纺织品甲醛的检测不确定度评估

1、纺织品甲醛的检测不确定度评估 摘 要：含甲醛的纺织品，在人们的穿着过程中会逐渐释放出游离甲醛，引发呼吸道和皮肤炎症，刺激眼睛，甚至可能诱发癌症。1因此，各国的法规或标准均对纺织品的游离甲醛含量做了严格的规定。本文针对国标检测方法水萃取法2，评估纺织品甲醛含量测定的不确定度3，运用excel数据处理4，得出不确定度并分析各不确定度分量影响程度。 关键词：甲醛；不确定度；excel 1 测试原理 称取1g剪碎的试样，加入一定量的水萃取液，在40水浴中震荡60min后，织物上的甲醛被水吸收，然后萃取液及甲醛标准液5ml用乙酰丙酮显色，再用分光光度计测定显色液的吸光度值，根据已经测定的标准溶液的吸光度

2、校正曲线和试样质量，计算出最终纺织品上可萃取的甲醛含量。 2 主要仪器 电子天平mettler ae100-s：分度值0.0001g，偏载误差0.0005g，重复性误差0.001g，示值误差0.001g （校准证书给出）； 紫外分光光度计uv7501：准确度0.5%（使用说明书给出）； 移液器：1ml，准确度0.6%，精确度0.2%；5ml，准确度0.5%，精确度0.2%（使用说明书给出）； 容量瓶：100ml，校准结果符合b级（允差0.2ml）； 甲醛标准溶液s：10mg/l，相对扩展不确定度为3%，k=2（标样证书给出）。 3 数学模型 f= 式中： f从织物样品中萃取的甲醛含量，mg/k

3、g； c读自标准曲线上萃取液中甲醛浓度， ug/ml； m试样的质量，g。 4 实验内容 4.1 甲醛校正溶液的制备 用移液器取750ul甲醛标准溶液s于100ml容量瓶，用水定容，此溶液含甲醛75ug/ml。 用移液器吸取0.2ml、1ml、2ml、4ml、8ml 甲醛标准溶液s1至一组100ml 容量瓶中，用水分别稀释至刻度，得到甲醛溶液浓度分别为0.15 ug/ml、0.75 ug/ml、1.5 ug/ml、3u g/ml、6ug/ml。 4.2 标准工作曲线 准确移取标准工作系列溶液各5ml 于具塞试管中，再分别加入5ml 乙酰丙酮显色液，摇匀后放入402水浴中显色305min，常温避

4、光冷却305min 后，用10mm 比色皿，以三级水为参比进行测定。见表1。 采用excel最小二乘法进行回归分析得： y=0.1332x+0.0319 r2=0.9996 4.3 样品测试 测试结果见表2。 注：as：对实验样品测得的吸光度；ab：对空白试剂测得的吸光度； ad：对空白样品测得的吸光度；a：校正吸光度；c：读自标准曲线上萃取液中的甲醛浓度，g/ml。 5 不确定度分析 5.1不确定度分量 不确定度分量有：样品质量m；萃取液量取v；标准溶液浓度c；重复检测a 5.1.1 样品质量m的不确定度 差值法称样m=m1-m2，两次称量相减所得 天平偏载误差0.0005g，属于b类评估方

5、法服从均匀分布，k=，由此引起的标准不确定度： 天平示值误差0.0005g，属于b类评估方法服从均匀分布，k=，由此引起的标准不确定度： m称量的合成标准不确定度分量 =0.3234mg m称量的相对合成标准不确定度分量 5.1.2 萃取液量取v的不确定度 100ml 容量瓶，量取萃取液，允差为0.2ml，属于b类评估方法，按三角分布，得： 称量100ml萃取液相对标准不确定度 移液器相对，由准确度（b类，服从均匀分布），精确度（a类）构成， 取移液器5ml萃取液和5ml水混合，吸取2次， 萃取液量取相对合成标准不确定度分量 5.1.3 标准溶液浓度c的不确定度 甲醛标准原液相对不确定度 标准

6、溶液s2的不确定度，这里将1ml 移液管和100ml容量瓶的不确定度作为s2的不确定度， 1ml移液管相对不确定度 100ml容量瓶 s2的相对不确定度 甲醛校正系列溶液浓度不确定度近似看做5ml 移液管和100ml容量瓶的不确定度 校正系列溶液不确定度 标准工作曲线非线性引入的标准不确定度： 其中： 待测溶液浓度c 的测量不确定度；p 重复测试的次数。 s 和 值由下式求得： 其中：c不同标准溶液浓度的平均值（共测量n次）。 a 和b 列分别输入标准溶液浓度和仪器响应值（见图1），c1单元格为斜率k；c2 单元格为斜率的标准差；c3 单元格为r2值；c4 单元格为f统计值；c5单元格为回归平

7、方和；d1 单元格为截距；d2 单元格为截距的标准差；d3单元格为仪器响应值a的标准差；d4单元格为自由度；d5单元格为残差平方和。 一元线性回归方程：y=0.1332x+0.0319 r2=0.9996 计算测量不确定度 时，可利用上述计算所得的k结果，即c1单元格的数值。对于s，可直接利用d3单元格的标准差数据，也可利用d5单元格的残差平方和数值，这是由于s2= 残差平方和/（n-2），故s=0.006979。对于sxx，则需要利用excel的标准偏差函数stdev，因为sxx等于标准偏差的平方乘以（n-1）。为求标准偏差，任选一个单元格f1，输入= stdev，在出现的括号内输入标准溶液

8、浓度的区间a 1： a 5，得= stdev （a 1： a 5），按回车键，得标准偏差值为2.2880122，故sxx=（2.2880122）2*5=26.175。待测浓度c可通过待测物的仪器响应值，再按上述所求得的回归方程求出浓度即可，设所求得的待测浓度c= 1.51，并假设测量次数为一次，即p = 1，本例中标准溶液测量6次故n=6，c用average函数计算，结果为1.9，将上述参数代入u4（c）的计算公式则得 =0.0567347ug/ml 紫外分光光度计uv7501相对不确定度，属于b类，服从正态分布，k=3： 综上，标准溶液引入的不确定度 =0.040508 5.1.4 重复检测

9、a的不确定度 重复检测的相对不确定度 5.2甲醛不确定度 汇总各不确定度分量，见表3。 甲醛含量的测量的不确定度分量独立互不相关，采用和方差公式合成相对标准甲醛质量不确定度u（f），结果为 =0.040582 95%置信概率，k=2， =13.8mg/kg 结果报告，样品中甲醛含量f= ，k=2 6 结论及不确定度分析 结果可以看出，不确定的值相对较大，这与甲醛检测项目有一定关系。从不确定分量可以看出，在本次试验中，由甲醛浓度c引入的不确定度urel（c）对不确定度总量贡献最大，其中最主要为曲线拟合，这与标准校正溶液选取的点有很大关系，选取的浓度点间距应合理，使样品浓度尽可能在拟合曲线中间位置

10、，可减小不确定度的值，其次为所购买的标准品浓度本身不确定较大，在稀释配制过程中也会引起不确定增大；重复测试引入的不确定度也占有一定因素，另外，由样品质量、萃取液量取引起的不确定度urel（m）、urel（v）对不确定度总量贡献较小。在今后测量中，应进一步规范溶液配制等操作，增加重复平行次数，合理选取校准点，减少人为因素对实验数据可靠性的影响。 参考文献 1 蒋艳凤，董超萍，杨 理. 分光光度计测定纺织品中甲醛含量的不确定度评定j. 浙江纺织服装职业技术学院学报，2009.6：20-25. 2 国家质量监督检验检疫总局. gb/t 2912.1-2009. 纺织品 甲醛的测定 第1部分：游离和水解的甲醛（水萃取法）. 北京：中国标准出版社，2009. 3 国家质量监督检验检疫总局. jj