鉬酸銨分光光度法測定水中總磷不確定度

郭瑞濤　孫　偉

（涇陽縣環境監測站陜西咸陽713700）

鉬酸銨分光光度法測定水中總磷不確定度

郭瑞濤孫偉

（涇陽縣環境監測站陜西咸陽713700）

本文以某污水廠處理設施的出水為研究對象，根據不確定度的測定方法和程序，分析了鉬酸銨分光光度法測定水中總磷不確定度的影響因素，并研究了不確定度來源，找出不確定度的影響規律。

鉬酸銨分光光度法；水中總磷；不確定度

磷是生物生長的必需元素，但水中磷含量過高會造成藻類的過度繁殖，影響水的質量。鉬酸銨分光光度法是當前測定水中總磷含量的重要方法，但此方法會產生一定誤差，引入不確定度，分析不確定度的影響因素有利于我們對測量誤差的了解，進而提升測定的準確性。

1　原理分析

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

2　儀器設備

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

3　操作步驟

3.1配置標準使用液

標準溶液為某污水廠的處理設施出水，濃度為500mg/L，相對擴展不確定度為1%。將其稀釋定容為2mg/L磷標準使用液。

3.2繪制標準曲線、樣品測定

樣品測定、標準曲線的繪制依據水中總磷的測定，鉬酸銨分光光度法《GB11893-1989》

3.3數學模型建立

設定校準曲線擬合回歸方程：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為待測水樣中的總磷濃度，mg/L；

m為校準曲線計算的磷總量，mg；

V代表待測水樣的體積，mL。

根據相關檢測方法及數學模型，按照不確定度的傳播率得到相對標準的不確定度，得出標準溶液的配置所引入的相對標準不確定度；水樣取樣過程產生的、重復測量樣品產生的、曲線擬合引入的相對標準不確定度以及方法回收率產生的相對標準不確定度。

不確定度公式為：

其中：uc磷為水中總磷合成標準的不確定度；

uc磷為標準貯備液配制引入的不確定度；

uf稀釋為標準溶液配制過程中引入的不確定度；

uv取樣為樣品測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樣品為樣品重復測量引入的不確定度。

通過對試驗數據的計算，測得：

根據各個環節引入不確定度的計算：

uc(c)=0.01425×相對不確定度=0.01425×1.58=0.023（mg/L）。計算擴展不確定度：

U=uc(c)×k=0.023×2=0.046（mg/L）

4　不確定度來源分析

相關檢測方法、數學模型及計算結果分析相對標準不確定度的來源如下：

4.1標準溶液的稀釋配制

在標準溶液稀釋的過程中所用到的玻璃量器較多，稀釋過程中的體積測量會引入不確定度，如體積校準、溫度引起體積變化等，下面進行具體分析。

4.1.1體積較準引入不確定度

移液管、容量瓶等玻璃容器的容積可能存在誤差。在GB/T12808-12808規定中給定了容器容量的允許誤差，保證各玻璃容器的正負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行均勻分布，在換成標準不確定度。

4.1.2重復測量引入不確定度

玻璃容器中充滿溶液到滿刻度時，其會產生一定的變動性，可以通過充滿溶液的重復性操作來對其標準差進行稱量和統計，根據均勻分布得到具體的標準不確定度。

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受到溫度的影響引起體積變化。在實際操作中，要用溫度變化度數與容器體積和水的體積膨脹系數在根據均勻分布來轉化為標準不確定度。

4.2標準物質

有證的標準物質其證書中給出標準值，也給出標準物質的擴展不確定度，標準物質引入的不確定度計算一般根據置信概率p近似95%和k=2來進行。

4.3樣品測量的重復性

重復性的測量操作也會產生標準不確定度，可以按照A類方法對其產生的標準不確定度進行測量。

4.4曲線擬合

標準曲線的計算是被測物質濃度測定的主要依據，因此測量結果會受到標準曲線關系的影響，利用一元線性回歸方程對標準曲線的剩余差值進行計算，在根據參數對曲線擬合產生的標準不確定度進行計算。

5　結語

綜上所述，本文采用了某污水廠處理設施污水為研究對象，分析了實驗原理，探討了操作步驟，最后研究了鉬酸銨分光光度法測定水中總磷不確定度的來源，分析了影響原因及規律。要減小鉬酸銨分光光度法測定水中的總磷不確定度，需要提升業務操作水平，增加重復測量的次數，并多次繪制曲線，以此來提升檢測結果的準確性。

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