296×2=0.592≈0.59 μg/L

因此，报告结果为：（25.38±0.59） μg/L（k=2）

4 结论

综上所述，校准曲线的拟合、标准使用溶液配制过程中的不确定度构成了ICP-MS法测定生活饮用水中镍含量的不确定度的重要因素[4，5]。所以，实验人员应熟练操作仪器，定期保养仪器，保证仪器具有良好的稳定性和可重复性，并严格规范地做好标准溶液的配制，以降低实验结果的不确定度。