游泳池水尿素测定不确定度评定

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【关键词】不确定度；二乙酰一肟分光光度法；尿素

［摘要］通过对尿素程度过程的分析，找出了影响测定结果的各个分量。影响测定结果的分量主要有：标准溶液、回归曲线、样品平行试验、二乙酰一肟分光光度法、分光光度计、取样等。在此基础上进行了不确定度评定，并按照计量技术规范，给出了标准的表示法。

［关键词］不确定度；二乙酰一肟分光光度法；尿素

EvalutionontheUncofUreainWaterofSwimmingPoolDetermined

Abstract:Thefactorsthataffectthedeterminationresultofureafoundbyanalysisofurea.Mainfactorsareasfollows:standardsolution、regressivecurve、parallelexperimentofsample、diacetylmonxime''''sreagentcolorimeticmethod、spectrophotometer、sampling，etc.Baseofthisthenastandardexpresstionwasformedaccordingtothemetrologycriteron.Keywords:Unertainty；Diacetylmonxime''''sreagentcolorimeticmethod；Urea.

随着科学的发展和检验技术的进步，人们对检验数据的准确性和可靠性提出了更高的要求。据此，一份完整的检测报告应包括对其不确定度分析［1］。本文根据JJG10591999《测量不确定度评定与表示》，采用二乙酰一肟分光光度法对游泳池水中尿素的检测［2］，进行了不确定度的分析。

1测量方法和数学模型

1.1测量方法简述采用《公共场所卫生监测规范与检验方法手册》游泳池水中尿素测定方法进行。水中尿素可与双乙酰反应生成二嗪衍生物的有色复合物，颜色深浅正比于尿素含量，在波长460nm处有最大吸收。配制一系列已知浓度的标准溶液，依次对标准和样品进行测量，根据标准曲线的回归方程计算样品中尿素的含量。

1.2数学模型

1.2.1尿素标准溶液准确称取0.1000g尿素溶于去离子水中，移入1000ml容量瓶中，加0.1ml氯仿并用去离子水定容，此液每毫升含100μg尿素。准确吸取上述尿素标准溶液10.00ml于100ml容量瓶中，用去离子水定容，此液每毫升含10μg尿素。10μg/ml尿素标准溶液的数学模型为：C=W×10.001000×1000-10μg/ml，U2rel(C)=U2rel(W)+U2rel(P)+U2rel(V1)+U2rel(V2)+U2rel(V3)。

1.2.2回归曲线用最小二乘法计算校准曲线的回归方程：Y=bX+a，根据Y对X的回归直线，求被测量X数学模型：X=(Y-a)/b方差计算公式：U2rel(Xx)=U2rel(1)+U2rel(2)+U2rel(3)+U2rel+U2rel(5)+U2rel(C)。

2不确定度分量及其计算

2.1尿素标准溶液

2.1.1由称量引入的不确定度―Urel(W)用电子天平称取尿素(W=0.1000g)。根据电子天平检定证书给出允差U=4mg，且2次称重，则天平称量的相对标准不确定度为：

Urel(W)＝［2×(4/3)2］÷100.0＝3.27×10-2。

2.1.2尿素纯度的不确定度―Urel(P)采用标准物质尿素(GBW09201国际标准物质研究中心)，其标准物质证书给出的不确定度是2％，按均匀分布换算成相对标准不确定度为：

Urel(P)＝0.02÷3＝1.15×-2。

2.1.3由1000ml级容量瓶引入的相对不确定度―Urel(V1)1000mlA级的最大允许误差为0.40ml，按均匀分布，其不确定度为：U(V1.1)＝0.40÷3＝0.23ml通过称量法试验，充满容量瓶10次，然后称量，体积重复性A类不确定度U(V1.2)＝0.10ml通常实验室恒温控制在(20±3)℃，水膨胀系数为2.1×10-4/℃，按均匀分布，其不确定度为：

U(V1.3)＝1000×3×2.1×10-4÷3＝0.36ml。

因此，由1000ml级容量瓶引入的相对不确定度为：Urel(V1)＝0.44×10-3

2.1.4由100mlA级容量瓶引入的相对不确定度―Urel(V2)Urel(V2)类似Urel(V1)，100mlA级的最大允许误差为0.10ml，

Urel(V2.1)＝0.06ml，Urel(V2.2)＝0.01ml，

Urel(V2.3)＝0.04ml，Urel(V2)＝0.73×10-3。

2.1.5由10ml移液管引入的相对不确定度―Urel(V3)Urel(V3)类似Urel(V1)，10ml移液管的允许误差为±0.01ml，U(V3.1)＝0.006ml，Urel(V3.2)＝0.007ml，Urel(V3.3)＝0.004ml，Urel(V3)＝0.95×10-3。则尿素标准溶液的相对不确定度：U2rel(C)＝(3.27×10-2)2+(1.15×10-2)2+(0.44×10-3)2+(0.73×10-3)2+(0.95×10-3)2=12.30×10-4Urel(C)=-12.30×10-43.51×10-2

2.2二乙酰一肟分光光度法测定尿素的不确定度评定

2.2.1用二乙酰一肟分光光度法测定尿素标准系列6次，测定结果见表1。

表1标准溶液6次测定结果（略）

由表1数据进行线性拟合得线性方程y＝bx+a＝0.0234x+0.0076，r＝0.9997。回归曲线的标准偏差如表2。

表2标准差数据计算结果（略）

根据标准系列计算均值：x＝5.86μg，N＝7，标准偏差S0＝5.30μg。标准溶液偏差平方和：∑(xi-x)2=Si2(71)2＝5.302×6＝168.54μg。按试验方法对某一样品测量两次，A1(吸光度)是0.185，A2是0.182，由吸光度通过直线方程求得x1=7.58μg，x2=7.37μg，xx=7.48μg。

2.2.2计算Urel(1)A类由回归曲线引起测量样品含量算术平均值的相对不确定度Urel(1)＝Sy/xb×xx×1n+1N+(xx-x)2∑(xx-x)2=5.50×10-30.0234×7.48×12+17+(7.48-5.86)2168.54=0.025。

2.2.3计算Urel(2)A类试样平行试验A类不确定度，根据JJF1059-1999中极差系数与自由度表，当测量次数为2时，极差系数C＝1.13，则：Urel(2)＝7.58-7.371.13×2×7.48=0.018。

2.2.4计算Urel(3)B类用二乙酰一肟分光光度法本身的不确定度对12个样品做加标回收，其平均回收率为92.3％，则：Urel(3)＝7.7%3＝0.040

2.2.5计算Urel(4)B类分光光度计读数的分辨率的相对不确定度分光光度计分辨率为0.001%，按均匀分布，其相对不确定度为：Urel(4)＝0.0013×0.185＝3.12×10-3。

2.2.6计算Urel(5)10ml移液管的相对不确定度取样所用10.00ml移液管允许误差±0.01ml，与前同理得Urel(5)＝0.95×10-3

3合成相对标准不确定度

Urel(Xx)＝0.0252+0.0182+0.0402+(3.12×10-2)2+(0.95×10-3)2+(3.51×10-2)2＝2.18×10-2

4扩展相对不确定度

Urel＝KUrel(Xx)，取K＝2，则扩展相对不确定度：Urel＝2×2.18×10-2＝4.36×10-2。扩展不确定度为：U＝Urel×Xx＝4.36×10-2×7.48＝0.03μg，取样10ml，此游泳池水中尿素平均浓度为：0.748mg/L。同理：0.03/10＝0.003mg/L。

5结论

用二乙酰一肟分光光度法测定游泳池水中尿素，当取样量为10.00ml，k＝2，测量结果为(0.748±0.003)mg/L。本次对尿素的测量结果不确定度进行评定，其测量结果不确定度由多个分量组成，这些分量基本考虑了测量过程中的系统效应和随机效应所致的测量结果不确定度。这种评定方法反映了测量结果的科学性，有利于实验室质量控制。

参考文献：

［1］JJF10591999.测量不确定度评定与表示［M］.北京：中国计量出版社，1999.

［2］尹先仁，等.公共场所卫生监测规范与检验方法手册［M］.吉林：吉林科学出版社，1998.