熒光儀法測定海水中葉綠素a的不確定度評(píng)估

許巖1陳文博1牟剛2劉中1宋曉陽1

(1.大連市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測中心，大連 116023；2.國家海洋局大連海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，大連 116015)

摘要：分析了熒光儀法測定海水中葉綠素a過成中引起不確定度的各分量來源，對(duì)其不確定度進(jìn)行了合理的評(píng)估。結(jié)果表明，在現(xiàn)場特定情況下，當(dāng)海水中葉綠素a的含量為0.25 μg/L時(shí)，其相對(duì)合成不確定度為7.1%，擴(kuò)展不確定度為0.036 μg/L(k=2)。其不確定度主要來自于曲線的擬合過程。

關(guān)鍵詞：海水；葉綠素a；熒光儀法；測量不確定度

作者簡介：許巖，女，1980年出生，工程師，研究方向海洋環(huán)境監(jiān)測,E-mail:xyoffice2@126.com。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.016

收稿日期：2014-07-22

基金項(xiàng)目：浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(20120309)

Uncertainty evalution for determination of chlorophyll a in seawater by fluorescence spectromter method.XuYan1,ChenWenbo1,MuGang2,LiuZhong1,SongXiaoyang1(1.DalianMarineandfisheryenvironmentmonitoringcenterDalian116023,China;2.ThestateoceanicadministrationDalianMarineenvironmentmonitoringcenter)

Abstract:The experimental results show, in the particular situation at the scene, when the content of chlorophyll a in the water is 0.25 μg/L, the synthesis of relative uncertainty is 7.1%, and the expanded uncertainty is 0.036μg/L (k = 2). The uncertainty mainly comes from the curve fitting process.

Key words：seawater; chlorophyll a; fluorescence spectrometer method; uncertainty of measurement

葉綠素a作為浮游植物體內(nèi)主要的光合利用色素，是藻類重要的組成成分之一，其濃度與水環(huán)境質(zhì)量有直接關(guān)系,作為赤潮發(fā)生時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)是水體理化性質(zhì)動(dòng)態(tài)變化的綜合反映[1]。因此對(duì)其含量的準(zhǔn)確測定就顯得尤為重要。通常情況下，實(shí)驗(yàn)室采用不確定度來表示測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。本文對(duì)熒光儀法測定海水中葉綠素a過程中引起的不確定度的各個(gè)分量來源進(jìn)行了分析，并對(duì)其不確定度進(jìn)行了合理的評(píng)估，從而保證了檢驗(yàn)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。

1方法原理及計(jì)算公式

1.1　方法原理

以丙酮(9+1)溶液提取浮游植物色素，在熒光儀上通過測定提取液酸化前后的熒光值計(jì)算海水中葉綠素a的含量。

1.2　儀器及試劑

實(shí)驗(yàn)室熒光儀(美國Turner熒光儀，Trilogy)；可見分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司 723分光光度計(jì))；丙酮溶液(9+1)；鹽酸溶液(5+95)；碳酸鎂懸浮液(10 g/L)。

1.3計(jì)算公式：

海水中葉綠素a含量的計(jì)算公式：

式中：

ρ1——樣品中葉綠素a的濃度(μg/L)

R——葉綠素a酸化因子

Rd——樣品酸化前的測定值 (μg/L)；

Rc——樣品酸化后的測定值 (μg/L)；

v——丙酮提取液體積(mL)本實(shí)驗(yàn)使用8mL丙酮(9+1)提取液

V——海水樣品的體積(L)。

1.4　不確定度的來源分析

引起不確定度的因素包括水樣體積的量取、標(biāo)準(zhǔn)溶液的定值、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過程、提取液的制備、樣品的測定等。

2不確定度各因素的評(píng)估

2.1　水樣體積量取過程中引入的不確定度

2.2　提取液制備過程中引入的不確定度

將8.00 mL的丙酮提取液(9+1)加入帶有樣品的玻璃纖維濾膜的離心管中，制得葉綠素a的提取液。此過程按照B類不確定度的矩形均勻分布對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

2.3　標(biāo)準(zhǔn)溶液定值過程中引入的不確定度

uref(x)=u(x算)/x=0.36%。

2.4　標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過程引入的不確定度

采用6個(gè)濃度水平的油標(biāo)準(zhǔn)溶液，用熒光儀分別測定3次(Max Acid Ratio=1.5)，結(jié)果見表1。

表1　葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)曲線各濃度點(diǎn)熒光強(qiáng)度值

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合結(jié)果為y=748.93x-54.143,r=0.9997。

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合帶來的不確定度：

依據(jù)公式

跟隨小組沿著開滿杜鵑花的河流前行，穿越過喜馬拉雅山白雪皚皚的山丘，攀過山脈頂峰，來到也許是世界上最高的與世隔絕的村莊。

b為曲線斜率748.93；

P為待測樣品的重復(fù)次數(shù)P=3；

n為回歸曲線的點(diǎn)數(shù)n=18;

c為待測樣品濃度的平均值c=0.25μg/L；

c0為標(biāo)準(zhǔn)曲線上各濃度點(diǎn)的平均值，c0=5.65μg/L；

A0i為標(biāo)準(zhǔn)曲線各濃度點(diǎn)實(shí)際熒光強(qiáng)度值。

則由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合過程所引入的不確定為u(C)=0.344 μg/L，由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合所所以入的相對(duì)不確定度為：uref(C)=u(C)/c0=6.1%。

2.5　結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度

對(duì)提取液在重復(fù)獨(dú)立條件下使用熒光儀測試其葉綠素a的含量3次，其結(jié)果分別為0.26μg/L、0.23 μg/L、0.25 μg/L。則該樣品3次測量的平均值為0.25 μg/L。

單次測量的不確定度

2.6　熒光儀法測定葉綠素a的合成不確定度為

=7.1%

U(X)=0.25×7.1%=0.018μg/L[3]

2.7　熒光儀法測定葉綠素a的擴(kuò)展不確定度

取擴(kuò)展因子為2(置信概率95%)，則熒光儀法測定海水中葉綠素a的擴(kuò)展不確定度為0.018×2=0.036 μg/L。

3結(jié)果表示

采用熒光儀法測定海水中葉綠素a的含量為：(0.25±0.036)μg/L(取置信概率95%，擴(kuò)展因子為2)。

4結(jié)果討論

采用熒光儀法測定海水中葉綠素a的含量，其結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為0.036μg/L，結(jié)果表示為(0.25±0.036) μg/L(K=2)。比較各個(gè)不確定度分量可知，在標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合以及樣品的重復(fù)性測定過程中均引入了相對(duì)較大的不確定度，其中標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合所帶來的不確定度最大。與以往的分光光度法測定海水中葉綠素a含量比較，采用熒光儀法具有操作簡單、測定速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于大批量樣品其優(yōu)越性尤為顯著，并且在測定葉綠素a含量的同時(shí)可以測得其脫鎂色素的含量。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐華珊. 興化灣環(huán)境因子與葉綠素a之間的相關(guān)性分析 [J]. 資源與環(huán)境科學(xué), 2012(1): 268-270.

[2] HY/Y147.1-2013.海洋監(jiān)測技術(shù)規(guī)程 第1部分：海水[S].

[3] JJF 1059-1999.測量不確定度評(píng)定與表示[S] .

[4] CNAS-GL06:2006.化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南[M].

[5]梁群珍，王生，肖國軍，李元尊. 石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鎘含量不確定度的評(píng)定[J].微量元素與健康研究，2013，30(1):53-58.