电感耦合等离子体质谱测定土壤金属元素的不确定度评定

林丽钦
福建省环境监测中心站,福州350003

文章摘要:分析了电感耦合等离子体质谱法（ICP—Ms）测定土壤金属元素的测定过程和测量不确定度的主要来源。以Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、Cd为例对溶样过程的样品称量、消解、定容体积、测定过程的标准配制、曲线拟合、仪器测量重复性等六个不确定分量进行分析和合成，并计算扩展不确定度。
文章主题:不确定度 ICP—MS 土壤 金属元素

文章内容：福建分析测试&;73电感耦合等离子体质谱测定土壤金属元素的不确定度评定林丽钦(福建省环境监测中心站,福州350003)摘要:分析了电感耦合等离子体质谱法(—)测定土壤金属元素的测定过程和测量不确定度的主要来源.以,,,,,为例对溶样过程的样品称量,消解,定容体积,测定过程的标准配制,曲线拟合,仪器测量重复性等六个不确定分量进行分析和合成,并计算扩展不确定度.关键词:不确定度;—;土壤;金属元素中图分类号:557.文献标识码:文章编号:1009—8143(2008)01—0073—05-—(,350003,):—,,,,,,,,.:;—;;测量不确定度评定可明确实验室质控管理目标,本文以规范要求的主要监测元素,,,,,为例计算—测定土壤金属元素的扩展不确定度,以期在土壤研究和实际监测工作中提供更科学,完整的检测数据.1测定方法1.1主要仪器与试剂电子天平:221一200型,德国公司;电感耦合等离子体质谱仪:美国热电公司一7型;硝酸,高氯酸,氢氟酸:均为级;实验用水为超纯水;氩气:纯度为99.999%;各元素标准储备液与内标元素标准储备液:001,,/,不确定度0.3%,国家钢铁材料测试中心.1.2测量原理与过程样品经灰化或酸消解后进入电感耦合等离子体质谱仪,在等离子体的高温作用下,样品去溶剂化,原子化,离子化进入质谱检测器,通过筛选不同质核比(/)离子分析计数,离子的每秒计数值()与浓度成正比,与标准系列比较定量.根据规范…要求制备土样.外标法定量,和作混合内标以型进样管与待测样同时进样测量做外部校准.2不确定度的计算2.1样品制备过程不确定度2.1.1样品称量天平和称量重复性的不确定度及合成样品称量所用天平221一200型最小分度值为0.1电子天平,准确称量=0.1000,该特种准确度级的天平在(0—5×10)称量范围的法定允差(使用中)为±0.5,由称量误差导致的不确定度按均匀分布计算(类评定):标准不确定收稿日期:2(107—9—26基金项目:福建省重点科技计划项目(项目编号:20060004)土壤金属元素测定方法研究.作者简介:林丽钦(1964一),女,高级工程师,主要从事环境和生态环境监测.:@126.74福建分析测试技术交流度】()=0.5/4=2.910天平称量重复性引入的标准不确定度(1)按类评定,应用极差法计算天平称量重复性引入的标准不确定度.用天平称砝码9次,得极差=0.0001,称量数据呈正态分布,查表得=2.97,则天平称量重复性标准不确定度为:(1)=乙41.110样品称量过程的台成标准不确定度(1)=(0.1)+(0.1):2.9×10一相对标准不确定度():=-_29%2.1.2土壤样品消解分解率引入的不确定度由于土壤样品消解分解不完全或分解过程中导致金属元素的损失或污染等,使土壤样品中的金属元素不能100%进入到测定液中,本法以脚/166—2004(土壤环境监测技术规范》各元素加标回收率要求及实际测定平均值,以为例计算,样品分解率的不确定度按1059—1999《测量不确定度评定与表示》5.8节计算,结果见表1.():;.:103%一100%1133:———一;+一1二3%;～=100%一95%=5%;():::2.3×～(=-2.410)410～;(=表1土壤监测技术规范要求及实际测定加标回收率平均值2.1.3容量瓶容量误差和读数误差引入的不确定度及合成196—2006(常用玻璃量器检定规程》规定,20100容量瓶(级)的容量允许差为±0.10,取均匀分布类评定=,则容量瓶容量误差带来的标准不确定度:】(100)=0.1/,/3=0.058连续0次向100容量瓶中重复加入纯水定容至刻度,测定加入的纯水的质量,并换算成水的体积,按正态分布进行类评定,容量瓶定容体积的不确定度用1次测量的标准偏差表示,试验测得()=5.8×10一,则2(00)=()/10=1.8102℃时水的膨胀系数为2.110/℃,设水温为(2℃±3)℃,因此读数误差引起的容量瓶的容量最大误差为:2.1103100=6.310().按均匀分布进行类评定,=,则温度误差标准不确定度:3(10)=6.310～/4=0.036.样品定容(100)合成标准不确定度:定(】00)=√(】00)+;(】00)+;(1,】0),,面面:6.810～相对标准不确定度:1(100)=定(100)/100=6.810一2.2标准溶液配制与标准曲线的非线性引起输出值的不确定度2.2.1标准溶液稀释过程引入的不确定度测定所使用的标准溶液为国家钢铁材料测试中心生产.标准值1000/,不确定度0.3%.将该标准溶液以1%03溶配制成200./(,,,,,,),20(,,,)和2.000(,,,,11,,)混合标准使用液.以200.0(,,,)和2.000()浓度为例阐述不确定度的大小.元素贮林丽钦:电感耦合等离子体质谱测定土壤金属元素的不确定度评定75备液(1000±3)/按1:100稀释1次,等低浓度元素再以1:100稀释1次,最后高低浓度元素混合以1:50稀释制得200./和2./混合标准使用溶液.标准溶液稀释过程不确定度主要由标准溶液的不确定度,移液管,容量瓶引入的不确定度组成.与2.1.3计算方法同,单标线移液管,50,1000单标线容量瓶等使用过程引入的相对不确定度.分别为1.310～,7.210一,4.310～.第1次稀释引入的不确定度:1()=/(标)+(1000)+(1)=.003+.00043+.0013=3.310一第2次稀释引入的不确定度:()==,/).(厩.00072+.13=3.610一第3次稀释引入的不确定度:3()=√()+(1,1000)+(1)=,/丽_0.丽.1=3.9102.2.2标准曲线的非线性引入输出值的不确定度00,100.0/,200.0/,0.00,0.1000,0.5000,1.000,2.000/混合系列标准溶液.—仪器调谐至参数最佳化条件,采用4个浓度水平的标准溶液,分别重复测定3次,