地毯中有害物質(zhì)釋放量測(cè)量的不確定度評(píng)估

杜 平，譚玉靜，陳小軻

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

0 引言

近年來，中國房地產(chǎn)與建筑裝飾業(yè)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了我國建筑裝飾材料的快速發(fā)展。然而，一些有害物質(zhì)超標(biāo)的裝飾裝修材料充斥市場(chǎng)，給裝修施工人員和居住者的身體健康造成了嚴(yán)重的危害。導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染的物質(zhì)種類繁多，其中揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）是其污染的主要成分之一。按照世界衛(wèi)生組織所給的定義，揮發(fā)性有機(jī)化合物是沸點(diǎn)在50～260 ℃、常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機(jī)物。VOC 最顯著的特性就是在施工過程中會(huì)大量揮發(fā)，隨后在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)緩慢揮發(fā)[1-3]，它對(duì)人體健康的安全影響已成為人們必須面對(duì)、且必須重視的問題。

國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 18587—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 地毯、地毯襯墊及地毯膠黏劑有害物質(zhì)釋放限量》（以下簡稱GB 18587）中，對(duì)裝修裝飾材料的質(zhì)量安全要求基本覆蓋了可能產(chǎn)生有害物質(zhì)的地毯成品及其輔助原料，為地毯產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、銷售及使用提供了更有力的安全保障。本文依照J(rèn)JF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī)定的方法，并參考《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》[4]，對(duì)GB 18587 標(biāo)準(zhǔn)中所需的檢測(cè)過程進(jìn)行不確定度評(píng)估，以提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 測(cè)試原理

依據(jù)GB 18587—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料地毯、地毯襯墊及地毯膠黏劑有害物質(zhì)釋放限量》附錄A、ISO 16000-6：2011《室內(nèi)空氣 第6部分：室內(nèi)易揮發(fā)性有機(jī)化合物的測(cè)定》中的方法，將試樣置于一定試驗(yàn)條件（溫度、濕度、空氣流速和空氣交換率）的1 m3的環(huán)境試驗(yàn)艙內(nèi)保持24 h，其中，空氣采樣泵設(shè)置一定的流速，用Tenax TA吸附管采集一定量的空氣樣品，通過熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行定性定量分析。

1.2 儀器設(shè)備與試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

JCL-2010（S）-A型數(shù)字皂膜流量計(jì)，濟(jì)南海納特科技有限公司；GILAIR PLUS 型空氣采樣泵，上海鯨德國際貿(mào)易有限公司VWH-1000 型1 m3環(huán)境氣候艙，濟(jì)南海納特科技有限公司；TD-UNITY-xr型熱脫附，上海鯨德國際貿(mào)易有限公司；7890B-5977A 型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent 公司；EX2250型電子天平，美國奧豪斯。

1.2.2 試劑

4-苯基環(huán)己烯，BePure，純度96.1%；丁基羥基甲苯，BePur，純度100%；2-乙基己醇，ChemService，純度99.5%。

2 測(cè)量不確定度的主要來源

2.1 數(shù)學(xué)模型建立

建立樣品中的有害物質(zhì)含量的數(shù)學(xué)模型：

式（1）中：

ρA——空氣樣品中目標(biāo)分析物的質(zhì)量濃度，mg/m3；

AA——樣品中目標(biāo)分析物的峰面積，單位為面積單位；

bst——標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；

CA——標(biāo)準(zhǔn)曲線與坐標(biāo)軸的相交點(diǎn)，若標(biāo)準(zhǔn)曲線經(jīng)過原點(diǎn)，那么即為0；

V——采集樣品的體積，L。

有害物質(zhì)釋放量按式（2）進(jìn)行計(jì)算，即：

式（2）中：

EF——艙釋放量，mg/m2h；

CS——艙內(nèi)空氣質(zhì)量濃度，mg/m3；

N——艙空氣交換率，h-1；

L——材料/艙負(fù)荷比，m2/m3。

2.2 有害物質(zhì)釋放量的不確定度的主要來源

由上述公式（1）和（2）可知，有害物質(zhì)釋放量的不確定度主要來源于：標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度，屬于合成不確定度；采樣過程引入的不確定度，屬于合成不確定度；樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度，屬于A 類不確定度評(píng)定；檢測(cè)儀器引入的不確定度，屬于B類不確定度評(píng)定。

2.3 測(cè)量不確定度分量

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度Ur（CS）

2.3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度Ur（std）

查閱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書，可知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度，則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2-乙基己醇純度為±0.5%，假定為均勻分布，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.1.2 稱量引入的不確定度Ur（Dm）

用電子天平稱量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)10.0 mg，查閱天平檢定證書，最大允差為0.2 mg，假設(shè)為矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為稱量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度需計(jì)算兩次：一次為皮重，一次為總重，因此由電子天平的最大允許誤差引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.1.3 移液器稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度Ur(DV)

根據(jù)檢定證書，所用到的10 mL可調(diào)移液器的最大允差為±0.6%，假設(shè)為均勻分布，則10 mL可調(diào)移液器引入的體積不確定度為：

10 mL可調(diào)移液器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程中共用移液器8次，則引入不確定度的三個(gè)分量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.2 采樣過程引入的不確定度Ur(V)

2.3.2.1 空氣采樣泵精密度引入的不確定度Urb(DVS)

根據(jù)采樣泵的使用，其精密度約為1%，假定其服從矩形分布，引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.2.2 空氣采樣泵校準(zhǔn)引入的不確度Urj(DVS)

由檢定證書得知，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：U(rel)=0.8%，K=2。則樣品采樣體積引入的不確定度為：

采樣過程引入的不確定度為：

2.3.3 樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度Ur(rep)

對(duì)樣品重復(fù)測(cè)定6 次，取平均值為檢驗(yàn)結(jié)果，表2為測(cè)定的結(jié)果。

測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度由6 次測(cè)量結(jié)果的平均值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，以4-苯基環(huán)己烯為例進(jìn)行表示：

2.3.4 檢測(cè)儀器引入的不確定度Ur(rel)

由檢定證書得知，儀器信噪比的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為U(rel)=6% ，K=2，則檢測(cè)儀器的不確定度為：

2.4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

為了計(jì)算相乘表示式的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，以上分析的各不確定來源引入的不確定度相對(duì)獨(dú)立，將相對(duì)不確定度的各個(gè)分量代入下式，以4-苯基環(huán)己烯為例，其合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.5 擴(kuò)展不確定度

以4-苯基環(huán)己烯為例，當(dāng)測(cè)定結(jié)果為0.01 mg/m2h時(shí)，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為Uc=0.01×0.042=0.000 4 mg/m2h。當(dāng)置信概率范圍為95%，擴(kuò)展因子k=2時(shí)，擴(kuò)展不確定度為：

U=0.000 4×2=0.001 mg/m2h。所以，結(jié)果表示為：（0.01±0.001）mg/m2h，k=2。

3種有機(jī)揮發(fā)物的不確定度分量及輸出結(jié)果詳見表3。

表3 3種有機(jī)揮發(fā)物的不確定度分量及輸出結(jié)果

3 結(jié)論

（1）地毯中有害物質(zhì)釋放（以4-苯基環(huán)乙烯為例）輸出結(jié)果為（0.01±0.001）mg/m2h，k=2。

（2）由各影響因素的不確定度評(píng)定結(jié)果可見，不同參數(shù)如采樣體積、標(biāo)準(zhǔn)溶液、重復(fù)性等，它們對(duì)測(cè)量不確定度的貢獻(xiàn)值不同。

（3）從上述分析的結(jié)果來看，測(cè)量重復(fù)性和檢測(cè)儀器引入的不確定度在此次不確定度評(píng)定中是貢獻(xiàn)比較大的2個(gè)分量，而樣品的采樣體積引入的不確定度可忽略不計(jì)。

因此，在測(cè)試過程中，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液力求精準(zhǔn)，定期維護(hù)儀器，保證儀器穩(wěn)定性，建立和實(shí)施充分的內(nèi)部質(zhì)量控制計(jì)劃，以確保并證明檢測(cè)過程受控以及檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。