ICP-OES测定信息技术设备产品有害物质的不确定度评定方法

李高宝 韩立成

摘  要：随着环保要求在电器电子产业领域进一步普及，国家在对电子电器产品的环保要求的日益严格，以及欧盟ROHS2.0的正式实施的大背景下，2019年5月16日，市场监管总局、工信部发布了《电器电子产品有害物质限制使用合格评定制度实施安排》，并于2019年11月1日起，本文就最新的国标有害物质检测标准涉及的不确定评定方法展开探讨;

关键词：有害物质;不确定度;评定方法

1. 概述

1.1实验原理

样品经微波消解后，采用等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定，外标法定量，计算出样品中镉的含量。

1.2. 实验方法

1.2.1 测量对象

ABS标准质控样。

1.2.2 测量标准：

GB/T 26125-2011 电子电气产品 六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测定。

1.2.3实验过程描述：

称取0.1g研磨好的样品放入微波消解罐，加入5ml硝酸和1ml过氧化氢。盖上消解罐盖子，并放入微波消解仪中。消解程序设置为：20分钟升温至210℃，保温30分钟。冷却后，将消解液转入25ml容量瓶中并定容。采用等离子体发射光谱仪（ICP-OES）检测，绘制标准工作曲线，测量消解液中各的浓度，外标法定量。

1.3 检测仪器与试剂

a）电感耦合等离子体发射光谱仪：型号为iCap7200

b）微波消解仪（WX-7000HP）;

c）梅特勒-托利多电子分析天平（XS105DU）;

d）硝酸：优级纯;

e）过氧化氢：分析纯;

f）氩气：纯度为 99.999%;

g）镉标准溶液：1000mg/L;

h）实验用水：一级水;

2. 数学模型的建立

定量数学模型为：

式中：X：样品中镉的含量（mg/kg）;

C：样品消解液中镉的浓度（mg/l）;

V：样品消解后的定容体积（ml）;

F：稀释因子;

m：样品质量（g）。

3. 电子电器产品中不确定度的来源

从检测过程和数学模型分析，该分析方法中不确定度主要来源：

a）天平称量过程引入的不确定度urel（m）;

b）样品定容引入的不确定度 urel（v）;

c）标准物质引入的不确定度urel（s）;

d）标准曲线拟合引入的不确定度urel（c）;

e）样品重复性测量引入的不确定度urel（r）。

4. 相对不确定度评定

4.1 天平称量过程引入的不确定度urel（m）

4.1.1天平称量的扩展u1（m）

根据天平的校准证书，0-50g不确定度为0.2mg，k=2，則 u1（m）=0.2/2=0.1mg

4.1.2 天平称量重复性引入的不确定度u2（m）

按A类评定，应用极差法计算天平称量重复性引入的不确定度为：u2（m）=R/（ ），用天平称量砝码9次，n=9，得极差R=0.3mg，称量数据呈正态分布，查表得k =2.97，代人上式得：u2（m）=0.0337mg

以上两项合成天平称量过程引入的不确定度

=0.106mg，则其相对标准不确定度为 urel（m）=0.106/100=0.106%

4.2 样品定容引入的不确定度urel（v）

4.2.1 样品容量瓶的容量误差引入的不确定度u1（V）

使用50ml A级容量瓶检验合格，按JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》，最大允差为 ±0.05ml。按均匀分布计算不确定度为

u1（V）=  =0.0289ml

4.2.2 温度变化对溶液体积的影响引入的不确定度u2（V）

实验室的温度控制在25℃左右，容量瓶校准时温度为20℃，水的膨胀系数为 2.1×10-4℃，温差 △T=5℃，则温度差异引起体积变化的不确定度为 u2（V）=50×2.1×10-4×5/ =0.O306mg

4.2.3 容量瓶定容体积引入的不确定度u3（V）

连续10次向容量瓶中重复加入纯水定容至刻度，测定加入的纯水质量，并换算成水的体积，容量瓶定容体积的不确定度用10次测量的标准偏差s表示。u3（V）=S=0.064ml以上三项合成定容引起的不确定度为

=0.0768ml

则其相对标准不确定度为

urel（V）=0.0768/100=0.0768%

5 合成相对标准不确定度u（X）和扩展不确定度U

各量彼此独立，合成相对标准不确定度按式（7）计算：

urel（X）=    （7）

将上述数据代入式（7）得样品中镉检测结果的合成标准相对不确定度为urel（X）=2.67%，故u（X）=0.2631 mg/kg。

当置信概率为95%时，扩展因子k=2，则扩展不确定度U=ku（X）=0.527mg/kg，样品中元素的浓度可表示为X±U。则样品中镉的测定结果表示为：X=（21.7±527）mg/kg，k=2。

参考文献

[1]  GB/T 26125-2011 电子电气产品 六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测定。