酚試劑分光光度法測定工作場所空氣中甲醛含量的不確定度評定
目的:利用酚試劑紫外可見分光光度法測定工作場所中甲醛的含量,對實驗過程中引入的不確定度進行分析評定,從而更加準確的了解測量結果的準確度和可靠程度。
方法:依據《工作場所空氣有毒物質測定第99部分:甲醛、乙醛和丁醛》(GBZ/T300.99-2017)中甲醛的溶液吸收-酚試劑分光光度法測定甲醛的含量,并依據《測量不確定度評定與表示》(JJF1059.1-2012)對測量過程中不確定度進行分析評定。
結果:當樣品含量為1.1803mg/m3時,合成不確定度為2.2497×10-2mg/m3,在置信概率為95%,取包含因子k=2時,其擴展不確定度為(1.1803±0.0450)mg/m3。
結論:標準系列配制過程不確定度貢獻最大,應當選擇不確定度更低、濃度值更合適的標準儲備液,配制過程盡量減少稀釋步驟,降低不確定度引入。
甲醛是一種常見的空氣污染物,人體長期暴露在含有高濃度甲醛的環(huán)境中,對健康具有嚴重危害。而在化工行業(yè)中,甲醛因其優(yōu)良的還原性和溶解性,常被作為工業(yè)制造原料之一,尤其是在家具、紡織、醫(yī)藥、農藥產業(yè)中使用廣泛。我國職業(yè)人群中存在大量從事化工行業(yè)的甲醛職業(yè)接觸者,因此,準確測定工作場所中甲醛含量對甲醛職業(yè)接觸者的健康防護有重要現實意義。經查閱,甲醛檢測方法眾多,其中,酚試劑分光光度法具有良好的檢測靈敏度,且使用的儀器價格低廉,操作過程簡單,更易普及。因此,本文依據《工作場所空氣有毒物質測定第99部分:甲醛、乙醛和丁醛》(GBZ/T300.99-2017)中甲醛的溶液吸收-酚試劑分光光度法,測定工作場所中甲醛含量對工作場所空氣中甲醛含量采集測定過程中引入的測量不確定度進行評定,為甲醛職業(yè)健康風險評估提供參考。
1材料與方法
1.1儀器和試劑
1.1.1儀器 空氣采樣器、大氣泡吸收管、紫外可見分光光度計(上海美析儀器有限公司),超純水機、單標線容量瓶(A級)、分度吸量管(A級)、單標線吸量管(A級)和5ml具塞比色管(一等)。
1.1.2試劑酚試劑(3-甲基-2-苯并噻唑腙鹽酸鹽,MBTH)溶液,1g/L;硫酸鐵銨溶液,10g/L;吸收液(用純水稀釋5ml酚試劑溶液至100ml);水中甲醛標準物質;環(huán)境標準樣品水質甲醛。
1.2樣品采集與處理用純水稀釋5ml酚試劑溶液至100ml,制成甲醛吸收液。用裝有5ml吸收液的大氣泡吸收管,以200ml/min流量采集工作場所采樣點空氣15min。吸取樣品溶液之前,用吸收管中的樣品溶液洗滌進氣管內壁3次及以上,取1.0ml樣品溶液,置于10ml具塞比色管中,加入4.0ml甲醛吸收液,搖勻后室溫(>20℃)放置1h以上。
1.3標準系列配制取10ml甲醛環(huán)境標準樣品于250ml容量瓶中,用甲醛吸收液稀釋定容至刻度線,混勻后室溫(>20℃)放置1h以上。用1.0ml單標線吸量管吸取1.0ml甲醛標準溶液于100ml容量瓶中,使用甲醛吸收液稀釋定容至刻度線,制成1.0μg/ml甲醛標準使用液。取7只10ml具塞比色管,用2.0ml分度吸量管分別吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2和1.4ml甲醛標準使用液于10ml具塞比色管中,用甲醛吸收液定容至5ml刻度線。制成0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2和1.4μg的甲醛標準系列。
1.4樣品測定對標準系列溶液以及處理過的樣品溶液,分別加入0.4ml硫酸鐵銨溶液,搖勻后,室溫放置15min。使用UH-5300紫外可見分光光度計于645.0nm波長下,以純水作為參比,光譜帶寬1.0nm,對樣品溶液及標準系列進行3次重復測量。根據測定結果,建立工作場所空氣中甲醛含量的測量模型為:C=5M/V0,式中:C為空氣中甲醛的濃度,mg/m3;5為樣品溶液的體積,ml;M為測得的1.0ml樣品溶液中甲醛的含量(減去樣品空白),μg;V0為標準采樣體積,L。
1.5參考依據《工作場所空氣有毒物質測定第99部分:甲醛、乙醛和丁醛》(GBZ/T300.99-2017)、《測量不確定度評定與表示》(JJF1059.1-2012)、《常用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG196-2006)、《工作場所空氣中有害物質監(jiān)測的采樣規(guī)范》(GBZ159-2004)。
1.6不確定度評定方法不確定度評定以測量程序為基礎,使用EdrawMaxV13.0繪制魚骨圖,分析工作場所空氣中甲醛含量測定過程中引入的不確定度,采用Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasuremen(t簡稱GUM)法評定不確定度。
1.7統(tǒng)計分析實驗測得的數據通過AgilentOpenlabDataAnalysis進行采集與處理,使用Excel2010軟件進行不確定度計算。
甲醛是一種常見的空氣污染物,屬于一類致癌物,準確檢測工作場所空氣中甲醛含量對人體健康有著非常重要的意義。分光光度法因其可控性高,在測定空氣中甲醛含量的眾多方法應用最為廣泛,已逐漸適用于實際工作。然而對于分光光度法測定甲醛含量不確定度的水平及影響因素的研究有待完善。
本文采用酚試劑分光光度法測定工作場所空氣中甲醛含量,通過建立數學模型,對實驗中樣品采集、樣品處理、標準系列配制以及樣品測定等過程引入的不確定度進行評定。根據結果顯示,在甲醛含量為1.1803mg/m3時,實驗過程引入不確定度分量大小依次排序為:標準系列配制過程>樣品處理過程>樣品測定過程>樣品采集過程引入的不確定度。可見,標準系列配制過程引入的不確定度對測量結果不確定度貢獻最大,這一研究結果與王瑋、賈紅麗等的研究結論相一致。然而,高洋洋、賀林燕等指出測定甲醛的實驗中最主要的不確定度分量與標準曲線繪制或擬合有關。因此,本實驗依據樣品測定濃度選取合適的標準曲線,弱化了標準曲線擬合引入的不確定度,側面驗證了在樣品測定中,合適的標準曲線范圍可以有效降低其不確定度分量。
在標準溶液的制備過程中,不確定度的來源其實包括多個方面。為進一步提高檢測精密度,降低標準系列配制過程引入的不確定度的影響,嚴格做好質量控制工作是必不可少的。首先,實驗人員應當定期對測定儀器進行檢定,保證儀器的穩(wěn)定性,在實驗過程中,選用精密度更高、不確定度更小的玻璃器皿;其次,實驗人員應定期接受培訓,提升理論儲備和操作技能,盡可能避免實驗操作過程中人為引起的誤差;最后,在測量樣品溶液前應選擇合適的標準儲備液,并進行預實驗確定標準曲線濃度范圍,從而減少稀釋步驟,降低誤差。通過系統(tǒng)的評估和合理的操作,有效降低各不確定度分量對測定過程的影響,完善實驗室質量控制,提高測定結果的準確性與可信度。
綜上所述,酚試劑分光光度法測定工作場所空氣中甲醛含量過程中,控制標準系列配制過程引入的不確定度至關重要??刂撇淮_定度的關鍵環(huán)節(jié)為選用不確定度更低、濃度更為合適的標準儲備液,可以有效降低不確定的引入。本評定程序實用性強,衡量實際測定工作的質量并進行及時評估和改進,為職業(yè)衛(wèi)生工作中檢測甲醛含量提供參考。
文章來源:[1]王魯娜,吳晉.酚試劑分光光度法測定工作場所空氣中甲醛含量的不確定度評定[J/OL].職業(yè)衛(wèi)生與病傷,1-7[2024-12-18].https://doi.org/10.19973/j.cnki.1006-172X.240096.