礦石標準物質的不確定度對測量結果有多大影響?

 

一、礦石標準物質不確定度的定義與來源

 

1.不確定度的定義

 

不確定度是表征測量結果分散性的參數，反映測量值與真實值的偏離程度。礦石標準物質（如標準礦石樣品）的不確定度通常由定值過程中的測量誤差、均勻性誤差、穩定性誤差等綜合構成，以擴展不確定度（如U=±x%，k=2）表示。

 

2.主要來源

 

定值方法誤差：如化學分析法、光譜分析法本身的精度限制（如滴定誤差、儀器檢測限）。

 

樣品均勻性：礦石顆粒粗細不均、成分分布差異（如硫化物包裹體）導致取樣偏差。

 

穩定性漂移：長期存放時成分氧化（如Fe²?→Fe³?）、吸濕或揮發（如結晶水丟失）。

 

環境與操作影響：測量時的溫度、濕度波動，操作人員手法差異（如稱量、溶樣誤差）。

 

二、不確定度對測量結果的影響機制

 

1.直接影響測量結果的可信度

 

假設標準物質中某元素含量定值為10.00%±0.20%（k=2），則測量結果的不確定度至少包含該標準物質的不確定度分量。例如：

 

若用該標準物質校準儀器，樣品測量值為10.50%，則最終結果的不確定度需合成標準物質不確定度（0.20%）與儀器測量不確定度（如0.15%），總不確定度約為±0.25%（按方和根法計算）。

 

2.影響方法驗證與質量控制

 

檢出限與定量限評估：標準物質不確定度若大于方法理論檢出限，可能掩蓋真實樣品的低含量信號。

 

重復性與再現性判斷：當測量結果的波動范圍接近標準物質不確定度時，難以區分是方法誤差還是標準物質本身的分散性。

 

3.對溯源性的影響

 

礦石成分分析的量值溯源依賴標準物質，若其不確定度較大，會導致量值傳遞鏈條的誤差累積。例如：

 

一級標準物質（不確定度±0.1%）用于校準二級標準物質（不確定度±0.3%），則二級標準物質的最終不確定度可能達到±0.32%（合成誤差）。

 

三、量化影響：以常見礦石為例

 

1.鐵礦石中Fe含量測量

 

標準物質定值：Fe含量58.00%±0.30%（k=2）。

 

測量場景：用該標準物質校準X射線熒光光譜儀（XRF），樣品測量值為58.50%。

 

影響計算：

 

標準物質引入的不確定度分量：0.30%。

 

XRF儀器測量不確定度：0.25%。

 

總不確定度：√(0.30²+0.25²)≈0.39%，即測量結果表示為58.50%±0.39%，真實值可能在58.11%~58.89%范圍內。

 

2.金礦中Au含量測量

 

標準物質定值：Au含量10.00μg/g±0.50μg/g（k=2）。

 

測量場景：若樣品測量值為10.20μg/g，而標準物質不確定度占總誤差的60%（如儀器誤差0.30μg/g），則總不確定度為0.60μg/g，結果可信度降低（真實值可能在9.60~10.80μg/g，誤差范圍達5.9%）。