离子色谱法生活饮用水中氟离子含量的不确定度评定

离子色谱法生活饮用水中氟离子含量的不确定度评定摘要：本文建立了离子色谱法生活饮用水中氟离子含量的不确定度评定方法，探索检测方法中不确定度的主要影响因素，按

gb/t5750.3-2006中离子色谱法对饮用水样品进行了检测，建立数学模型，系统的分析和计算了各不确定度分量。结果表明，样品检测重复性是导致该方法不确定度产生的主要因素，其他因素影响较小。

关键词：离子色谱法饮用水氟不确定度

一、前言

氟是人体不可缺少的一种微量元素，人体的各组织和器官中都含有氟。适量的氟不仅可以保持骨骼的健康，同时还能防止蛀牙才产生，但摄入过量的氟可能导致慢性氟中毒，会产生氟斑牙、氟骨症为主要特征的慢性全身性疾病。长期过量摄入还可以引发骨质疏松和肾脏的损害。国家标准gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定饮用水中氟化物限量为：1.0mg/l（f-）。因此，加强饮用水中氟含量检测的意义重大。然而在检测工作中，各种因素的影响使检测结果与实际值存在一定的偏差，中国合格评定委员会（cnas）要求经其认可的检测实验室应建立测量不确定度的评定程序，并有能力对测量结果进行不确定度评定，因此，测量不确定度的评定显得尤为重要，可为检测结果的准确性和可靠性提供科学依据。本文旨在针对gb/t5750.3-2006中离子色谱法检测生活饮用水中氟化物含量，分析测量不确定度的主要来源，并评估相应的不确定度，建

立较为完整的评定体系，指导实际工作，提高检测水平。

二、实验条件

1、仪器

a级5.0 ml分度吸管，允许误差±0.025ml；a级50 ml容量瓶，允许误差±0.05ml； 0.2um微膜过滤器；离子色谱仪 ics900 （美国dionex）。

2、试剂

标准溶液：1000mg/l氟标准溶液（证书编号：gbw（e）080549），其扩展不确定度10mg/l（k=2）；纯水：经0.2um滤膜过滤；

3、实验步骤

（1）预处理：将样品经0.2um滤膜过滤；

（2）将预处理水样注入色谱仪进样系统，记录峰面积

（3）用标准溶液拟合校正曲线：校正曲线采用6个浓度点绘制，包括一个空白浓度点，每个浓度点重复3次后，选择最后一次采样数据进行线性拟合。

氟离子含量检测结果经10次平行测量后，选择平均值在校正曲线上计算得出。

三、数学模型

待测样品溶液与工作溶液按同样条件进样检测，由其响应值从回归方程可得到样品溶液浓度，再得水样中氟含量。由于样品与标准液两者的进样体积一样，故在此模型中不涉及进样体积，此时

x=c，（x为样品中氟浓度，c为从标准曲线求到的浓度）

四、不确定度来源

通过对实验步骤和数学模型的分析可知，测量饮用水中氟化物含量的不确定度来源有：

1、标准物质引入的不确定度，；

2、标准溶液配制引入的不确定度；

3、标准曲线拟合带来的不确定度；

4、实验重复性带来的不确定度；

五、不确定度分量的分析、量化

1、标准物质引入的不确定度评定

本实验外购氟标准溶液，浓度为1000mg/l，其证书给出其不确定度为： 10mg/l，k=2。

其相对不确定度为：

2、标准溶液配制引入的标准不确定度；

用5ml移液管移取1ml1000mg/l标准溶液至50ml容量瓶中，定容配制成100mg/l储备液，再分别移取0.0、0.25、0.5、1.0、2.5、5ml至50ml容量瓶中定容得到含氟浓度为0.0、0.5、1.0、2.0、5.0、10mg/l系列标准溶液。配制过程中不确定度由量器的示值允差、读数重复性和环境温度三方面引入，本例将读数重复性纳入实验重复性的不确定度中，仅考虑量器的示值允差和环境温度引入的不确定度。

配置氟标准溶液过程中用到5ml移液管6次，50ml容量瓶6次，采用方和根发合成：

3、标准曲线拟合带来的标准不确定度

分别测定6个浓度梯度的标准溶液，含1个空白浓度，得到回归方程y=0.1009x+0.0024，相关系数为：0.9997。

根据水样重复10次测定的平均值，有标准曲线求得氟的浓度为0.505 mg/l。

浓度——峰面积拟合曲线求浓度是产生的不确定度

上述公式中n 为标准曲线测量点数；y为峰面积；a为斜率；b 为截距；p为测试水样次数；c为水样中氟浓度；为不同浓度校准溶液的平均值（n次）；i为下标，指第几个校准溶液，j为下标，指获得校准曲线的测量次数。

标准溶液测定值残差的标准偏差：

4、实验重复性带来的标准不确定度

六、合成标准不确定度

根据自由度与置信水平选择适当的包含因子来给出扩展不确定度，在此，自由度足够大，包含因子k取推荐值2（置信概率为95%时的包含因子）。

mg/l

七、结果表示

该水样中氟浓度c=0.505±0.0414 mg/l（k=2）。

八、讨论

通过对不确定度产生因素的评定结果分析，离子色谱法生活饮用水中氟离子含量的不确定度主要来源于样品检测的重复性，因

此，在检测工作过程中要注意仪器的灵敏度和重复性；在批量样品检测时，应注意样品浓度应在曲线的线性范围内，在间隔一定样品量时应该重新建立校准曲线校正，保证结果的准确性。