钼酸铵分光光度法测定废水中总磷含量的不确定度评定

张烨红（光大水务（济南）有限公司，山东 济南250032）

一切测量结果都不可避免地具有不确定度。随着科学技术的不断发展，人们对测量结果的质量要求越来越高。当报告测量结果时，必须对测量质量给出定量的说明，以确定测量结果的可信程度。[1]本文依据《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》对废水中总磷含量进行测量，依据《测量不确定度评定与表示》，对其测量结果的不确定度进行评估。

1 数学模型及实验部分

1.1 数学模型[2]

1.2 仪器与量具

双光束紫外可见分光光度计（TU-1901型）；

具塞（磨口）比色管（50mL、A 级）、大肚移液管（10mL、A级）、刻度管（10mL、A级）。

2 不确定度的主要来源与分析

2.1 标准溶液标准值引入的不确定度；

总磷标准溶液质量浓度为500mg/L，其相对扩展不确定度为U=1%（k=2），（标准物质证书号为102815），则0.005。

2.2 配制标准溶液及标准样品引入的不确定度；

总磷标准使用液的配制需经两个步骤，第一步，用10mL大肚移液管吸取标准溶液，置于100mL容量瓶，定容至刻度，得质量浓度为50mg/L的标准贮备液；第二步，用10mL大肚移液管吸取标准溶液，置于250mL 容量瓶，定容至刻度，得质量浓度为2mg/L的标准使用液。

a.玻璃器皿引入的不确定度

根据玻璃器皿校准证书，本实验所使用玻璃器皿允许最大误差及标准不确定度均列于表1。

b.温度变化引入的体积不确定度

根据制造商的规定，玻璃器皿的校准温度是20℃，实验室的温度变化△T=3℃，通过温度范围和体积膨胀系数可以计算温度效应产生的不确定度。水的膨胀系数为2.1×10-4/℃，按矩形分布，故取。

c.重复性

对典型的100mL和250mL容量瓶充满10次并称量的实验，得出标准偏差分别为0.02mL 和0.05mL，这可直接用作标准不确定度。

表1 配制标准溶液及标准样品引入的不确定度

所以，配制标准溶液及标准样品引入的相对标准不确定度为：

2.3 由双光束紫外分光光度计引入的不确定度

根据仪器校准证书，分光光度计测定仪器的精密度为0.1%，按矩形分布，取k= 3，则标准不确定度为：=5.77×10-4。

2.4 由曲线回归引入的不确定度

用分光光度法测定C0，采用浓度为500±2 mg/L的标准贮备液配制7种标准溶液，对上述七种标准溶液测定吸光度，每个浓度测三次，结果列于表2中。

表2 各浓度下吸光度测量值

C0的不确定度由两个部分构成，其一是由七种标准溶液的浓度-吸光度拟合的直线求得C0时测量所产生；其二是由拟合曲线对C0的测量带来的不确定度。线性拟合所得直线方程为：A=0.0303C-0.0006，记B1=0.0303，B0=—0.0006。

对C0进行两次测量，由吸光度通过直线方程求得C0=1.54mg/L，则C0的标准不确定度为：

其中：

2.5 由试样溶液重复性测量引入的不确定度

取日常监测水样进行重复性测定10次，评定重复测定引入的标准不确定度，结果数据见表3。

表3 重复测定试样中总磷浓度数据

计算其平均值为5.40 mg/L，标准偏差为0.0304，则urel(x)=0.0056。

3 合成标准不确定度

钼酸铵分光光度法测定水中总磷的合成标准不确定度为：

4 扩展不确定度的确定

取包含因子k=2，则扩展不确定度为U=k urel(c)=0.07mg/L

5 结语

（1）测定试样溶液中总磷，结果是1.54 mg/L，扩展不确定度为0.07 mg/L（k=2），即样品中的总磷质量浓度为（1.54±0.07）mg/L，k=2。

（2）通过钼酸铵分光光度法测定废水中总磷的不确定度分量分析，比较各分量的权重，可知在本方法影响不确定度的因素中，曲线拟合、重复测量产生的不确定度及标准物质引入的不确定度属于主要分量，所以这是评定不确定度中，必须要考虑的。工作中可通过采取提高操作人员的技术水平，适当增加样品重复测量次数，多次绘制曲线等方法来降低测量不确定度，提高检测结果的准确性。