摘要：甲醛，是公认会对人类身体造成严重危害的化学物质，因此加权测定值的准确性，是对人类生命健康的重要保障，基于以上背景，本文围绕加权测量开展深入研究，在利用酚试剂分光光度法对室内空气甲醛测试的基础上，对这一测试方法的不确定度开展评定研究。
关键词：不确定度；身体健康；甲醛测定；分光光度法
甲醛，是人们生活中随处可见的醛类物质，是具备极强的挥发性的有毒物质，世界卫生组织，已经将甲醛定义为极性物质、致癌物质，目前已经是全世界公认的变态反应源，同时更是潜在的强制突变物。我国制定的《有毒化学品控制优先登记名单》中，甲醛位列第二名，充分表明，对工作、生活、公共场所的甲醛含量进行测量，对于我国社会公众身体健康的至关重要。在进行甲醛含量测量阶段，对不确定度的测量，是为了明确被测值具备的分散性，不确定度，直接取决着测量结果是否具备可靠性以及量值在传递阶段是否具备一直性、准确性，为进一步提升测量质量、对甲醛测量操作加以规范，本次研究，利用酚试剂分光光度，开展室内甲醛含量测量，同时对酚试剂分光光度的测量法，开展一次不确定度评定工作研究。
一、测定方法概述
本次测定，采用酚试剂分光光度测量法，具体原理是利用酚试剂对空气中的甲醛进行吸收，通过酚试剂和甲醛之间的反应生成嗪，在酸性溶液中，嗪会被三价铁离子氧化，从而生成蓝绿色化合物，随后开展比色定量。
二、数学模型分析
本次研究，以GB/T18204.2-2014国家标准为依据，依据标准文件中的内容，获取空气甲醛质量浓度测定的数学模型，如式1所示，表1为式1中各变量定义：
（式1）
表1 甲醛测量数学模型变量定义
表达式2为标准状态下采样体积模型，表2为标准状态采样体积模型变量定义：
（式2）
表2 标准状态采样体积模型变量定义
通过上述数学模型可得知，在测量空气甲醛含量阶段，不确定度由3部分组成，即①测量重复性造成的不确定度；②酚试剂分光光度造成的不确定度；③采样体积测量不确定度。
三、分析、评定不确定度
（一）A类测量重复性造成的不确定度u
在试验阶段，基于同一样品，取N份（10份）甲醛试样开展测试，分别得出10份样品的甲醛含量
，10份甲醛试样含量如表3：
表3 基于同一样品中的10分试样甲醛含量值
式3为重复性测量平均值计算方式：
（式3）
式4引用贝塞尔公式，对单次测量标准差进行计算：
（式4）
式5为计算测量重复性不确定度：
（式5）
（二）B类，分光光度测量造成的不确定度u2
在使用分光测量期间，其不确定度，需要通过甲醛储备溶液、标准溶液稀释、测量仪器、标准曲线等不确定度加以引入：
1. u21，甲醛标准储备溶液引入的不确定度
以甲醛标准储备溶液的相关物质证书，可获取溶液安均匀分布，浓度为100±3ug/mL，式6为甲醛标准储备溶液所引入的——相对标准不确定度：
（式6）
2.u22，甲醛标准储备溶液稀释引入的不确定度
在进行甲醛标准溶液稀释阶段，依据1：100比例，将100μg/mL含量标准溶液稀释为1μg/mL，容量瓶采用100mL、单标线移液管1ml规格，随后引入相对标准不确定度：
①100mL容量瓶体积包括3个主要因素，即重复性、校准、温度。
在校准方面，基于校准证书，明确在20°C条件下，容量瓶体积=100±0.1mL，划格分布于发布方式为三角形，则不确定度u22计算方式为33*100，结果为0.941mL。
在体积重复性方面，因充满容量瓶而造成的不确定度，通过容量瓶——典型样品重复性试验，开展评估工作，首先，进行10次100mL容量瓶定容称量，计算后得出比标准偏差（0.02mL），设分布方式为矩形，标准不确定度计算方式为
，计算结果为0.012mL。
在温度方面，以证书作为依据获取信息，将容量瓶在20°C环境下校准，实验室内温度为20°C±3°C，这一影响造成的不确定度，可利用对温度范围、体积膨胀系数的估算进行计算，首先要充分考虑水体积膨胀带来的不确定度，计算公式如式7。
（式7）
在式7中，
代表水体积膨胀系数，玻璃体积膨胀系数，则容量瓶（100mL），基于温度效应所引起的相对体积变化如式8。
（式8）
随后，设温度变化方式为均匀分布，相对不确定度计算方式如式9：
（式9）
表达式10为计算容量瓶（100mL）相对标准不确定度计算：
（式10）
②在单标线移液管（1mL）所引入的相对标准不确定度，仅需考虑因为校准而引入的不确定度。以证书为依据，可以获得20°C环境、1mL±0.02移液管体积，均匀分布形式下单标线移液管（1mL）所引入的标准不确定度表达式如式11：
（式11）
则甲醛标准储备溶液，在稀释过程中所引入的标准不确定度表达式为式12：
（式12）
（三）u23标准曲线所引入的标准不确定度
以GB/T18204.2-2014国家标准中7.2.5条例为依据，进行标准曲线绘制工作，取9个具塞比色管（10mL规格），标号为#1号~#9号，将已经稀释配置好的
甲醛溶液，分别加入0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL，一直加入到5mL，随后在每个管内溶液中掺入1%浓度硫酸铁铵溶液0.4mL，摇光具塞比色管直至均匀，进行15min放置，随后在波长630nm环境下使用1cm比色皿，使用水作为参比，对各管溶液的吸光度进测定，在测定阶段，吸光度、甲醛含量分别为纵向坐标和横向坐标，并进行标准曲线绘制。表4为测定数据表。
表4 甲醛测定数据表
随后，以表4数据作为依据，拟合曲线图，如图1所示：
图1 校准曲线示意图
观察图1，线性回归方程为：
，截距a值为0.021，斜率b值为0.358，r值为0.9997.误差采用方程
，求得残差平方如式13。
（式13）
标准差计算如式14。
（式14）
a截距不确定度计算如式15。
（式15）
b斜率不确定度计算如式16。
（式16）
灵敏度系数=1，
，则u23为标准曲线所引入的标准不确定度计算如式17。
（式17）
（四）u24分光光度计仪器所引入的标准不确定度
分光光度计，允许吸光度读书误差为±0.02，依据均匀分布的形式，仪器所引入的标注版不确定度计算如式18。
（式18）
则分光光度测量阶段，所造成的B类不确定度计算方式如式19：
（式19）
四、u3采样体积测量阶段造成的B类不确定度
采样体积不确定度，需要通过采样的压力、流量、温度、时间引入，在开展现场采样阶段，t室内温度为25.5°C，101.7kPa大气压力，抽取速度为0.5Lmin，抽取时间为20min。
（一）u31采样温度相对标准不确定度计算
在温度表示值中，最大允许误差=±0.5独C，以均匀分布的形式，计算采样温度相对标准不确定度如式20：
（式20）
（二）u32采样压力相对标准不确定度计算
在压力表示值中，最大允许误差压力值=±0.3kPa，以均匀分布形式，计算采样压力相对标准不确定度如式21：
（式21）
（三）u33采样流量标准不确定度计算
在流量计内，示值允许误差为1%，以均匀分布形式，对采样流量标准不确定度计算如式22。
（式22）
（四）u34采样时间标准不确定度计算
采样时间方面，允许0.2%误差，依据均匀分布，采样时间标准不确定值计算如式23：
（式23）
采样体积测量所引发的B类不确定度计算如式24。
（式24）
（五）urel（c）相对合成不确定度计算
甲醛测定合成相对准确不确定度计算公式如式25为：
（式25）
（六）uc合成标准不确定度、扩展不确定度计算
式24、25分别为合成标准不确定度、扩展不确定度计算方式如式26.式27。
（式26）
（式27）
式27中，置信概率取95%，k包含因子值为2。
（七）测量结果
五、结论
综上所述，本次研究，采用酚试剂分光光度法测量甲醛含量，并对该方法进行了不确定度的评定，同时进一步分析、计算了检测过程中诸多不确定度的影响因素，对于相关产业提升分析测试的质量有一定参考价值，同时能够有效规范实际检测操作。
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论文作者:李宝仪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：不确定论文; 甲醛论文; 标准论文; 测量论文; 光度论文; 溶液论文; 容量瓶论文; 《基层建设》2018年第34期论文;