任佶 許成君 梁莉 王芳 劉秀

（中國石油大慶石油管理局環(huán)境監(jiān)測中心站）

固定源排氣中二氧化硫測量不確定度評定

任佶 許成君 梁莉 王芳 劉秀

（中國石油大慶石油管理局環(huán)境監(jiān)測中心站）

采用HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法》，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定，通過對不確定度的來源進行分析，找出影響測定結(jié)果的各個不確定度分量，進行測量不確定度的分析評定，為分析判斷環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性提供重要參考。

二氧化硫；定電位電解；測量不確定度；評定

0 引 言

不確定度是指由于測量誤差的存在，造成測量值不能被確定的程度，也就是合理地賦予被測量值分散性的一種表征［1］。測量不確定度在測量結(jié)果的完整表述、依據(jù)測量對被測量和測量體系的判斷、量值的溯源性、改進測量方法等方面都有著重要的作用［2-3］。采用定電位電解法對固定污染源煙氣排放中二氧化硫濃度進行測定，依據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，對測定結(jié)果的不確定度進行分析和評定。

1 監(jiān)測方法

1.1 方法來源

按照HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》的規(guī)定，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定。

1.2 方法原理

煙氣中的二氧化硫氣體擴散，通過傳感器滲透膜，進入電解槽，在恒電位工作電極上發(fā)生氧化還原反應，由此產(chǎn)生極限擴散電流i，在一定范圍內(nèi)，其電流大小與二氧化硫濃度成正比［4］，儀器經(jīng)過換算直接讀取數(shù)據(jù)，測定煙氣中二氧化硫的濃度。

1.3 儀器設(shè)備

嶗應3012H型自動煙塵（氣）測試儀（09代）（青島嶗山應用技術(shù)研究所），校準用標準氣體（國家環(huán)境保護部標準樣品研究所，氮氣中二氧化硫）。

2 不確定度的定量數(shù)學模型

測量固定污染源煙氣排放中二氧化硫濃度，由儀器可直接讀取二氧化硫的實測濃度，其數(shù)學模型如下：式中，x為儀器顯示二氧化硫濃度，mg／m3；CS為固定源排放煙氣中二氧化硫濃度，mg／m3。

3 不確定度來源分析

根據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，測量不確定度應分為不確定度的A類評定和B類評定。A類評定為對Xi的一系列測得值xi得到實驗標準偏差的方法；B類評定為根據(jù)有關(guān)信息估計的先驗概率分布得到標準偏差估計值的方法［5］。

對于固定污染源排放煙氣中二氧化硫濃度的測定，A類不確定度即為重復測量的重現(xiàn)性引入的不確定度；B類不確定度即為測量儀器的計量性能局限性引入的不確定度、標定儀器的標準氣體引入的不確定度及測量人員、實驗室環(huán)境引入的不確定度。在測量不確定度評定中只考慮與實驗過程有關(guān)的不確定度分量，測量人員、實驗室環(huán)境對測量結(jié)果的影響的數(shù)學期望值均為1，可不引入［6］。

不確定度的主要來源如圖1所示。

圖1 不確定度的來源

4 測量標準不確定度評定

4.1 重復性測量引入的標準不確定度分量

對某國控固定污染源排放煙氣中的二氧化硫濃度進行11次獨立的重復性測量，具體測量結(jié)果見表1。

表1 二氧化硫測量結(jié)果 mg／m3

4.2 校準用標準氣體引入的標準不確定度分量

4.3 儀器分辨率引入的標準不確定度分量

4.4 儀器的示值誤差引入的標準不確定度分量

4.5 相對標準不確定度匯總

相對標準不確定度各分量如表2所示。

表2 不確定度分量匯總

5 合成標準不確定度的評定

6 擴展不確定度評定

7 結(jié) 論

測量不確定度是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量評定，測量結(jié)果是否有用，在很大程度上取決于其不確定度的大小，所以測量結(jié)果必須有不確定度說明才完整、有意義。不確定度，能夠使工作人員對采樣評估結(jié)果做出更加科學、合理、精確的判斷。對測量結(jié)果不確定度的評定，對于分析、判斷環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，改進環(huán)境監(jiān)測流程，推進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方法的進步，具有非常重要的意義。

本實驗采用國家標準方法HJ／T57—2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》，對固定污染源排放煙氣中二氧化硫的濃度進行測定，按照JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，對測定結(jié)果的不確定度進行了分析和評定。

根據(jù)固定污染源排放煙氣中二氧化硫濃度測量不確定度的評定，二氧化硫測量濃度可以表示為：SO2（mg／m3）=（149.5±9.73）mg／m3，veff=15，括號內(nèi)第二項為U95之值。

從測量結(jié)果各不確定度分量的計算可以看出，由于儀器的系統(tǒng)效應（尤其是儀器的示值誤差）引入的不確定度分量較大。這就需要儀器的使用者除了將儀器定期送到技術(shù)監(jiān)督部門進行檢定外，也要及時對儀器進行必要的維護保養(yǎng)，進行必要的期間核查，以確保儀器的準確度。在進行相關(guān)環(huán)境監(jiān)測時，嚴格按照標準分析方法和相關(guān)規(guī)程對儀器進行操作，減小隨機效應引起的不確定度對監(jiān)測結(jié)果造成的影響。

［1］ 廖秀珺.關(guān)于環(huán)境監(jiān)測中的不確定度評估[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2013(18):101-102.

［2］ 夏文前,袁玲雙,張宏波.氮氣中二氧化硫氣體濃度測量不確定度的評定[J].環(huán)境科學與管理,2007,32(5): 137-138.

［3］ 宋國明.測量不確定度評定在環(huán)境監(jiān)測中的應用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,37(15):7117-7118.

［4］ HJ/T57—2000固定污染源排氣中二氧化硫濃度的測定定電位電解法[S].

［5］ JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示[S].

［6］ 曹志軍.測試實驗室中測量不確定度評定[M].長春:吉林科學技術(shù)出版社,2003.

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.03.013

：1005-3158（2015）03-0038-02

2014-08-22）

任佶，2008年畢業(yè)于大連理工大學環(huán)境科學專業(yè)，碩士，現(xiàn)在中國石油大慶石油管理局環(huán)境監(jiān)測中心站環(huán)境監(jiān)測評價室從事環(huán)境監(jiān)測及環(huán)境管理工作。通信地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)西苑街大慶油田水務公司水務研究設(shè)計院，163458