周健鵬

（西安航天總醫(yī)院，陜西 西安 710100）

測(cè)量不確定度是指測(cè)量結(jié)果不能被確定的部分，用以表示被測(cè)量值的結(jié)果范圍。由于在日常工作中，進(jìn)行檢測(cè)操作時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的系統(tǒng)誤差，誤差來(lái)源于檢測(cè)工具本身的不確定度、操作過(guò)程的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)參照的不確定度，而這些不確定度共同構(gòu)成了檢測(cè)過(guò)程中的不確定。合理評(píng)定檢測(cè)不確定度是檢測(cè)人員必須具備的能力。本文以工作場(chǎng)所中總粉塵質(zhì)量濃度檢測(cè)為例，探討檢測(cè)過(guò)程中的各個(gè)不確定度因素。此研究有助于對(duì)總粉塵采集和檢測(cè)過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，更有效地保證檢測(cè)質(zhì)量。擴(kuò)展到職業(yè)衛(wèi)生其他有害因素檢測(cè)中，各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制可以根據(jù)不確定度來(lái)評(píng)定，有助于挑選出影響檢測(cè)質(zhì)量的主要因子，為繼續(xù)改進(jìn)檢測(cè)質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在本次研究中，依據(jù)JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[1]，結(jié)合實(shí)際工作，測(cè)定某加工廠空氣中總粉塵含量，對(duì)其測(cè)量不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定。本研究參考粉塵測(cè)定原始記錄，篩選了同一操作位的3 個(gè)粉塵質(zhì)量濃度值。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

采樣儀器為FDC-20 型粉塵采樣器，稱(chēng)重儀器為梅特勒FE-20 型電子天平，2 種儀器均檢定合格，儀器運(yùn)行良好。

1.2 檢測(cè)方法與結(jié)果

檢測(cè)方法采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GBZ/T 192.1－2007《工作場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定第1 部分：總粉塵濃度》[2]，使用電子天平（十萬(wàn)分之一）感量為0.000 01 g，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)采樣器流量為20 L/min，采樣時(shí)間為15 min。測(cè)定某加工廠空氣中總粉塵質(zhì)量濃度為5.4 mg/m3。

根據(jù)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，粉塵質(zhì)量濃度的計(jì)算公式如下：

式中：C為空氣中總粉塵的質(zhì)量濃度的數(shù)值，單位mg/m3；m2為采樣后的濾膜質(zhì)量的數(shù)值，單位mg；m1為采樣前的濾膜質(zhì)量的數(shù)值，單位mg；v為采樣流量的數(shù)值，單位L/min；t為采樣時(shí)間的數(shù)值，單位min。

2 不確定度來(lái)源識(shí)別

2.1 A 類(lèi)不確定度

在同一個(gè)工作日內(nèi)，挑選現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境處于穩(wěn)定狀態(tài)下的若干個(gè)時(shí)間段。A 類(lèi)不確定度主要是由重復(fù)檢測(cè)引起的。本文對(duì)某地點(diǎn)粉塵質(zhì)量濃度進(jìn)行了3 次采集，計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)采樣的不確定度。

2.2 B 類(lèi)不確定度

在粉塵現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及對(duì)測(cè)塵濾膜采集總粉塵前后的實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)重過(guò)程中，主要包括粉塵采樣體積的不確定度，測(cè)塵濾膜采樣前后稱(chēng)量質(zhì)量的不確定度。排除以下3 種不確定度：①人為操作不規(guī)范因素（偶然誤差）；②因儀器（粉塵采樣器、電子天平）性能影響產(chǎn)生的不確定度；③標(biāo)準(zhǔn)方法的不確定度。具體如圖1 所示。

圖1 不確定度合成魚(yú)骨圖

3 不確定度的評(píng)定

3.1 A 類(lèi)不確定度的評(píng)定

在一個(gè)工作日內(nèi)、不同時(shí)間對(duì)某地點(diǎn)粉塵質(zhì)量濃度進(jìn)行3 次檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間差盡可能拉大，現(xiàn)場(chǎng)情況盡可能不同，計(jì)算3 次檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采樣的不確定度。重復(fù)檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

表1 重復(fù)檢測(cè)結(jié)果

式中：s為采樣檢測(cè)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按矩形分布原則；ua為現(xiàn)場(chǎng)采樣的絕對(duì)不確定度。

3 次重復(fù)檢測(cè)結(jié)果取最高值，故本次檢測(cè)結(jié)果取值為5.4 mg/m3。

式中：為現(xiàn)場(chǎng)采樣的相對(duì)不確定度。

3.2 B 類(lèi)不確定度的評(píng)定

3.2.1 粉塵采樣體積的不確定度

根據(jù)儀器檢定證書(shū)， 所用儀器量程為3 ～30 L/min，采樣時(shí)間誤差5 min 為0.40 min，采樣流量誤差為2.17%FS（滿量程情況下的誤差），流量穩(wěn)定性為1.00%FS。按矩形分布原則如下。

流量的相對(duì)不確定度：

流量的絕對(duì)不確定度：

時(shí)間的絕對(duì)不確定度（因?yàn)椴蓸訒r(shí)間誤差5 min為0.40 min，故采樣時(shí)間誤差15 min 為1.20 min）：

時(shí)間的相對(duì)不確定度：

體積的相對(duì)不確定度：

3.2.2 測(cè)塵濾膜前后稱(chēng)量質(zhì)量的不確定度

3.2.2.1 電子天平的不確定度

電子天平準(zhǔn)確度的不確定度來(lái)源主要有天平示值誤差、重復(fù)性誤差。根據(jù)儀器檢定證書(shū)十萬(wàn)分之一電子天平的示值誤差為0.03 mg，重復(fù)性為0.05 mg。

3.2.2.2 測(cè)塵濾膜稱(chēng)量前質(zhì)量的不確定度

采樣前濾膜質(zhì)量如表2 所示。

表2 采樣前濾膜質(zhì)量

式中：s1為采樣前濾膜質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按矩形分布原則；為采樣前濾膜質(zhì)量的絕對(duì)不確定度。

3.2.2.3 測(cè)塵濾膜稱(chēng)量后質(zhì)量的不確定度

采樣后濾膜質(zhì)量如表3 所示。

表3 采樣后濾膜質(zhì)量

式中：s2為采樣后濾膜質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按矩形分布原則；為采樣后濾膜質(zhì)量的絕對(duì)不確定度；u1為測(cè)塵濾膜采樣前稱(chēng)量質(zhì)量的相對(duì)不確定度；u2為測(cè)塵濾膜采樣后稱(chēng)量質(zhì)量的相對(duì)不確定度。

4 不確定度合成及擴(kuò)展

4.1 不確定度合成

粉塵檢測(cè)不確定來(lái)源包括測(cè)塵濾膜采樣前稱(chēng)量質(zhì)量的不確定度、測(cè)塵濾膜采樣后稱(chēng)量質(zhì)量的不確定度、采樣體積及現(xiàn)場(chǎng)采樣不確定度（A 類(lèi)不確定度）。不確定度合成如表4 所示。

表4 不確定度合成

標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度計(jì)算如下所示：

4.2 不確定度擴(kuò)展

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度ux=ub×2=0.9 mg/m3×2=1.8 mg/m3，因此測(cè)定某加工廠空氣中總粉塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（5.4±1.8）mg/m3。

5 討論

環(huán)境檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)已大規(guī)模應(yīng)用不確定度表達(dá)檢測(cè)結(jié)果，但在職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中還未推行不確定度表達(dá)檢測(cè)結(jié)果。不確定度檢測(cè)結(jié)果為范圍值。統(tǒng)計(jì)意義為檢測(cè)的真實(shí)值有95%的可信度落在結(jié)果范圍內(nèi)，具有很強(qiáng)的科學(xué)性，能顯示有害物質(zhì)質(zhì)量濃度的波動(dòng)范圍，具有動(dòng)態(tài)性。不確定度結(jié)果可以推廣至其他職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)項(xiàng)目。運(yùn)用該不確定度評(píng)定方法對(duì)測(cè)定過(guò)程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的識(shí)別將有助于檢測(cè)人員重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，更為有效地提高檢測(cè)工作的質(zhì)量。

從不確定度合成的分析中可看出，現(xiàn)場(chǎng)采樣的不確定度影響最大[3]，在實(shí)際工作中需嚴(yán)格判斷現(xiàn)場(chǎng)工作情況，在1 個(gè)工作日內(nèi)挑選3 個(gè)或3 個(gè)以上能代表現(xiàn)場(chǎng)工作情況的時(shí)間段，每次采樣時(shí)間為15 min，分別收集粉塵稱(chēng)量。這樣就能最大化地使不確定度表達(dá)式的真實(shí)值有95%的可信度落在結(jié)果范圍內(nèi)。使企業(yè)和監(jiān)管部門(mén)更加有效真實(shí)地掌握工作場(chǎng)所各個(gè)工位的粉塵質(zhì)量濃度，因地制宜地提出相應(yīng)的防護(hù)措施，使職業(yè)衛(wèi)生中粉塵質(zhì)量濃度的控制和監(jiān)管更加數(shù)據(jù)化、科學(xué)化。

可根據(jù)不確定度的表達(dá)結(jié)果建立職業(yè)病危害因素的常態(tài)化監(jiān)管機(jī)制。例如，在生產(chǎn)工藝落成穩(wěn)定以后，對(duì)工藝過(guò)程的職業(yè)病危害因素進(jìn)行整體的驗(yàn)收評(píng)價(jià)，采取連續(xù)3 個(gè)工作日，在工作日工作飽滿時(shí)間每天檢測(cè)3 次危害因素，分析各個(gè)環(huán)節(jié)不確定度，綜合評(píng)定合成不確定度，以不確定度范圍上限設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)措施，這樣能更加科學(xué)地評(píng)定工作場(chǎng)所有害物質(zhì)的質(zhì)量濃度，由此針對(duì)性地設(shè)置防護(hù)設(shè)施，配發(fā)個(gè)人防護(hù)用品，從而有效避免職業(yè)病危害因素對(duì)工人的損害。