分光光度法測定細木工板甲醛釋放量的不確定度評定

辜忠春　李光榮　李軍章

摘要：依照JJF 1059.1-2012 《測量不確定度的評定與表示》的方法，對細木工板甲醛釋放量測量試驗進行了不確定度分析，并對各不確定度分量進行量化和評定，計算了合成標準不確定和擴展不確定度。結果表明：甲醛釋放量為（13±02）mg·L-1，其中擴展不確定度的包含因子k=2，置信概率P=95%。

關鍵詞：細木工板；甲醛釋放量；不確定度

中圖分類號：O657.32文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2016）01-0046-04

Abstract： Based on JJF 1059.1-2012 Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement， the uncertainty for determination of formaldehyde emission of blockboard was analyzed. Uncertainty components of measurement were made sure by calculation. The combined uncertainty and expanded uncertainty were calculated. The results showed that formaldehyde emission was （1.3±0.2）mg·L-1， which expanded uncertainty coverage factor k=2， fiducially probability P=95%.

Key words：blockboard； formaldehyde emission； uncertainty

甲醛是一種無色、有特殊刺激性氣味的有毒氣體，對人體的皮膚黏膜、呼吸、神經、遺傳及免疫系統均有不良影響[1]，被世界衛生組織確認為致癌和致畸物質。由人造板材裝修材料所引發的甲醛污染是導致室內空氣污染的主要因素之一，因此國家強制性標準GB 18580-2001《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》[2]對人造板及制品的甲醛釋放量做了嚴格的規定，而對其檢測結果可靠程度衡量，目前通常采用測量不確定度來評定。測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數，即定量表示了測量結果的可信程度。本文依據JJF 1059.1-2012[3]和CNAS-GL06：2006[4]，用分光光度法測定細木工板的甲醛釋放量[5]，對測量結果的不確定度進行評定和分析，為實驗室進一步提高檢測質量提供科學依據。

1材料與方法

1.1材料與儀器

細木工板，由湖北福漢木業集團公司提供，公稱厚度為15 mm；721分光光計，上海佑科儀器公司。

1.2測定方法

1.2.1待測液收集

在10 L干燥器底部放置盛有300 mL蒸餾水的結晶皿和金屬支架，將制作為長150 mm×寬50 mm的10塊小樣放于金屬支架上，試件之間互不接觸。在（20±1） ℃環境下放置24 h，蒸餾水吸收從試件釋放出的甲醛，此溶液作為待測液[5]。樣品進行6次平行試驗。

1.2.2甲醛濃度定量

吸取10 mL乙酰丙酮溶液（體積分數04%）和10 mL乙酸銨溶液（質量分數20%）于50 mL帶塞三角燒瓶中，再從結晶皿中吸取l0 mL待測液至燒瓶中，塞上瓶塞，搖勻并放到（40±2）℃的水槽加熱15 min，再將其置于暗處約1 h，冷卻至室溫。在分光光度計上波長412 nm處，以蒸餾水作為對比溶液調零，測定待測液吸光度。同時，用蒸餾水代替吸收液作空白試驗，測定空白吸光度。

1.2.3標準曲線繪制

分別準確吸取0，050，100，250，500，1000 mL甲醛標準溶液（GBW（E）081701）于100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容，然后各移取10 mL溶液，按上述1.2.2的方法進行光度測量分析，根據甲醛濃度（0～1000 mg·L-1）吸光情況繪制標準曲線。標準曲線平行3次試驗。

1.2.4計算結果

細木工板甲醛釋放量由結晶皿中吸收液的甲醛含量表示，吸收液的甲醛含量由標準曲線比較定量求得。

2結果與分析

2.1不確定度來源分析

根據試驗原理和試驗方法可知，細木工板甲醛釋放量測量不確定度來源主要有5個方面，如表1所示。

2.2不確定度分量評定

2.2.1樣品的重復測定引入的不確定度

從同一張細木工板隨機截取6組試樣（每組10塊小樣），重復6次測量甲醛釋放量，采用極差法[3]對重復測定引入的不確定度進行評估，結果見表2。此項分量綜合體現了試件非均勻性和隨機取樣、試件制作、儀器讀數的變動性中各方面隨機影響，因此，在其他分量評定中不再重復考慮隨機影響。

樣品的重復測定引入的標準不確定度u（N）和相對標準不確定度urel（N）為：

u（N）=RM/n=0.032 3 mg·L-1

urel（N）=u（N）/=2.483%

2.2.2試件制作的尺寸偏差引入的不確定度

制作的試件長、寬允差均為±05 mm[5]，試件總表面積為10×2×（50 mm×150 mm +15 mm×150 mm +15 mm×50 mm）=210 000 mm2，試件的最大尺寸偏差為10×2×（05 mm×50 mm +05 mm×150 mm+05 mm×15 mm+05 mm×15 mm）=2 300 mm2，尺寸偏差按矩形分布，k =3，假設試件甲醛按表面積均勻釋放，則由試件制作的尺寸偏差的不確定度u（H）和相對標準不確定度urel（H）為：

u（H）=2 300/3=1 328（mm2）

urel（H）=1 328/210 000=0.632%

2.2.3標準物質認定值的不確定度

甲醛溶液標準物質（GBW（E）081701）證書給出的信息：標準認定值100 mg·L-1，擴展不確定度為5%，k =2。則相對標準不確定度urel（S）=5%/2=25%。

2.2.4測定吸收液甲醛濃度由標準曲線擬合的變動性引入的不確定度

樣品吸收液中甲醛濃度由標準曲線比較定量求得，此項分量的不確定度由3個子分量組成：①標準系列溶液配制所用玻璃量具校準引入的標準不確定度，②標準系列溶液配制過程中溫度變化引入的不確定度，③擬合標準曲線校準得出吸收液甲醛濃度C0時產生的不確定度。

（1）標準系列溶液配制所用玻璃量具校準引入的標準不確定度：

在標準系列溶液配制過程使用了單標線吸管、分度吸管以及容量瓶等玻璃量具，按照JJG 196-2006 《常用玻璃量器檢定規程》[6]的要求，均有相應的最大容量允差，假設按三角形分布，k =6，各量具相對標準不確定度見表3，合成標準系列溶液配制所用玻璃量具校準引入的相對標準不確定度urel（校準）為：

urel（校準）=0.4082+0.2862+0.4082+0.1632+0.0822+5×0.4082=0676（%）

（2）標準系列溶液配制過程中溫度變化引入的不確定度。

實驗室環境溫度為20±3 ℃，水的膨脹系數為2.1×10-4 ℃-1，假設為矩形分布，k=3，各分量相對標準不確定度見表4，各分量的不確定度來源彼此獨立不相關，合成溫度變化引入的標準系列溶液配制過程中的相對標準不確定度urel （溫差）為：

urel （溫差）=10×0.0362=0.115%

（3）擬合標準曲線校準得出吸收液甲醛濃度C0時產生的不確定度。標準曲線工作溶液和待測溶液的顯色和上機均在同一條件下操作，顯色劑、甲醛溶液移取的體積也都相同，故吸液管本身的誤差對標準曲線工作溶液和待測溶液測量結果的影響是一致的，可不考慮吸液管本身的體積誤差的變動性引入的不確定度。同理，溶液溫度變化的影響在各測量溶液間是一致的，亦可不考慮其分量。

2.4結果表示

細木工板甲醛釋放量為（1.3±0.2）mg·L-1，由標準不確定度0064 5 mg·L-1和包含因子k=2的乘積得到擴展不確定度為02 mg·L-1，其置信概率為95%。

3結果與討論

通過不確定度的評定，在本次試驗中，對比各分量對不確定度總量影響分析可知，由標準曲線擬合的變動性引入的不確定度貢獻最大，其次為標準物質認定值的不確定度和樣品的重復測定引入的不確定度，由計算結果數值修約引入的標準不確定度也不可忽視，而試件制作的尺寸偏差引入的不確定度影響較小。因此，在檢測過程中，對較大分量不確定度的引入因素應引起高度重視，標準曲線的測定應嚴格按規范操作，同時增加平行試驗次數，盡可能降低不確定度，使測試結果更加準確、科學，從而進一步提高實驗室檢測水平。

參考文獻

[1]洪家敏.甲醛污染的危害及檢測方法研究進展綜述[J].安徽預防醫學雜志，2007，13（1）：4447.

[2]GB 18580-2001且室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量[S].北京：中國標準出版社，2001.

[3]JJF 1059.1—2012 測量不確定度的評定與表示[S].北京：中國標準出版社，2012.

[4]CNAS-GL06：2006 化學分析中不確定度的評估指南[S].北京：中國計量出版社，2006.

[5]GB/T 5849-2006 細木工板[S].北京：中國標準出版社，2006.

[6]JJG 196-2006 常用玻璃量器檢定規程[S].北京：中國計量出版社，2006.

[7]JJF 1135-2005 化學分析測量不確定度評定[S].北京：中國計量出版社，2005.

[8]辜忠春，李軍章，羅愛軍，等.林產品檢測中的數值修約及運算規則淺析[J].湖北林業科技，2015，（6）：4244.

（責任編輯：鄭京津）