鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中總磷不確定度

郭瑞濤　孫　偉

（涇陽(yáng)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站陜西咸陽(yáng)713700）

鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中總磷不確定度

郭瑞濤孫偉

（涇陽(yáng)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站陜西咸陽(yáng)713700）

本文以某污水廠處理設(shè)施的出水為研究對(duì)象，根據(jù)不確定度的測(cè)定方法和程序，分析了鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中總磷不確定度的影響因素，并研究了不確定度來(lái)源，找出不確定度的影響規(guī)律。

鉬酸銨分光光度法；水中總磷；不確定度

磷是生物生長(zhǎng)的必需元素，但水中磷含量過(guò)高會(huì)造成藻類(lèi)的過(guò)度繁殖，影響水的質(zhì)量。鉬酸銨分光光度法是當(dāng)前測(cè)定水中總磷含量的重要方法，但此方法會(huì)產(chǎn)生一定誤差，引入不確定度，分析不確定度的影響因素有利于我們對(duì)測(cè)量誤差的了解，進(jìn)而提升測(cè)定的準(zhǔn)確性。

1　原理分析

在中性條件下，用過(guò)硫酸鉀消解試樣，將水中所含有的磷氧化為正磷酸鹽，在酸性介質(zhì)中，利用鉬酸銨與正磷酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成磷鉬雜酸被抗壞血酸還原，生成藍(lán)色的絡(luò)化物[1]。

2　儀器設(shè)備

722分光光度計(jì)，玻璃量器：（1）250mL的容量瓶；（2）500mL的容量瓶；（3）10.00mL的單標(biāo)線移液管；（4）20.00mL的移液管；（5）50mL的比色管等。

3　操作步驟

3.1配置標(biāo)準(zhǔn)使用液

標(biāo)準(zhǔn)溶液為某污水廠的處理設(shè)施出水，濃度為500mg/L，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為1%。將其稀釋定容為2mg/L磷標(biāo)準(zhǔn)使用液。

3.2繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線、樣品測(cè)定

樣品測(cè)定、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制依據(jù)水中總磷的測(cè)定，鉬酸銨分光光度法《GB11893-1989》

3.3數(shù)學(xué)模型建立

設(shè)定校準(zhǔn)曲線擬合回歸方程：y=a+bx；

x代表曲線中的總磷含量，mg；

得水中的總磷濃度公式：c=m/v；

c為待測(cè)水樣中的總磷濃度，mg/L；

m為校準(zhǔn)曲線計(jì)算的磷總量，mg；

V代表待測(cè)水樣的體積，mL。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)方法及數(shù)學(xué)模型，按照不確定度的傳播率得到相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度，得出標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置所引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；水樣取樣過(guò)程產(chǎn)生的、重復(fù)測(cè)量樣品產(chǎn)生的、曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度以及方法回收率產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

不確定度公式為：

其中：uc磷為水中總磷合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度；

uc磷為標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制引入的不確定度；

uf稀釋為標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中引入的不確定度；

uv取樣為樣品測(cè)量取樣引入的不確定度；

um擬合為曲線擬合所引入的不確定度；

uf樣品為樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度。

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算，測(cè)得：

根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)引入不確定度的計(jì)算：

uc(c)=0.01425×相對(duì)不確定度=0.01425×1.58=0.023（mg/L）。計(jì)算擴(kuò)展不確定度：

U=uc(c)×k=0.023×2=0.046（mg/L）

4　不確定度來(lái)源分析

相關(guān)檢測(cè)方法、數(shù)學(xué)模型及計(jì)算結(jié)果分析相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來(lái)源如下：

4.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋配制

在標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋的過(guò)程中所用到的玻璃量器較多，稀釋過(guò)程中的體積測(cè)量會(huì)引入不確定度，如體積校準(zhǔn)、溫度引起體積變化等，下面進(jìn)行具體分析。

4.1.1體積較準(zhǔn)引入不確定度

移液管、容量瓶等玻璃容器的容積可能存在誤差。在GB/T12808-12808規(guī)定中給定了容器容量的允許誤差，保證各玻璃容器的正負(fù)誤差值小于允許誤差值。可以利用玻璃容器給定的容量允許誤差值進(jìn)行均勻分布，在換成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4.1.2重復(fù)測(cè)量引入不確定度

玻璃容器中充滿(mǎn)溶液到滿(mǎn)刻度時(shí)，其會(huì)產(chǎn)生一定的變動(dòng)性，可以通過(guò)充滿(mǎn)溶液的重復(fù)性操作來(lái)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行稱(chēng)量和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)均勻分布得到具體的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4.1.3溫度變化引入不確定度

液體有著熱脹冷縮的特性，容器及器皿中的液體會(huì)受到溫度的影響引起體積變化。在實(shí)際操作中，要用溫度變化度數(shù)與容器體積和水的體積膨脹系數(shù)在根據(jù)均勻分布來(lái)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

有證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)其證書(shū)中給出標(biāo)準(zhǔn)值，也給出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度計(jì)算一般根據(jù)置信概率p近似95%和k=2來(lái)進(jìn)行。

4.3樣品測(cè)量的重復(fù)性

重復(fù)性的測(cè)量操作也會(huì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)不確定度，可以按照A類(lèi)方法對(duì)其產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行測(cè)量。

4.4曲線擬合

標(biāo)準(zhǔn)曲線的計(jì)算是被測(cè)物質(zhì)濃度測(cè)定的主要依據(jù)，因此測(cè)量結(jié)果會(huì)受到標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系的影響，利用一元線性回歸方程對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的剩余差值進(jìn)行計(jì)算，在根據(jù)參數(shù)對(duì)曲線擬合產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行計(jì)算。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文采用了某污水廠處理設(shè)施污水為研究對(duì)象，分析了實(shí)驗(yàn)原理，探討了操作步驟，最后研究了鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中總磷不確定度的來(lái)源，分析了影響原因及規(guī)律。要減小鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中的總磷不確定度，需要提升業(yè)務(wù)操作水平，增加重復(fù)測(cè)量的次數(shù)，并多次繪制曲線，以此來(lái)提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1]朱素華,馮家望.鉬酸銨分光光度法測(cè)定水中總磷方法的改進(jìn)[J].河南科技,2013,15:212-213.