ICP-OES測定信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品有害物質(zhì)的不確定度評定方法

李高寶 韓立成

摘? 要：隨著環(huán)保要求在電器電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步普及，國家在對電子電器產(chǎn)品的環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，以及歐盟ROHS2.0的正式實施的大背景下，2019年5月16日，市場監(jiān)管總局、工信部發(fā)布了《電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用合格評定制度實施安排》，并于2019年11月1日起，本文就最新的國標(biāo)有害物質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)涉及的不確定評定方法展開探討;

關(guān)鍵詞：有害物質(zhì);不確定度;評定方法

1. 概述

1.1實驗原理

樣品經(jīng)微波消解后，采用等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測定，外標(biāo)法定量，計算出樣品中鎘的含量。

1.2. 實驗方法

1.2.1 測量對象

ABS標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣。

1.2.2 測量標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 26125-2011 電子電氣產(chǎn)品 六種限用物質(zhì)（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚）的測定。

1.2.3實驗過程描述：

稱取0.1g研磨好的樣品放入微波消解罐，加入5ml硝酸和1ml過氧化氫。蓋上消解罐蓋子，并放入微波消解儀中。消解程序設(shè)置為：20分鐘升溫至210℃，保溫30分鐘。冷卻后，將消解液轉(zhuǎn)入25ml容量瓶中并定容。采用等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）檢測，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，測量消解液中各的濃度，外標(biāo)法定量。

1.3 檢測儀器與試劑

a）電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：型號為iCap7200

b）微波消解儀（WX-7000HP）;

c）梅特勒-托利多電子分析天平（XS105DU）;

d）硝酸：優(yōu)級純;

e）過氧化氫：分析純;

f）氬氣：純度為 99.999%;

g）鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液：1000mg/L;

h）實驗用水：一級水;

2. 數(shù)學(xué)模型的建立

定量數(shù)學(xué)模型為：

式中：X：樣品中鎘的含量（mg/kg）;

C：樣品消解液中鎘的濃度（mg/l）;

V：樣品消解后的定容體積（ml）;

F：稀釋因子;

m：樣品質(zhì)量（g）。

3. 電子電器產(chǎn)品中不確定度的來源

從檢測過程和數(shù)學(xué)模型分析，該分析方法中不確定度主要來源：

a）天平稱量過程引入的不確定度urel（m）;

b）樣品定容引入的不確定度 urel（v）;

c）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度urel（s）;

d）標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度urel（c）;

e）樣品重復(fù)性測量引入的不確定度urel（r）。

4. 相對不確定度評定

4.1 天平稱量過程引入的不確定度urel（m）

4.1.1天平稱量的擴展u1（m）

根據(jù)天平的校準(zhǔn)證書，0-50g不確定度為0.2mg，k=2，則 u1（m）=0.2/2=0.1mg

4.1.2 天平稱量重復(fù)性引入的不確定度u2（m）

按A類評定，應(yīng)用極差法計算天平稱量重復(fù)性引入的不確定度為：u2（m）=R/（ ），用天平稱量砝碼9次，n=9，得極差R=0.3mg，稱量數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，查表得k =2.97，代人上式得：u2（m）=0.0337mg

以上兩項合成天平稱量過程引入的不確定度

=0.106mg，則其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 urel（m）=0.106/100=0.106%

4.2 樣品定容引入的不確定度urel（v）

4.2.1 樣品容量瓶的容量誤差引入的不確定度u1（V）

使用50ml A級容量瓶檢驗合格，按JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》，最大允差為 ±0.05ml。按均勻分布計算不確定度為

u1（V）=? =0.0289ml

4.2.2 溫度變化對溶液體積的影響引入的不確定度u2（V）

實驗室的溫度控制在25℃左右，容量瓶校準(zhǔn)時溫度為20℃，水的膨脹系數(shù)為 2.1×10-4℃，溫差 △T=5℃，則溫度差異引起體積變化的不確定度為 u2（V）=50×2.1×10-4×5/ =0.O306mg

4.2.3 容量瓶定容體積引入的不確定度u3（V）

連續(xù)10次向容量瓶中重復(fù)加入純水定容至刻度，測定加入的純水質(zhì)量，并換算成水的體積，容量瓶定容體積的不確定度用10次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差s表示。u3（V）=S=0.064ml以上三項合成定容引起的不確定度為

=0.0768ml

則其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

urel（V）=0.0768/100=0.0768%

5 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（X）和擴展不確定度U

各量彼此獨立，合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（7）計算：

urel（X）=? ? （7）

將上述數(shù)據(jù)代入式（7）得樣品中鎘檢測結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)相對不確定度為urel（X）=2.67%，故u（X）=0.2631 mg/kg。

當(dāng)置信概率為95%時，擴展因子k=2，則擴展不確定度U=ku（X）=0.527mg/kg，樣品中元素的濃度可表示為X±U。則樣品中鎘的測定結(jié)果表示為：X=（21.7±527）mg/kg，k=2。

參考文獻(xiàn)

[1]? GB/T 26125-2011 電子電氣產(chǎn)品 六種限用物質(zhì)（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚）的測定。