空气中氨含量的测量不确定度评定.doc

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/T 18204.25-2000。
2 仪器与设备
（1）大型气泡吸收管：有10 mL刻度线，出气口内径为1mm，与管底距离应为3～5 mm；
（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697.5 nm，狭缝小于20 nm；
（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（50 g/L）
（4）亚硝基铁氰化钠溶液（10 g/L）
（5）次氯酸钠溶液c(NaClO)=0.05 mol/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
0
1
2
3
4
5
6
标准工作液 mL
0
0.50
1.00
3.00
5.00
7.00
10.00
吸收液 mL
10.00
9.50
9.00
7.00
5.00
3.00
0
氨含量 μg
0
0.50
1.00
3.00
5.00
7.00
10.00
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697.5 nm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。
----------------------（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/V0
c= ABS/V01
c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
----------------（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

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，，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

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。
，，
(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）：
0.082 0.082 0.082 0.083 0.081
0.082 0.083 0.082 0.083 0.079

（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：

2 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）中的可改写为：
10次校准已经得到吸光度的单次测量相对标准差为
，这个值对于非标准样品也是一样的。
故
3 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
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：

(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，
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

五　求扩展不确定度
　取k=2

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。