原子吸收光谱法检测家具色漆中可溶性镉的不确定度评定

蔡金杖

（南安市质量计量检测所，福建 南安362300）

随着生活水平提高，人们越来越重视家具的绿色环保，而其中有害物质限量更是关心的重点。镉为重金属元素，并非生命活动所必须，且会在人体富集，进而导致肾脏损耗和软骨病等[3]。本文根据国标GB18584-2001 采用火焰原子吸收光谱法对木家具色漆中可溶性镉进行测定，评定可溶性镉的不确定度，并分析其测量结果的不确定度来源。

1 测试方法

前处理过程：用陶瓷刮刀将样品表面的色漆刮下并收集，用磁力搅拌器进行粉碎，并过筛（0.5mm）。称取0.5g 过筛后的色漆粉末（精确至0.0001g），放入碘量瓶中，加入25 mL 0.07mol/L 盐酸溶液，搅拌1 min，测定pH。如果pH 大于1.5，加入适当浓度的盐酸溶液调节pH 至1.0～1.5。该混合溶液在室温下搅拌1 h，然后静置1 h。静置完成后立刻过滤并避光保存。样品处理应在4 h 内完成。若4 h 内无法完成，则需加入1 mol/L 的盐酸溶液25 mL 对样品处理，处理方法同上。

使用岛津AA-7000 进行测试。

2 测量模型和函数

可溶性镉的含量计算式如下：

式中：C 为可溶性镉含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；a0为盐酸基体中镉的浓度（mg/L）；a1为试验溶液镉的浓度，单位为毫克每升（mg/L）；V 为盐酸溶液的体积，单位为毫升（mL）；m：称取色漆粉末的质量，单位为克（g）。

3 不确定度来源分析

根据测量模型可知，主要的测量不确定来源如下：

3.1 电子天平称取色漆粉末质量引入的标准不确定度u(m)。

3.2 测得的试样溶液中镉浓度的不确定度u(a)，包括配制系列标准溶液时引入的标准不确定度u1(a)，进行校准曲线拟合时引入的标准不确定度u2(a)。

3.3 试样溶液稀释定容时引入的标准不确定度u(V)。

3.4 测试方法方法重复性的标准不确定度u(rep)。

4 各不确定度分量的评定

4.1 电子天平称取色漆粉末质量引入的标准不确定度urel(m)

色漆粉末的质量为0.5000g。由证书信息可知，电子天平的最大允许误差为±0.1mg。按均匀分布，称取色漆粉末质量的标准不确定度为

其对应的相对标准不确定度为urel=0.058/500=1.2×10-4

4.2 测得的试样溶液中镉浓度的相对标准不确定度urel(a)

4.2.1 配制系列标准溶液时引入的相对标准不确定度u1,rel(a)

a. 标准储备液镉浓度的相对标准不确定度

由证书信息，镉标准溶液的质量浓度为1000mg/L，其相对不确定度为0.7%，即u1,rel(a1) = 0.007

b.标准溶液稀释过程引入的相对标准不确定度

采用两次逐级稀释配制，首先将1000ug/mL 镉标准溶液稀释成100ug/mL 标准溶液（采用A 级10mL 单标线吸量管和100mL 容 量 瓶 定 容）， 再 将 其 分 别 稀 释 至0.2ug/mL，0.5ug/mL，1ug/mL，2ug/mL 系列标准曲线（采用5mL 分度吸量管和A 级100mL 容量瓶定容）。两次稀释引入的相对标准不确定度为

第一次：u1,rel(a2)=1.0×10-3，第二次：u1,rel(a3)=2.4×10-3

标准系列溶液配制过程中引入的相对标准不确定度为

4.2.2 进行校准曲线拟合引入的相对标准不确定度u2,rel(a)

试验采用4 个浓度点做镉标准系列溶液，每一浓度点读数1次：

进行拟合得到回归直线方程：y=0.2012c+0.0140，相关系数R2=0.9993。

进行校准曲线引起的标准不确定度

表1 重复性测量结果（n1=10）

因此，由校准曲线引起的相对不确定度：

其中，s 为校准曲线的标准偏差；b 为校准曲线的斜率；P为对试样溶液平行测量次数；n 为标准系列溶液测量总次数；ai为标准系列溶液中镉的浓度；a 为利用校准曲线求得镉的浓度值；a 为标准系列溶液镉的平均浓度。

试样溶液中镉浓度的相对标准不确定度为

4.2.3 试样溶液定容体积V 的相对标准不确定度urel(V)

试验使用25 mL A 级移液管，最大允许误差为±0.01 mL，按矩形分布，则u1=0.0058mL，超纯水的温度变化控制在±3℃，水的体积膨胀系数为2.1x10-4mL/ ，水的温度变化引起的体积变化为3x2.1x10-4mL/ =0.00063 mL，按矩形分布，由此带来的不确定度u2=0.00036 mL。因此，相对标准不确定度为

4.2.4 重复性实验引入的标准不确定度urel(rep)

相同条件下，对同一提取液用相同的方法独立重复测定10次（n1=10），其测量结果见表1。

试样溶液中镉的平均浓度为0.5223mg/L

测得镉浓度的标准偏差S1=0.0127mg/L

由测量重复性带来的标准不确定度为

由测量重复性带来的相对不确定度为0.0077。

5 可溶性镉浓度的相对合成标准不确定度和相对扩展不确定度

可溶性镉的相对合成标准不确定度为

取包含因子k=2，可溶性镉的相对扩展不确定度为Urel=0.036*2=7.2%。

木家具色漆中可溶性镉的质量分数为C = 26.12ug/g，Urel=7.2%，k = 2。

6 结论

由各个因素测量不确定的结果看，影响测量不确定度主要因素是试样溶液中镉浓度（主要来自校准曲线的拟合），对测定结果影响较显著。