研究應(yīng)用火焰原子吸收法檢測地表水中銅的不確定度

樊敏

（自貢市自流井區(qū)環(huán)境監(jiān)測站成都自貢643000）

研究應(yīng)用火焰原子吸收法檢測地表水中銅的不確定度

樊敏

（自貢市自流井區(qū)環(huán)境監(jiān)測站成都自貢643000）

由于存在誤差，因而被測值存在不能肯定的程度，此時與測量結(jié)果相關(guān)的參數(shù)即為不確定性。它存在于任何實(shí)驗(yàn)過程中，主要用于質(zhì)疑、懷疑測量結(jié)果的可行性與可信性，可以定量反應(yīng)測量結(jié)果的質(zhì)量水平。同時，評定測量結(jié)果的不確定度也是做好任何實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)，本文詳細(xì)介紹了火焰原子吸收法檢測地表水中銅元素的操作方法與流程，分析了影響測量值的不確定度分量，并指出了測量地表水中銅含量的不確定方法。

火焰原子吸收法；地表水；銅；不確定度

1 火焰原子吸收法

吸光度與溶液中的待測成分深度存在正比關(guān)系，而利用火焰原子吸收法可以直接測定地表水銅的不確定度。首先利用標(biāo)準(zhǔn)濃度的溶液測定吸光度數(shù)值，之后利用最小二乘法擬合成標(biāo)準(zhǔn)曲線，之后在相同條件下測定水樣中的吸光度，采用之前擬成的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算水中銅的濃度。

2 檢測方法

首先是檢測依據(jù)，本次研究主要利用直接吸入火焰原子吸收法測量水中銅的不確定度。其次是檢測原理，當(dāng)水樣中的銅離子被原子化后，吸收了來自銅元素與陰極燈共同發(fā)出的共振線，且此元素含量與吸光度成正比，根據(jù)此檢驗(yàn)原理，利用水樣中銅產(chǎn)生的響應(yīng)值檢測其濃度大小。再次是使用AA900T型的原子吸收分光度計(jì)。最后是操作步驟，此過程應(yīng)做好校準(zhǔn)曲線及測定樣品兩項(xiàng)工作，校準(zhǔn)曲線應(yīng)配制標(biāo)準(zhǔn)的使用溶液，在環(huán)境保護(hù)部研究所購買標(biāo)準(zhǔn)濃度的銅貯備液，而后進(jìn)行稀釋，并利用單標(biāo)線移液管將其吸取至100毫升的容量瓶中，并用去離子水定容至標(biāo)準(zhǔn)線，得到標(biāo)準(zhǔn)濃度的中間液，而后利用5毫升的單標(biāo)線移液管將中間液移至100毫升的容量瓶中[1]。定容至標(biāo)準(zhǔn)線，得到標(biāo)準(zhǔn)的使用液。而后在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，在7個都是100毫升的容量瓶中分別加入2.00、4.00、8.00、10.00、15.00以及20.00的銅標(biāo)準(zhǔn)使用液，之后得到0、0.1、0.2、 0.4、0.5、0.75以及1.0的標(biāo)準(zhǔn)溶液，之后再進(jìn)行測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[2]。樣品測定過程中，應(yīng)利用單線移液管吸入100毫升的均勻水樣，并向其中加入5毫升的濃硝酸，并放于電熱板上進(jìn)行加熱，但期間應(yīng)防止樣品沸騰，當(dāng)加熱至10毫升左右時，再加入5毫升的濃硝酸及2毫升的高氯酸，繼續(xù)進(jìn)行消解。之后取下進(jìn)行冷卻，加入水以充分溶解殘?jiān)髮⑷芤阂浦?00毫升的容量瓶中，并利用去離子水進(jìn)行定容，之后再利用測定標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的方法進(jìn)行測試，儀器自動給出水樣濃度。

3 數(shù)學(xué)模型

3.1 計(jì)算公式

銅校準(zhǔn)曲線的擬合方程為y=bx+a，其中x為儀器根據(jù)吸光度利用標(biāo)準(zhǔn)曲線換算的濃度值；b是回歸方程的斜率；a是回歸方程的截距。同時，水中銅濃度的計(jì)算公式為，其中c為水樣中銅的濃度；x為儀器根據(jù)吸光度利用標(biāo)準(zhǔn)曲線換算的濃度值；是水樣體積；是定容體積[3]。

3.2 不確定度數(shù)學(xué)模型

測定結(jié)果的不確定度主要來自于吸光值量化、溶液的配置、工作曲線擬合、樣品重復(fù)測量以及定容體積等方面，各不確定的分量并不相關(guān)，且線性擬合與吸光量化是不確定度的主要來源；儀器引起的不確定度影響可以忽略不計(jì)，而稀釋溶液產(chǎn)生的不確定度是不確定度的較小分量。一方面是A類不確定的估算，A類不確定度主要指的是由重復(fù)測量引起的不確定度，且本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要來源于原子吸收分光的光度計(jì)。且相同條件下重復(fù)測定10次水樣，并以此記錄測定結(jié)果的同濃度，最后得到平均值為0.4842，而后由貝塞爾公式得出標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.00136，且其A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的估算值為0.00089毫克每升，自由度為9。另一方面是B類不確定度的估算，銅標(biāo)準(zhǔn)溶液配制以及工作曲線擬合都會引起不確定度，以濃度為1000毫克每升的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液為例，利用單刻度吸管準(zhǔn)確吸取上述銅溶液至100毫升的容量瓶中，并定容得到100毫克每升的標(biāo)準(zhǔn)溶液[4]。之后在吸取10毫升的銅溶液至100毫升容量瓶中，得到濃度為10毫克每升的銅溶液，由此利用刻度管配制溶液。分析發(fā)現(xiàn)，銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度為0.3，屬于正態(tài)分布。且移液管與容量瓶也會引起不確定度，最后得出銅標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引起的不確定度為0.00371，自由度為無限大[5]。

在工作曲線擬合過程中，實(shí)驗(yàn)主要利用去離子水作為空白溶液，并利用5個標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并三次測定每個濃度值，其線性方程為Y=0.00758X-0.0002，其中a=-0.0002，b=0.00758，且r為0.9999。而通過繪制銅標(biāo)準(zhǔn)曲線可以得出其相對不確定度為0.01，自由度為16。

結(jié)語

本文主要利用火焰原子吸收法測定水中銅的含量及濃度，且通過以上的計(jì)算結(jié)果可以得出，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品測量重復(fù)性的不確定度對測量結(jié)果產(chǎn)生了重要影響。為此，在樣品分析過程中應(yīng)提升工作人員的操作機(jī)能水平，并增加標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品的測量次數(shù)。

[1]鳳吾利,秦曉麗,王瑞芬.火焰原子吸收分光光度法測定礦石中銅的含量的不確定度評定[J].科技信息,2013(01).

[2]武洪麗,鮮青龍,王琴.火焰原子吸收法測定水中鎂元素含量的不確定度評定[J].環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志,2014(04).

[3]毋永龍,聶繼云,李靜,李海飛,徐國鋒,覃興,李志霞.微波消解-火焰原子吸收法測定鮮果中鈣含量的不確定度評定[J].食品科學(xué),2012(02).

[4]江梅,陳剛新,張愷,念東,常江.原子熒光法測定水中硒時防止銅干擾的方法[J].凈水技術(shù),2015(10).