空气中铅原子吸收分光光度法的不确定度评定

空气中铅原子吸收分光光度法的不确定度评定

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湖南省株洲生态环境监测中心

摘要：参照国家职业卫生标准探讨火焰原子吸收光度法测定工作场所空气中铅及其化合物测量结果的不确定度评定方法，建立数学模型并对各分量进行计算。标准溶液配制、样品消解定容体积、消解过程、平行样测定、采集样品引入的不确定度分别为0.52%、0.169%、0.183%、0.15%、2.90%；合成相对标准不确定度为3.0%，测定铅浓度为(0.0096±0.06)mg/m3(k=2)。因此，测定工作场所空气中铅及其化合物不确定度的主要来源是采样仪器，应加强采样过程的质量控制。

关键词：空气;铅原子吸收分光光度法;不确定度评定

引言

众所周知，引起职业卫生工作场所空气样品目标物质的含量测定结果的不确定度因素多种多样，对测量结果精确度的影响大小也有不同。本实验用原子吸收分光光度法测定工作场所空气中铅及其化合物的不确定度，通过计算和评估得到不确定度的评定结果：从计算公式可以看出样品采集过程引入的不确定度对合成不确定度的贡献较大，主要是由使用的大气采样器流量的最大示值误差引入。据此，严格规范采样过程，选择合适的大气采样器对于不确定度结果的影响较大，建议选用流量稳定的个体采样器或者相对误差小于5%的大气采样器进行采样，才能保证样品检测结果的可靠性。总之，在检测过程中适时对不确定度分量进行分析，能了解被检测指标真值所处的范围，通过扩展不确定度的计算进行实验过程的及时评估和改进检测方法，探讨检测过程中减小不确定度的有效方法，进而保证实际测试工作的质量。不确定度的评估对于以后企事业单位外部质量监督和内部实施科学化管理也有一定的益处。

1方法名称及原理

方法名称：环境空气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法

方法原理：用玻璃纤维滤膜采集的试样，经硝酸-过氧化氢溶液浸出制备成试料溶液。直接吸入空气-乙炔火焰中原子化，在283.3nm处测量基态原子对空心阴极灯特征辐射的吸收。在一定条件下，根据吸收光度与待测样中金属浓度成正比。

方法适用范围：本方法适用于环境空气中颗粒铅的测定。方法检出限为0.5μg/mL（1%吸收），当采样体积为50m3进行测定时，最低检出浓度为5×10-4mg/m3。

2环境空气中铅测定试验分析

2.1 试验仪器选择

石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法，是目前环境空气中铅测定的主要方法，在整个测定过程中，需要用到仪器包括：采样夹、滤料（滤料超细玻璃纤维滤纸）、高功率抽气机、流量计（计量范围在0ml/min～20ml/min）、分光光度计（多为10mm比色皿）。

2.2 试验试剂制备

石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法检测环境空气中铅时，涉及到的步骤比较多，因此，试剂的种类也比较多，常用试剂包括以下几类。

无铅水：无铅水在环境空气中铅测量的用量比较大，在本次试验中采用了蒸馏水用全玻璃蒸馏器制作而成。

硝酸：为保证铅测定的准确性，在本次试验中，采用了优级纯硝酸溶液（3+97）。

柠檬酸铵溶液：在试验测定中，需要用到浓度为500g/L的柠檬酸铵溶液，称取50.0000g柠檬酸铵，然后加入适量的水进行溶解，置于250ml的分液漏斗中，然后加入几滴酚红指示剂，并用氨水进行调节，直至溶液呈现红色，保证pH值在8.5～11.0之间，促使溶液呈弱碱性。每次用双硫腙三氯甲烷溶液反复提取铅，直到双硫腙三氯甲烷溶液呈现绿色不变为止，对剩余残留的双硫腙可用纯净的三氯甲烷进行清洗，直到三氯甲烷层呈现无色为止，去除三氯甲烷层，最后加入制备好的无铅水稀释到100ml。

酚红指示剂：称取0.1g酚红，放到小烧杯中，加入适量的无铅水，不断搅拌溶解之后，再倒入250ml容量瓶中，用无铅水定容至刻度，摇匀。

氰化钾溶液：（100g/L），10g氰化钾（优级纯）将其融入到无铅水中，再适量添加无铅水，稀释到100ml，摇匀。

三氯甲烷：在环境空气铅测定中，三氯甲烷的浓度为P20=1.484g/ml，在每100ml的三氯甲烷中加入1ml乙醇。

双硫腙三氯甲烷溶液：为保证该溶液的透光度达到60%，需要提取纯的三氯甲烷溶液稀释到透光度（在波长520nm下进行测量），保证双硫腙三氯甲烷溶液呈现翠绿色。

2.3 标准溶液和滤料处理

标准溶液：称取1.598g硝酸铅（优级纯，在105℃的恒温干燥箱中烘2小时左右）于一烧杯中，加无铅水进行溶解，然后移入到1000ml容量瓶中，加入10ml硝酸（优纯级不小于1.46g/ml），用无铅水稀释至刻度，摇匀。则此溶液的铅含量为1mg/ml，最后将此溶液用1+99硝酸稀释100倍，配成10μg/ml铅的标准溶液。

滤料处理：滤料处理是石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法测定环境空气中铅含量的关键环节，为保证铅测定的精度，需要用硝酸将滤料浸洗3～5min，去除后，用无铅水冲洗3～5遍，在室内自然晾干备用。

在采样时，将处理完成的滤料固定在采样夹上，用10L/min的速度抽取150L空气。

3环境空气中铅测定的注意事项

环境空气中铅测定是一项非常复杂，且技术含量比较高的工作，为保证测定精度，为环境空气治理提供数据参考和支持，既要选择合理测定技术、测定设备、测定方法等，也要加强各重点事项的控制工作，主要包括以下内容。

第一，采用双硫腙提取铅时，要严格控制pH值，控制在8.5～11.0之间，否则会影响测定结果的准确性。

第二，硫腙容易被氧化，很多金属离子和氧化剂都能氧化硫腙，因此，在提纯过程中，需要加强保存和分析，保证其具有足够的纯度和稳定性，尽量在棕色瓶中低温存储。

第三，所选择的各种试剂，都需要进行提纯处理，以保证测定的精度。

结语

监测人员通过对新国标方法的学习和宣贯，利用本实验室的仪器设备建立了相应的方法，通过大量的实验数据，验证了国标方法的相关性能指标，主要结论如下：

在选定的浓度范围内，本方法的标准曲线线性关系良好，两条标准曲线的线性相关系数分别为0.9999和1.0000。本实验室的方法检出限为0.03mg/L（1%吸收），按照采样体积为50m3，试样滤膜消解定容至50ml，最低检出浓度为3×10-5 mg/m3，满足方法检出限小于0.5μg/L的要求。根据方法要求分别使用浓度为1.0mg/L和5.0mg/L的铅标准溶液进行精密度测定，其相对标准偏差分别为0.64%和0.43%，满足方法要求。按照方法要求对浓度为0.6mg/L的铅标准溶液进行加标，三次加标量分别为0.05mg、0.10mg和0.20mg，加标回收率分别为98.0%、99.0%和99.5%，满足方法要求。

综上所述，本单位技术能力水平可达到《环境空气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 15264-94）标准方法对环境空气中铅所要求的性能指标。

参考文献

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