分光光度法測定游泳池水中尿素的不確定度分析

鄧紅蓮謝燕紅廖力李丹奕

分光光度法測定游泳池水中尿素的不確定度分析

鄧紅蓮①謝燕紅①廖力①李丹奕①

目的：分析分光光度法測定游泳池水中尿素的不確定度。方法：采取分光光度法對游泳池水中的尿素含量進行檢測，依據不確定度評定標準分析檢測結果的不確定度。結果：取樣為10 mL，k=2時，尿素含量檢測結果為取樣10 mL時尿素含量0.746 mg/L，不確定度為0.101 mg/L。結論：游泳池水中尿素含量測定結果的不確定度由多項分量組成，分光光度法反映出測定的科學性，對游泳池水質監測具有重要指導意義。

不確定度； 二乙酰一肟； 分光光度法； 尿素； 游泳池水

客觀現實所存在的系統性誤差值屬于不變性值，因無法完全被人們掌握與認知，所以可以認為這種誤差值是以某種概率的形式分布在某個區域當中的，而概率分布的本身則為分散性的，不確定度的測量旨在明確被測量值的分散性參數[1]。當泳池中尿素與其分解產物的含量過高時，可對人體健康產生不同程度的損傷[2]。尿素作為一項重要的污染程度指標，已經成為游泳池水質的一項主要監測項目[3-4]。分析游泳池水尿素含量檢測的不確定度可有效提高實驗室檢測數據的準確性與可靠性。為提高游泳池水中尿素含量的檢測水平，筆者對分光光度法測定尿素的不確定度進行了計算分析，現將詳細數據匯總如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本次檢測依據《測量不確定度評定

與表示》JJF 1059-1999，采用二乙酰一肟分光光度法對游泳池水中的尿素含量進行檢測[5]。遵照GB/ T18204.29-2000《游泳水中尿素測定方法》對游泳池水當中的尿素含量進行測定[6]。水中的雙乙酰與尿素發生反應后生成的產物為有色的二嗪衍生復合物，復合物的顏色深淺程度與尿素的含量為正比，可于460 nm波長時被最大程度吸收[7]。配制出一系列特定濃度的標準檢測專用溶液，對標準溶液及樣品行依次檢測，以曲線回歸方程式計算樣品當中的尿素含量。

1.2 方法

回歸曲線方法，采取最小二乘法對曲線計算進行校準，標準回歸方程格式為：Y=bX+a，已知Y值對X值的回歸直線，計算出被測量的X值的數學模型作為：X=（Y-a）/b，計算方差公式為

1.2.2 不確定度的分量與計算方法 稱量過程引入不確定度Urel（W），電子天平檢測檢定證書所標注的允差值U為4 mg，以電子天平稱取尿素W=0.1000 g，稱取2次，據此天平稱取試驗尿素過程中的相對不確定度為：尿素的純度不確定度Urel（P），依據GBW-09201國際標準物研究中心出具的證書，尿素標準物的不確定度為2%，根據均勻分布的原則換算，則相對標準值的不確定度為；1000 mL容量瓶引入不確定度Urel（V1），A級的1000 mL容量瓶最大的允差值為0.40 mL，所以不確定度為U（V1.1）采取稱量法將容量瓶注滿共計10次后進行稱量，A類體積的重復不確定度：U（V1.2）=0.10 mL，在室溫為（20±3）℃的條件下，H2O的膨脹系數為2.1×10-4℃，依據均勻分布的原則不確定度1 L容量瓶引入過程的不確定度Urel（V1）為0.44×10-3。100 mL容量瓶引入的不確定度Urel（V2）與Urel（V1）類似，100 mL的A級容量瓶最大允差值為0.10 mL， Urel（V2.1）=0.06 mL，Urel（V2.2）=0.07 mL，Urel（V2.3）=0.04 mL，所以Urel（V2）=0.73×10-3；10 mL移液管引入的不確定度Urel（V3），與Urel（V1）類似，10 mL移液管的允差值為±0.01 mL，Urel（V3.1）=0.006 mL，Urel（V3.2）=0.007 mL，Urel（V3.3）=0.004 mL，因此Urel（V3）=0.95×10-3；根據上述數據與方差計算的公式計算，尿素的標準溶液相對不確定度為：

2 結果

2.1 分光光度法測定結果 使用分光光度法分別檢測一系列的尿素標準溶液，結果詳見表1。

表1 尿素系列標準溶液測定結果明細表

2.2 標準差計算結果 根據表1數據與線性方程公式y=bx+a行線性擬合計算，結果為y=0.0247x+0.0081，r=0.9995；標準差見表2。

表2 回歸方程標準差計算結果明細表

標準系列計算均數：x=5.86 μg，n=7，標準差s=5.31 μg

標準溶液的偏差平方和為：

根據試驗方法對一個樣品進行兩次測量，A1（吸光度）為0.185，A2（吸光度）為0.183，以直線方程計算x1=7.57 μg，x2=7.38 μg，xx=7.46 μg。

2.3 極差系數結果 Urel（2）平行試驗A類不確定度計算，測量2次，極差系統C=1.13，

2.4 分光光度法不確定度計算結果 回收12個樣品加以標記，平均回收率為91.75%，因此

2.5 分光光度法計數分辨率不確定度計算結果 分光光度法計讀數分辨率為0.001%，均勻分布下不確定度：

2.6 移液管不確定度計算結果 取樣10 mL與標準溶液相同，Urel（5）=0.95×10-3。

2.7 合成相對標準不確定度計算

2.8 相對不確定度擴展計算 Urel=K Urel（Xx），K取值為2，則計算結果為：Urel=2×6.79×10-2=13.58×10-2；因此相對不確定度擴展計算結果為U=Urel×Xx=13.58×10-2×7.46=1.01 μg；取樣10 mL時，游泳池水中的平均尿素濃度為（0.746±0.101）mg/L。2.9 不確定度計算結果統計 各項不確定度計算結果見表3。

表3 各項不確定度計算結果明細表

3 討論

尿素也稱碳酰二胺是由氧、碳、氮及氫構成的一種有機化合物[8]。游泳池中的尿素主要來自于人體的分泌物、排泄物[9]。尿素測定是游泳池水質監測的一項重要指標[10]。隨著人民生活水平的不斷提高，游泳已經成為了人們日常休閑、鍛煉、娛樂的一項重要活動，游泳池內的水質優劣直接影響游泳者的身體健康與安全。目前國外在測定水中尿素含量時多采取尿素酶法、硫酸消煮甲醛法、OPA法及二乙酰一肟比色法等[11-13]。二乙酰一肟分光光度法是我國檢測游泳池水中尿素的標準方法[14]。二乙酰一肟分光光度法測定游泳池水中尿素含量具有操作簡便，靈敏度高及精密度理想的特點，測量結果穩定，不確定度合理[15-16]。本次分析過程與結果表明分光光度法測量結果的不確定度是由多項分量所構成的，各個分量均已考慮到測量的全過程中的相關系統性效應以及隨機性效應所導致的檢測結果的不確定度。因此可以認為該測定方法可以全面正確的反映出檢測結果的全貌及科學準確性，有助于提高實驗室對游泳池水質的監控水平。

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Uncertainty Analysis of Spectrophotometry Method Determination of Urea in Swimming Pool Water/

DENG Hong-lian，XIE Yan-hong，LIAO Li，et al.//Medical Innovation of China，2015，12（08）：100-102

Objective：To analyze the uncertainty of spectrophotometry method determination of urea in swimming pool water.Method：Urea content in swimming pool water was detected by spectrophotometry method， uncertainty of test results was analyzed based on uncertainty evaluation criteria. Result：When sampling for 10 mL，k=2，the content of the detection result of the urea was 0.746 mg/L，the uncertainty was 0.101 mg/L. Conclusion：Uncertainty of test results of urea content in the pool water are composed of a number of components， spectrophotometric determination reflects the scientific nature， is with important guiding significance for the swimming pool water quality monitoring.

Uncertainty； Diacetyl oxime； Spectrophotometry； Urea； Swimming pool water

10.3969/j.issn.1674-4985.2015.08.036

2014-11-20） （本文編輯：陳丹云）

①廣東省深圳市寶安區石巖預防保健所 廣東 深圳 518108

鄧紅蓮

First-author’s address：Shiyan Prevention and Health-care Station of Baoan District in Shenzhen，Shenzhen 518108，China