乳源县环境监测站 广东乳源 512700
摘要:在测定土壤中镉元素时，石墨炉原子吸收分光光度法是常用的一种测定方法，对其不确定度进行分析十分必要。本文在石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中镉元素的过程中，对影响不确定度的分量进行了分析，以期能为有关需要提供参考。
关键词:石墨炉原子吸收分光光度法；镉元素；测定
随着我国电镀、染料、电池等工业的快速发展及其废弃物排放的日益增加，土壤的含镉量越来越高，对土壤中镉元素的测定也越来越受关注。而在土壤中镉元素的测定中，不确定度直接反映了结果的可靠性，是测量结果质量的重要指标。因此，对土壤中镉元素测定的不确定度进行分析具有十分重要的意义。基于此，笔者进行了介绍。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
岛津GFA-6880原子吸收分光光度计（SHIMADZU公司，日本）；莱伯泰科ED36消解仪(Labtech公司，美国)；SartoriusA120S电子天平(Sartorius公司，德国)。Cd标准储备液(100mg/L，环保部标样所)；盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均为优级纯；实验用水为一级水。
1.2 试液制备
采用四分法称取风干研磨后的土样0.4000g于消解罐中，用水润湿后加入10mL盐酸，在消解仪内120℃左右分解。蒸发至约2～3mL时，取下稍冷，依次加入10mL硝酸、4mL氢氟酸和4mL高氯酸，加盖于消解仪上150℃左右加热1h后，开盖升温至180℃继续加热，至冒浓厚高氯酸白烟时，加盖，使黑色有机碳化物充分分解。待黑色有机物消失后，开盖驱赶白烟并蒸至内容物呈黏稠状，加入1mL(1+5)硝酸溶解残渣。取下稍冷，用水冲洗消解罐盖和内壁，将溶液转移至50mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度。
1.3 数学模型
(1)
2.1.2 土壤含水量引入的不确定度
依据《土壤干物质和水分的测定重量法》(HJ613—2011)，测得土样含水量为1.64%。根据恒重定义，可将0.1%作为水分引入的相对标准不确定度，即urel(f)=0.001。
2.1.3 样品消解过程引入的不确定度
则urel(Vsa)=u(Vsa)/Vsa=0.000684。
2.1.5 标准溶液配制引入的不确定度
用1mL单标线吸量管(A级)移取100mg/L镉标准储备液1mL至100mL容量瓶(A级)，用1%硝酸定容，配得1mg/L中间液。用2mL单标线吸量管(A级)移取中间液2mL至50mL容量瓶(A级)，用1%硝酸定容至标线，配得40μg/L中间液。用5mL分度吸量管移取不同体积的40μg/L中间液于100mL容量瓶(A级)中，用1%硝酸稀释成浓度为0.40，0.80，1.20，1.60和2.00μg/L的标准溶液系列。
配制标准溶液系列时引入的不确定度，以标准曲线最高点2.00μg/L计算。
(1)镉储备液引入的不确定度urel(Cstock)。储备液质量浓度为100mg/L，证书查得相对扩展不确定度为1%，按矩形分布，k= ，则urel(Cstock)=1%/ =0.00577。
(2)1mL单标线吸量管引入的不确定度urel(V1)。主要由单标线吸量管体积引入。依据《常用玻璃器具检定规程》，20℃时1mLA级单标线吸量管的容量允差为±0.007mL，取矩形分布，k= ，则u(V1)=0.007mL/ =0.00404mL。
则urel(V1)=u(V1)/V1=0.00404。
(3)100mL容量瓶引入的不确定度urel(V100)。100mL容量瓶引入的不确定度包括容积引入的不确定度和温度引入的不确定度。依据《常用玻璃器具检定规程》，20℃时100mLA级容量瓶的容量允差为±0.10mL，取矩形分布，k= ，则100mL容量瓶容积引入的不确定度为u1(V100)=0.10mL/ =0.0577mL。
容量瓶的校准温度为20℃，实验温度为(20±3)℃。水的膨胀系数为2.1×10－4℃－1，100mL容量瓶由温度效应导致的体积变化为100mL×2.1×10－4℃－1×3℃=0.063mL。取矩形分布，k= ，则100mL容量瓶由温度引入的不确定度为u2(V100)=0.063mL/ =0.0364mL。
将上述两个分量合成:
2.1.6 标准曲线拟合引入的不确定度
质量浓度分别为0，0.40，0.80，1.20，1.60，2.00μg/L的镉标准溶液系列，采用石墨炉原子吸收光谱法每个浓度各测定3次，用最小二乘法对测量数据进行线性回归，结果见表1。
表1 Cd标准曲线测定结果
式中:Ai—各标准溶液中待测组分的峰面积，mV?min；a+bρi—根据标准曲线算出来的待测组分的峰面积，mV?min。
根据式(1)计算土样中镉的质量比为:
W= ×1=0.115mg/kg。
利用各相对不确定分量计算合成相对不确定度:
=0.0638。
则石墨炉原子吸收法测定土壤中镉合成不确定度为:
uc(W)=ucrel(W)×W=0.00734mg/kg。
95%置信概率下取包含因子k=2，扩展不确定度为:u(W)=k×uc(W)=0.015mg/kg。
2.3 不确定度报告
石墨炉原子吸收法测定土壤中镉，土壤样品中镉的质量比为(0.115±0.015)mg/kg，k=2。
3 结语
综上所述，石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中镉元素具有操作简单、快速、准确等优点，广泛应用于土壤中镉元素的测定中，而不确定度是反映测定结果质量的重要指标。本文分析了石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中镉元素的不确定度，量化了影响不确定度的因素，从而为提高测定结果准确可靠性提供依据。
参考文献：
[1] 梁志生.微波消解-石墨炉原子吸收法测定土壤中镉[J].广州化工.2017(15)
[2] 朱文进,章小雨,王辉.快速消解-石墨炉原子吸收法测定土壤中镉[J].中国卫生检验杂志.2017(06)
论文作者:戴坚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/2
标签：不确定论文; 土壤论文; 容量瓶论文; 石墨论文; 原子论文; 标准论文; 标线论文; 《防护工程》2017年第22期论文;