热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度的不确定度评估

oscar_2007

2021/10/03

私聊

气相色谱（GC）

1. 目的

依据HJ 583-2010 环境空气苯系物的测定固体吸附∕热脱附-气相色谱法的标准，对固体吸附∕热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度的不确定度进行分析，找出影响测量结果不确定度的因素，对不确定度进行评估，如实反映测量的置信度和准确性。

2. 实验部分

2.1设备和试剂

2.1.1设备

2.1.1.1 Tenax采样管。

2.1.1.2 温湿度计：精度5%，0.1℃。

2.1.1.3大气压力计

2.1.1.4 微量注射器：10μL。

2.1.1.5 空气采样器：流量范围0.2～1L/min，

2.1.1.6 气相色谱仪-TD-20 热脱附仪。

2.1 .2试剂

2.1.2.1 TVOC 标准溶液。

2.1.2.2 载气：氮气，纯度99.999％。

2.1.2.3 燃烧气：氢气，纯度99.99％。

2.1.2.4 助燃气：压缩干燥空气，纯度99.99％。

2.2 测试流程

固体吸附/热脱附-气相色谱法测定空气中甲苯浓度不同影响因素如图

3. 计算公式

以空气中甲苯浓度公式：

式中：

C:空气中甲苯浓度，mg/m³；

m:甲苯中峰面积代入校准曲线计算得到的各组分质量之和，μg；

V₀:换算成标准状态下的采样体积，L。

4 .不确定度来源分析

由数学模型可知，甲苯浓度的测量的不确定度由以下四个部分组成：

4.1采样体积引入的不确定度

包括采样设备采样引入的不确定度、温度计的测量、大压力计测量引入的不确定度；

4.2 甲苯标准溶液的不确定度及甲苯曲线相对不确定度

主要是由标准系列溶液的配制和标准曲线拟合引起；

4.3重复实验的不确定度

用同一样品进行6次重复实验；

4.4 气相色谱仪积分数值相对标准不确定度。

由于标准曲线制作过程和样品测试过程一致，可不考虑热解吸效率。

5 各测量不确定度分量分析

5.1 采样体积引起的标准不确定度分量μ₁的计算

5.1.1 流量计引入的标准不确定分量μ₁₁

流量误差5%，按均匀分布属B类标准不确定度：

5.1.2 采样时间引入的标准不确定度分量μ₁₂

计时误差0.2%，按均匀分布属B类标准不确定度：

5.1.3 温度表引入的相对标准不确定度μ₁₃

温度表示值最大允许误差±0.5℃，按均匀分布属B类标准不确定度：

5.1.4 大气压力表引入的相对标准不确定度μ₁₄

大气压力表最大允许示值误差±0.3kPa，按均匀分布属B类标准不确定度：

则采样体积引起的标准不确定度分量μ₁为：

5.2 标准溶液及标准系列溶液的配制引入的相对标准不确定度μ₂

5.2.1甲苯标准储备液引起的不确定度分量μ₂₀

甲苯标准储备液证书上注明（与TVOC标准溶液共用），该溶液的浓度为0.01μg/μL、0.1μg/μL和1μg/μL，2倍扩展不确定度为5%，则标准储备液的标准不确定度为：

5.2.2由标准溶液引起的不确定度分量μ₂₁

10uL微量进样器分别打进1.0μL、2.0μL、5.0μL至Tenax管中，使Tenax中甲苯的质量分别为0.05μg、0.1μg、0.2μg及0.5μg、1.0μg和2.0μg。微量进样器的相对标准不确定度如：

微量进样器的相对标准不确定

规格（10μL）	容量允许误差	相对标准不确定度
1.0μL	1%	0.00577
2.0μL	1%	0.00577
5.0μL	1%	0.00577

其中以1.0μL进样量的相对标准不确定度的计算举例：

标准溶液引起的相对标准不确定度μ₂₁₁

5.2.3 标准曲线线性回归引起的相对不确定度分量μ_ab

校准曲线表

序号（n）	标准溶液加入体积（μL）	质量（μg）	峰面积
1	浓度0.01mg/mL标准溶液 5μL	0.05	73472
2	浓度0.1mg/mL标准溶液 1μL	0.10	159631
3	浓度0.1mg/mL标准溶液 2μL	0.20	326016
4	浓度0.1mg/mL标准溶液 5μL	0.50	873239
5	浓度1.0mg/mL标准溶液 1μL	1.00	1802687
6	浓度1.0mg/mL标准溶液 2.5μL	2.50	3548425
回归方程	y = 2198747x-110334.7
相关系数r	0.9993