固定源排氣中二氧化硫測量不確定度評定

任佶 許成君 梁莉 王芳 劉秀

（中國石油大慶石油管理局環境監測中心站）

固定源排氣中二氧化硫測量不確定度評定

任佶 許成君 梁莉 王芳 劉秀

（中國石油大慶石油管理局環境監測中心站）

采用HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法》，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定，通過對不確定度的來源進行分析，找出影響測定結果的各個不確定度分量，進行測量不確定度的分析評定，為分析判斷環境監測數據的準確性提供重要參考。

二氧化硫；定電位電解；測量不確定度；評定

0 引 言

不確定度是指由于測量誤差的存在，造成測量值不能被確定的程度，也就是合理地賦予被測量值分散性的一種表征［1］。測量不確定度在測量結果的完整表述、依據測量對被測量和測量體系的判斷、量值的溯源性、改進測量方法等方面都有著重要的作用［2-3］。采用定電位電解法對固定污染源煙氣排放中二氧化硫濃度進行測定，依據JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，對測定結果的不確定度進行分析和評定。

1 監測方法

1.1 方法來源

按照HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》的規定，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定。

1.2 方法原理

煙氣中的二氧化硫氣體擴散，通過傳感器滲透膜，進入電解槽，在恒電位工作電極上發生氧化還原反應，由此產生極限擴散電流i，在一定范圍內，其電流大小與二氧化硫濃度成正比［4］，儀器經過換算直接讀取數據，測定煙氣中二氧化硫的濃度。

1.3 儀器設備

嶗應3012H型自動煙塵（氣）測試儀（09代）（青島嶗山應用技術研究所），校準用標準氣體（國家環境保護部標準樣品研究所，氮氣中二氧化硫）。

2 不確定度的定量數學模型

測量固定污染源煙氣排放中二氧化硫濃度，由儀器可直接讀取二氧化硫的實測濃度，其數學模型如下：式中，x為儀器顯示二氧化硫濃度，mg／m3；CS為固定源排放煙氣中二氧化硫濃度，mg／m3。

3 不確定度來源分析

根據JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，測量不確定度應分為不確定度的A類評定和B類評定。A類評定為對Xi的一系列測得值xi得到實驗標準偏差的方法；B類評定為根據有關信息估計的先驗概率分布得到標準偏差估計值的方法［5］。

對于固定污染源排放煙氣中二氧化硫濃度的測定，A類不確定度即為重復測量的重現性引入的不確定度；B類不確定度即為測量儀器的計量性能局限性引入的不確定度、標定儀器的標準氣體引入的不確定度及測量人員、實驗室環境引入的不確定度。在測量不確定度評定中只考慮與實驗過程有關的不確定度分量，測量人員、實驗室環境對測量結果的影響的數學期望值均為1，可不引入［6］。

不確定度的主要來源如圖1所示。

圖1 不確定度的來源

4 測量標準不確定度評定

4.1 重復性測量引入的標準不確定度分量

對某國控固定污染源排放煙氣中的二氧化硫濃度進行11次獨立的重復性測量，具體測量結果見表1。

表1 二氧化硫測量結果 mg／m3

4.2 校準用標準氣體引入的標準不確定度分量

4.3 儀器分辨率引入的標準不確定度分量

4.4 儀器的示值誤差引入的標準不確定度分量

4.5 相對標準不確定度匯總

相對標準不確定度各分量如表2所示。

表2 不確定度分量匯總

5 合成標準不確定度的評定

6 擴展不確定度評定

7 結 論

測量不確定度是對測量結果質量的定量評定，測量結果是否有用，在很大程度上取決于其不確定度的大小，所以測量結果必須有不確定度說明才完整、有意義。不確定度，能夠使工作人員對采樣評估結果做出更加科學、合理、精確的判斷。對測量結果不確定度的評定，對于分析、判斷環境監測數據的準確性，改進環境監測流程，推進環境監測技術方法的進步，具有非常重要的意義。

本實驗采用國家標準方法HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定，按照JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，對測定結果的不確定度進行了分析和評定。

根據固定污染源排放煙氣中二氧化硫濃度測量不確定度的評定，二氧化硫測量濃度可以表示為：SO2（mg／m3）=（149.5±9.73）mg／m3，veff=15，括號內第二項為U95之值。

從測量結果各不確定度分量的計算可以看出，由于儀器的系統效應（尤其是儀器的示值誤差）引入的不確定度分量較大。這就需要儀器的使用者除了將儀器定期送到技術監督部門進行檢定外，也要及時對儀器進行必要的維護保養，進行必要的期間核查，以確保儀器的準確度。在進行相關環境監測時，嚴格按照標準分析方法和相關規程對儀器進行操作，減小隨機效應引起的不確定度對監測結果造成的影響。

［1］ 廖秀珺.關于環境監測中的不確定度評估[J].中國高新技術企業,2013(18):101-102.

［2］ 夏文前,袁玲雙,張宏波.氮氣中二氧化硫氣體濃度測量不確定度的評定[J].環境科學與管理,2007,32(5): 137-138.

［3］ 宋國明.測量不確定度評定在環境監測中的應用研究[J].安徽農業科學,2008,37(15):7117-7118.

［4］ HJ/T57—2000固定污染源排氣中二氧化硫濃度的測定定電位電解法[S].

［5］ JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示[S].

［6］ 曹志軍.測試實驗室中測量不確定度評定[M].長春:吉林科學技術出版社,2003.

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.03.013

：1005-3158（2015）03-0038-02

2014-08-22）

任佶，2008年畢業于大連理工大學環境科學專業，碩士，現在中國石油大慶石油管理局環境監測中心站環境監測評價室從事環境監測及環境管理工作。通信地址：黑龍江省大慶市讓胡路區西苑街大慶油田水務公司水務研究設計院，163458