空气中氨含量的测量不确定度评定

空气中氨浓度测量的不确定度评定一测量方法简述1用靛酚蓝分光光度法测定空气中氨浓度，依据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001；和《公共场所空气中氨测定方法》GB/T18204.25-2000。2仪器与设备（1）大型气泡吸收管：有10mL刻度线，出气口内径为1mm，与管底距离应为3～5mm；（2）空气采样器：流量范围0～1.5L/min。流量稳定。采样前后，用皂膜流量计校准采样系统的流量，示值误差小于±2％；（3）具塞比色管：10mL；（4）分光光度计：可测波长为697.5nm，狭缝小于20nm；（5）温度计；（6）压力表。3试剂(1)无氨蒸馏水(2)吸收液c(H2SO4)=0.005mol/L（3）水杨酸溶液（50g/L）（4）亚硝基铁氰化钠溶液（10g/L）（5）次氯酸钠溶液c(NaClO)=0.05mol/L（6）氨标准贮备液每1.00mL含1.00mg氨（7）氨标准工作液每1.00mL含1.00μg氨4绘制标准曲线取10mL具塞比色管7支，按下表制备标准系列管。管号0123456标准工作液mL00.501.003.005.007.0010.00吸收液mL10.009.509.007.005.003.000氨含量μg00.501.003.005.007.0010.00在各管中加入0.50mL水杨酸溶液，再加入0.10mL亚硝基铁氰化钠溶液和0.10mL次氯酸钠溶液，混匀，室温下放置1h。用1cm比色皿，于波长697.5nm处，以水作参比，测定各管溶液的吸光度。以氨含量(μg)为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并用最小二乘法计算校准曲线的斜率、截距及回归方程。当试剂药品发生改变或者距前一次标准曲线绘制时间超过60d时，应重新绘制标准曲线。Y=bX+ɑ--------------（1）式中：Y——标准溶液的吸光度；X——氨含量（μg）；ɑ——回归方程式的截距；b——回归方程式斜率。标准曲线斜率b应为0.081±0.003吸光度/μg氨。以斜率的倒数作为样品测定时的计算因子（Bs）。5检验步骤：（1）采样：采样依据《民用建筑工程室内环境污染物抽检细则》进行。在室内采样的同时，要在室外上风向采集空气空白样品。采样时，用一个内装10mL吸收液大型气泡吸收管，以0.5L/min流量，采气5L。并记录采样点的温度和大气压力。采样后，样品在室温下保存，于24h内分析。（2）样品测定：将采样后样品转入具塞比色管中，用少量的水洗吸收管，合并，使总体积为10mL。再按绘制标准曲线的操作步骤测定样品的吸光度。如果样品溶液吸光度超出标准曲线的范围，则可用未采样的吸收液稀释样品显色液后再分析。计算样品浓度时，要考虑样品溶液的稀释倍数。(3)结果计算1）将采样体积按下式换算成标准状态下采样体积。000273PPtTVVt----------------------（2）式中：V0——换算成标准状态下的采样体积（L）；Vt——采样体积（L），为采样流量与采样时间乘积；T0——标准状态下的绝对温度（273K）；t——采样时采样点的空气温度（℃）；P0——标准状态下的大气压力（101.3kPa）。P——采样时采样点的大气压力（kPa）；2）空气中氨浓度按下式计算。c0=A0BS/V0c=ABS/V01c氨＝c-c0式中：c0——室外空气(空白)氨浓度（mg/m3）；c——室内空气中氨浓度（mg/m3）；c氨——减去空白后空气中氨浓度（mg/m3）；A——被测样品溶液的吸光度；A0——室外空白样品溶液的吸光度；Bs——由实验确定的计算因子（μg/吸光度）；V0——室外空气的采样体积,换算为标准状态（L）；V01——室内空气的采样体积,换算为标准状态（L）。二数学模型hom0001)//(FVAVABcs氨----------------（3）c氨————空气中氨浓度（mg/m3）；Bs——由实验确定的计算因子（μg/吸光度），即标准曲线斜率的倒数；A----被测样品溶液的吸光度V01----标准状态下被测样品的体积（L）A0----空白样品溶液的吸光度V0----标准状态下空白样品的体积（L）；Fhom----样品不均匀性修正因子三各不确定度分量的评定1计算因子Bs的不确定度Bs的不确定度由三个分量组成:标准溶液的不确定度,校准过程的重复性（含仪器重复性误差的影响）,曲线回归产生的不确定度。（1）标准溶液的不确定度2101010VVCDCCC0----氨标准工作液的浓度（用大写字母表示）C01----氨标准贮备液的浓度（用大写字母表示）D----稀释倍数，12VVD，V1从贮备液中取出的液体体积，V2稀释后的液体体积。不确定度传播律)()()()(221201202VuVuCuCurelrelrelcrel用示值误差为0.008ml的移液管移取0.1ml的贮备液到容量瓶中，稀释至100ml。0)(01Curel，0)(2Vurel，%6.4046.031.0/008.0)(1Vurel%6.4)(0Cucrel(移液管精度显然不够，需要改进)（2）校准过程的重复性通过10次校准，得到10个标准曲线的斜率值（b）：0.0820.0820.0820.0830.0810.0820.0830.0820.0830.0790012.0)(bs082.0b21.12sB%46.00046.0/)()()(bnbsbbsburel（3）曲线回归产生的不确定度曲线回归产生的不确定度可忽略不计。以上3项合成：2222)(%)46.06.4()(srelBu%62.4)(srelBu2样品吸光度测量的不确定度分量对于不确定度计算来说，由于V0≈V01，故式（3）中的0001VAVA可改写为：010/)(VAA10次校准已经得到吸光度的单次测量相对标准差为%46.1082.00012.0，这个值对于非标准样品也是一样的。故%06.2%46.12)(0AAurel3样品体积的测量不确定度分量（1）采样体积的测量不确定度采样体积TLVtL------流量计显示的流量T------采样时间流量的不确定度主要由流量计的示值误差（2%，均匀分布）引起，时间测量的不确定度可忽略不计，则：)()()(222TuLuVurelreltrel%15.13%2)()(LuVureltrel(2)标准状态容积的不确定度由实际状态换算为标准状态时，需要进行压力、温度修正（按式（2））。压力测量采用精密气压计，其示值误差约为0.1%。温度测量采用数字式温度计，其示值误差约为0.３%。因而压力、温度修正对标准状态容积的不确定度影响可以忽略不计，)()(0trelrelVuVu４样品不均匀性的不确定度由于目前还不具备研究样品不均匀性对测量不确定度的影响的条件，故暂不考虑。四求合成标准不确定度2222020222(%))15.106.262.4()()()()(VuAAuBucurelrelsrelcrel氨%19.5(）氨cucrel五求扩展不确定度取k=2%4.10%19.52)()(氨氨ckucUcrelrel六结论在本实验室内部，在不考虑样品均匀性的情况下，室内空气中氨浓度测量的不确定度为10.4%(k=2)。在不确定度的各分量中标准工作溶液的不确定度为最显著分量，这可以通过减少移液误差来解决。