原子吸收法测量水中铜含量分析

铜对人体健康具有重要影响，人体内铜缺乏可引起头晕、乏力、耳鸣眼花、骨质疏松等系列疾病，铜过量则会出现恶心、呕吐、上腹疼痛、急性溶血和肾小管变形等中毒现象。由于铜主要从日常饮食和饮用水中摄入，水是其中的一条重要接触途径，生活饮用水的质量与人们的健康密切相关，水中铜的含量直接影响人体健康，因此，检测水中铜的浓度，总结评定分析结果的不确定度，正确评估其测定不确定度具有很大的现实意义。

1、实验部分

1.1 仪器和试剂

日本岛津公司生产的原子吸收分光光度计（型号AA6701F ）、空气压缩机、高纯乙炔气（99.99%）

铜标准溶液（购自中国计量科学研究院）、（优级纯）、纯水18MΩ超纯去离子水

1.2 测量原理

仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测原素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。用铜标准物质配制一系列已知浓度的标准试样，测得每一浓度对应的净响应值，以响应值对浓度作图得到工作曲线（即校准后的响应与分析物浓度的曲线），然后在相同条件下测定样品的净响应值，即可得到样品的浓度

1.3 分析条件

1.3.1仪器条件：灯电流：6mA 、 狭缝宽度：0.5nm 、波长：324.8nm

1.3.2原子化条件： 燃气流量：2.2L/min 、 燃烧器狭缝长度：10cm 、 燃烧器狭缝高度：7mm 、 燃烧头角度：0

2、不确定度的来源分析与评定

饮用水中铜的测定结果的不确定度根据分析过程可分为A类不确定度和B类不确定度：A类不确定度包括：水样重复测定引起的不确定度和工作曲线拟合产生的不确定度。B类不确定度包括：曲线配制标准储备液和系列标准溶液带来的不确定度和稀释样品产生的不确定度。

2.1 A类不确定度的来源及评定：

2.1.1标准曲线不确定的评定：配制系列浓度为0.050mg/L、0.100 mg/L、0.200 mg/L、0.300 mg/L、0.400 mg/L、0.500 mg/L的铜标准系列，待仪器状态稳定后进行进样测定，每个浓度测定俩次。

根据表1中的溶液质量浓度（mg/L）和所测得的吸光值设定拟合标准回归方程y=a+bx，其中，b为直线斜率，a为截距，y为测定值，x为溶液的质量浓度。经计算得到标准回归方程：

y=0.119x+0.00000439

a=0.00000439 b=0.119 相关系数r=0.9998

实验数据用最小二乘法拟合标准曲线回归方程，曲线上任何点和表征曲线拟合参数的标准不确定度及回归方程的标准差，按贝塞尔公式计算：

对样品进行p次（2次）测量，得测定值的平均值，再通过标准回归方程，求得被测溶液中铜的质量估计值Xp：

Xp=（mg/L）

由于y的随机变化，估计值Xp的标准不确定度为：

μx=

其中p=2（被测溶液的测定次数），n=6（标准曲线质量浓度点的数量）

由上可得曲线上任何点和曲线拟合参数的不确定度为：

2.2B类不确定度：

2.2.1样品采集瓶体积引起的不确定度

样品采集瓶为500.0mL塑料瓶，厂商提供的误差为±2.00mL，但水样无需处理，只需酸化，进样为自动进样，所以采样瓶对实验引起的不确定度可以忽略不计。

2.2.2比对用标准物质引入的不确定度

本方法测定水样中铜所使用标准物质为有证标物，不需要进行标物比对，也无需使用天平等器具，所以不考虑用标准物质比对及使用天平引起的不确定度。

2.2.3铜标准溶液测量不确定度的来源分析：

（1）、铜标准储备溶液浓度 1000mg/L，其证书提供的相对不确定度为±1.0%，按置信概率95%处理（k=2），其标准不确定度为μ4=×100%=0.5%

（2）、标准使用液（10.0mg/L）用5mL移液管移取标准储备液（1000mg/L），用1+9溶液定容至500mL容量瓶即可。按矩形分布处理（k=）由此带来的标准不确定度为μ5=×100%=0.03%。0.050mg/L标准用5mL移液管定容至（1000±1.0mL）由此带来的不确定度为μ6=×100%=0.038%。其它系列濃度的标准溶液分别用5.0mL、10.0 mL、15.0 mL、20.0 mL、25.0 mL移液管配制，各移液管根据厂家给出的不确定度分别为5.0±0.03 mL、10.0±0.04 mL、15.0±0.05 mL、20.0±0.05 mL、25.0±0.06 mL，由不同体积移液管带来的不确定度见表4：

2.3合成标准不确定度：

测量结果由若干个（n）其他量值求得时，按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度：

2.4扩展不确定度

是由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度：

U=k×μ=2×1.41%=2.82%（k=2）

5 测定结果及其不确定度的报告

测得样品中铜的质量浓度为0.295mg/L，不确定度为±2.82%。

参考文献：

[1] 中华人民共和国生活饮用水卫生标准GB/T5750-2006

[2] 中华人民共和国国家计量技术规范 JJF1059-1999测量不确定度评定与表示