鉬酸銨分光光度法測定廢水中總磷含量的不確定度評定

張燁紅（光大水務（濟南）有限公司，山東 濟南250032）

一切測量結果都不可避免地具有不確定度。隨著科學技術的不斷發展，人們對測量結果的質量要求越來越高。當報告測量結果時，必須對測量質量給出定量的說明，以確定測量結果的可信程度。[1]本文依據《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法》對廢水中總磷含量進行測量，依據《測量不確定度評定與表示》，對其測量結果的不確定度進行評估。

1 數學模型及實驗部分

1.1 數學模型[2]

1.2 儀器與量具

雙光束紫外可見分光光度計（TU-1901型）；

具塞（磨口）比色管（50mL、A 級）、大肚移液管（10mL、A級）、刻度管（10mL、A級）。

2 不確定度的主要來源與分析

2.1 標準溶液標準值引入的不確定度；

總磷標準溶液質量濃度為500mg/L，其相對擴展不確定度為U=1%（k=2），（標準物質證書號為102815），則0.005。

2.2 配制標準溶液及標準樣品引入的不確定度；

總磷標準使用液的配制需經兩個步驟，第一步，用10mL大肚移液管吸取標準溶液，置于100mL容量瓶，定容至刻度，得質量濃度為50mg/L的標準貯備液；第二步，用10mL大肚移液管吸取標準溶液，置于250mL 容量瓶，定容至刻度，得質量濃度為2mg/L的標準使用液。

a.玻璃器皿引入的不確定度

根據玻璃器皿校準證書，本實驗所使用玻璃器皿允許最大誤差及標準不確定度均列于表1。

b.溫度變化引入的體積不確定度

根據制造商的規定，玻璃器皿的校準溫度是20℃，實驗室的溫度變化△T=3℃，通過溫度范圍和體積膨脹系數可以計算溫度效應產生的不確定度。水的膨脹系數為2.1×10-4/℃，按矩形分布，故取。

c.重復性

對典型的100mL和250mL容量瓶充滿10次并稱量的實驗，得出標準偏差分別為0.02mL 和0.05mL，這可直接用作標準不確定度。

表1 配制標準溶液及標準樣品引入的不確定度

所以，配制標準溶液及標準樣品引入的相對標準不確定度為：

2.3 由雙光束紫外分光光度計引入的不確定度

根據儀器校準證書，分光光度計測定儀器的精密度為0.1%，按矩形分布，取k= 3，則標準不確定度為：=5.77×10-4。

2.4 由曲線回歸引入的不確定度

用分光光度法測定C0，采用濃度為500±2 mg/L的標準貯備液配制7種標準溶液，對上述七種標準溶液測定吸光度，每個濃度測三次，結果列于表2中。

表2 各濃度下吸光度測量值

C0的不確定度由兩個部分構成，其一是由七種標準溶液的濃度-吸光度擬合的直線求得C0時測量所產生；其二是由擬合曲線對C0的測量帶來的不確定度。線性擬合所得直線方程為：A=0.0303C-0.0006，記B1=0.0303，B0=—0.0006。

對C0進行兩次測量，由吸光度通過直線方程求得C0=1.54mg/L，則C0的標準不確定度為：

其中：

2.5 由試樣溶液重復性測量引入的不確定度

取日常監測水樣進行重復性測定10次，評定重復測定引入的標準不確定度，結果數據見表3。

表3 重復測定試樣中總磷濃度數據

計算其平均值為5.40 mg/L，標準偏差為0.0304，則urel(x)=0.0056。

3 合成標準不確定度

鉬酸銨分光光度法測定水中總磷的合成標準不確定度為：

4 擴展不確定度的確定

取包含因子k=2，則擴展不確定度為U=k urel(c)=0.07mg/L

5 結語

（1）測定試樣溶液中總磷，結果是1.54 mg/L，擴展不確定度為0.07 mg/L（k=2），即樣品中的總磷質量濃度為（1.54±0.07）mg/L，k=2。

（2）通過鉬酸銨分光光度法測定廢水中總磷的不確定度分量分析，比較各分量的權重，可知在本方法影響不確定度的因素中，曲線擬合、重復測量產生的不確定度及標準物質引入的不確定度屬于主要分量，所以這是評定不確定度中，必須要考慮的。工作中可通過采取提高操作人員的技術水平，適當增加樣品重復測量次數，多次繪制曲線等方法來降低測量不確定度，提高檢測結果的準確性。