人造板平衡處理環(huán)境中甲醛的測(cè)定及不確定度分析

黃莉 李磊 陳遼陽(yáng) 周春陽(yáng)

【摘要】? 對(duì)人造板甲醛測(cè)定方法中提到的恒溫恒濕環(huán)境中甲醛含量采用分光光度法進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)分析試驗(yàn)的人員、儀器、環(huán)境等因素，計(jì)算了各因素所對(duì)應(yīng)的相對(duì)不確定度分量。最后通過(guò)計(jì)算得出了合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。

【關(guān)鍵詞】 平衡處理環(huán)境;甲醛質(zhì)量濃度;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.028

Determination and Uncertainty Analysis of Formaldehyde in Wood Based Panel Balance Treatment Environment

HUANG Li，LI Lei，CHEN Liao-yang，ZHOU Chun-yang

（Mudanjiang Quality and Technical Supervision，Inspection and Testing Center，Mudanjiang 157000，China）

Abstract： The formaldehyde content in the constant temperature and humidity environment mentioned in the formaldehyde determination method of wood-based panel was measured by spectrophotometry. The relative uncertainty components corresponding to each factor were calculated by analyzing the factors such as personnel，instrument and environment. Finally，the combined uncertainty and expanded uncertainty are obtained by calculation.

Key words： balance treatment environment;formaldehyde concentration;uncertainty

GB 18580-2017《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》采用GB/T 17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》的4.60中1 m?氣候箱法測(cè)定甲醛釋放量作為測(cè)定甲醛釋放量的試驗(yàn)方法[1]。在GB/T 17657-2013里試件平衡處理中，要求環(huán)境在（23±1） ℃，相對(duì)濕度（50±5）%，且空氣置換率至少每小時(shí)一次，室內(nèi)空氣中甲醛質(zhì)量濃度不能超過(guò)0.10 mg/m?[2]。

但是標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有直接給出在恒溫恒濕有空氣置換的條件下，室內(nèi)空氣的甲醛質(zhì)量濃度的測(cè)定方法。這就對(duì)如何測(cè)量平衡處理環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度造成了困難。而平衡處理環(huán)境中的甲醛質(zhì)量濃度又是一項(xiàng)非常重要的環(huán)境因素。所以，采用1 m?氣候箱的原理來(lái)測(cè)量平衡處理環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度，既操作方便，又可以減少額外購(gòu)置儀器的費(fèi)用。為了得到測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了不確定度分析。

1 測(cè)量環(huán)境與儀器試劑

1.1 測(cè)量環(huán)境

GB/T 17657-2013中4.60.5.2要在（23±1） ℃，相對(duì)濕度（50±5）%，且空氣置換率至少每小時(shí)一次的室內(nèi)環(huán)境。

1.2 儀器

大氣采樣儀;紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);數(shù)顯恒溫水浴鍋。

1.3 試劑

乙酰丙酮溶液（體積分?jǐn)?shù)0.4%）;乙酸銨溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）。

2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

2.1 甲醛校定溶液

按照GB/T 17657-2013中4.60.6.6中將甲醛溶液標(biāo)定及校定后，使得1 mL校定溶液中含有3 μ甲醛。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

把0 mL、5 mL、10 mL、20 mL、50 mL和100 mL的甲醛校定溶液分別移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度，分別取出10 mL，移到50 mL容量瓶中，再加入10 mL乙酰丙酮和10 mL乙酸銨溶液，塞上瓶塞，搖勻，放到（60±1） ℃恒溫水浴鍋中，加熱10 min。然后取出放在避光處室溫存放1 h，在分光光度計(jì)上412 nm波長(zhǎng)處，以蒸餾水作為對(duì)比溶液，調(diào)零。用50 mm光程比色皿測(cè)定吸光度A。用蒸餾水代替吸收液，作空白試驗(yàn)。

3 不確定度評(píng)定

3.1 測(cè)量步驟

隨機(jī)選取恒溫恒濕環(huán)境中任意位置，作為采樣點(diǎn)。將空氣采樣儀固定在選好的高度處，大氣采樣儀上的2個(gè)吸收瓶各加入25 mL蒸餾水，串聯(lián)起來(lái)。抽氣速度保持在2 L/min，每次抽氣時(shí)長(zhǎng)為1 h，一天之內(nèi)測(cè)量8次。

將2個(gè)吸收瓶中的吸收液充分混合，用移液管取10 mL吸收液移至50 mL容量瓶中，加入10 mL乙酰丙酮，10 mL乙酸銨在（60±1） ℃水槽中，加熱10 min后，在暗處室溫存放1 h，以蒸餾水代替吸收液作空白試驗(yàn)。8次測(cè)量結(jié)果如下。

3.2 不確定度評(píng)定

3.2.1 由測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，采用A類評(píng)定

[S（Ak）=1n-1i=1nAi-A=0.002031] （1）

被測(cè)量估計(jì)值[A]的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[uΑA=SA=S（Ak）n=0.0007677] （2）

其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[urelx1=uA（A）A-A0=0.019] （3）

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線中各分量的不確定度量化計(jì)算（B類評(píng)定）

標(biāo)準(zhǔn)溶液中所含甲醛質(zhì)量濃度（x）與分光光度法測(cè)得的吸光度（y）的關(guān)系為：

[y=a+bx] （4）

a為標(biāo)準(zhǔn)曲線在y軸上的截距，b為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，根據(jù)最小二乘法和（4）式計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量

[b=i=1nyi-yxi-xi-1nxi-x2=0.3718] （5）

[a=y-bx=0.0421] （6）

[r=i=1nxi-xyi-yi=1nxi-x2i=1nyi-y2=0.9991] （7）

[uy=s（y）=n2yi-a-bxi2n-2=0.006277] （8）

[u（b）=s（b）=s（y）1i=1nxi-x2=0.002445] （9）

[u（a）=s（a）=s（y）i=1nx2ii=1nxi-x2n=0.003418] （10）

[?x?y=1b ?x?y=-1b ?x?b=-y2-ab2] （11）

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線過(guò)程中引入的合成不確定度為：

[u（x）=xyuy2+xau（a）2+xbu（b）2=0.008367] （12）

[urel（x2）=u（x）b=0.02251] （13）

3.2.3 移取定容標(biāo)液體積引入的相對(duì)不確定度評(píng)定為B類評(píng)定

所用的單標(biāo)線吸量管為（10±0.02） mL，按照均勻分布取[k=3]，那么示值允許誤差引入的不確定度如下：

[u（v1）=13×0.02=0.01154] （14）

配制溶液時(shí)室溫為（20±2） ℃，水的體積膨脹系數(shù)為0.00132，按均勻分布，取[k=3]，那么溫度變化導(dǎo)致體積變化引入的不確定度為：

[u（v2）=10×2×0.00132×13=0.01524] （15）

合成以上兩個(gè)分量得到移取過(guò)程引入的不確定度和相對(duì)不確定度為：

[u（v）=u（v1）2+u（v2）2=0.01909] （16）

[urelx3=uv10=0.001909] （17）

總的合成相對(duì)不確定度為：

[urel（x）=urelx12+urelx22+urelx32=0.02951] （18）

總的合成不確定度為：

[u（x）=urelx×A=0.00118] （19）

4 測(cè)量結(jié)果

按數(shù)學(xué)模型可得，分布為正態(tài)分布計(jì)算，取包含因子K=2，于是擴(kuò)展不確定度為[U（x）=2×0.0018=0.00236] mg/m?，具有約95%置信水平。最后測(cè)定甲醛質(zhì)量濃度為（0.044±0.002） mg/m?。

5 結(jié)論

測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測(cè)量結(jié)果的可信程度取決于其不確定度的大小。因此，測(cè)量結(jié)果必須附有不確定度說(shuō)明才是完整并有意義的。

綜合分析各分量的相對(duì)不確定度，可以看出繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的過(guò)程，是不確定的主要來(lái)源。因此，在配制標(biāo)準(zhǔn)曲線的過(guò)程要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法：GB 17657-2013[S].

[3] 測(cè)量不確定度評(píng)定于表示：JJF 1059.1-2012[S].

[4] 倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定[M].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2016.