标题离子色谱法测定水中硫酸盐不确定度评定

摘 要
目的：对离子色谱法测定水中硫酸盐的不确定度进行分析、评定，获得不确定度。方法：采用测量不确定度评定理论进行不确定度评定。结果：IC1010离子色谱仪测定水中硫酸盐在2.00～20.00 mg/L范围内的扩展不确定度为0.82 mg/L，k=2。
结论：该不确定度评定方法在实际工作中有较强的应用价值。

关键词：不确定度、硫酸盐、离子色谱法

硫酸盐是水系列产品中检测的主要指标，在当前水环境污染严重的情况下显得尤为重要。目前，比较常用的检测方法是离子色谱法。针对国家实验室认可及省计量认证的需要，本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》[1]以及JJF1135-2005《化学分析测量不确定度评定》[2]对离子色谱法法测定水中硫酸盐的不确定度进行了分析、评定。

1 试验部分

1.1 建立数学模型

采用最小二乘法对标准溶液浓度（x）和色谱峰面积（y）进行线性回归，得线性回归方程为y=a bx，即x=（y-a）/b，其中：y为峰面积（µs*s）； a为截距；b为斜率；x为标准溶液浓度（mg/L）。由此可得x的不确定度主要来源于y、a和b。

浓度为2.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 mg/L的6个硫酸盐标准溶液的峰面积见表1，a=37680，b=13702，x=（y－37680）/13702。（表1）

y、a、b的传播系数分别为：

计算得：c（y）=7.298×10-5（mg·L-1/µs*s）

c（a）= -7.298×10-5（mg·L-1/µs*s）

c（b）=-7.524×10-4[（mg·L-1）2/µs*s]

1.2 标准不确定度计算

1.2.1 标准不确定度分量u（y）

1.2.1.1 y残差的标准偏差S（y）引起的不确定度u1，按正态分布属A类评定。

计算得u1＝3950.65µs*s，自由度 =mn－2=4。

1.2.1.2 仪器读数引起的不确定度u2，按均匀分布变化属B类评定。

仪器读数最小变化为0.007µs*s，u2=0.007%/31/2=4.04×10-3µs*s，自由度 =∞。

1.2.1.3　标准溶液引起的不确定度u3。

1.2.1.3.1 标准溶液来源的不确定度urel31。

SO42-标准溶液由国家标物中心提供，标准值为500mg/L，不确定度为0.7%，按均匀分布变化属B类评定。urel31＝0.7%／31/2=0.404%。

1.2.1.3.2 标准溶液稀释定容引起的不确定度urel32。

先用10mlA级移液管（允许误差0.2%）移取标准溶液至50mlA级容量瓶（允许误差0.1%）配制标准中间液，再用10mlA级移液管（允许误差0.2%）移取标准中间液至50mlA级容量瓶（允许误差0.1%）配制标准使用系列。移液管和容量瓶刻线读数不确定度可忽略，配制温度接近20℃，温度影响可忽略，按均匀分布以k=31/2计算合成得到urel32=[（0.2%／31/2）2 （0.1%／31/2）2 （0.2%／31/2）2 （0.1%／31/2）2]1/2=0.183%。

综合以上两项可得urel3=[（0.404%）2 （0.183%）2]1/2=0.444%

u3=b*20*0.444%=1.217µs*s，自由度 =∞。

1.2.1.4 测量重复性引起的不确定度u4，按正态分布属A类评定。

对12 mg/L的SO42-标准溶液进行10次重复测量得峰面积分别为：200367、201735、202034、200968、202148、200097、201193、200182、201117、200228。

计算可得：u4=246.31µs*s，自由度 =n－1=9。

综合以上各项得：u（y）＝（u12＋u22＋u32＋u42）1/2＝3958.32µs*s。

1.2.2 标准不确定度分量u（a）

计算得：u（a）=3074.1µs*s，自由度 =mn－2=4。

1.2.3 标准不确定度分量u（b）

计算得：u（b）=253.25（µs*s /mg·L-1），自由度 =mn－2=4。

2 结果与讨论

2.1 合成标准不确定度

由于各不确定度分量相互独立，所以u c（x）=[ c2（y） u2 （y） c2 （a） u2 （a） c2 （b） u2 （b）] 1/2=0.41 mg/L。

2.2 扩展不确定度

置信水平P=0.95时，包含因子k=2，U=k×u c（x）=0.82 mg/L。

2.3 不确定度报告与表示

IC1010离子色谱仪测定水中硫酸盐在2.00～20.00 mg/L范围内的扩展不确定度为0.82 mg/L，k=2。

2.4 讨论

从计算结果可以看出，在离子色谱法测定水中硫酸盐含量的过程中，峰面积所产生的不确定度对测量不确定度的贡献最大，其次是截距a所产生的不确定度。测量不确定度评定在实际工作中有重要意义，特别是在检测结果为临界值时显得尤为重要。本方法在实际检测工作中具有较强的应用价值。

参考文献

[1] JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].国家质量技术监督局.

[2] JJF1135-2005，化学分析测量不确定度评定[S].国家质量监督检验检疫总局．