離子色譜法測定蔬菜中亞硝酸鹽的測量不確定度評定

湖北工業大學

隨州市產品質量監督檢驗所 唐靜寧

蔬菜是一種與人民生活密切相關而又易富集硝酸鹽的作物，新鮮蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽最主要的來源就是過量施用氮肥，在蔬菜施用過多氮肥后，未被蔬菜吸收利用的部分就以硝酸鹽的形式儲存在蔬菜中。攝入人體后，硝酸鹽在體內可以轉變成亞硝酸鹽。［1］在酸性條件下，亞硝酸鹽與蛋白質分解產生的次級胺反應生成強力致癌物——亞硝胺，從而誘發消化系統癌變，如食道癌、胃癌、肝癌等。2001年10月1日正式實施的GB18406.1－2001《農產品安全質量無公害蔬菜安全要求》中，規定了蔬菜農產品中亞硝酸鹽的限量值為≤4.0mg／kg。［2］近年來，蔬菜的安全性問題日益受到各方面關注，對蔬菜中有害物質的檢測結果的準確性要求也越來越高。目前，在我國推行的GB／T27025－2008《檢測和校準實驗室能力的通用要求》中，對測量結果的不確定度均有明確的要求，檢測結果應給出測量的不確定度，以評價該結果的置信度和準確性。［3］本文依據GB5009.33－2010和JJF1059－1999，對智能離子色譜法測量蔬菜中亞硝酸鹽的不確定度進行評定分析，為測量的質量控制提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

戴安公司ICS－900離子色譜儀，AS23分析柱，電導檢測器，ASRS 300 4mm抑制器。亞硝酸鹽標準溶液（濃度為1 000mg／L，U＝2%），由國家標準物質中心提供。淋洗液：4.5mmol／LNaCO3＋0.8mmol／LNaHCO3，流速1.0ml／min。

1.2 測量方法［4］

依據GB 5009.33－2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中規定的方法進行測量，取新鮮蔬菜樣本洗凈、晾干后切碎混勻制成勻漿備用。稱取試樣勻漿約1.00g，以水洗入50.0ml容量瓶中，超聲提取，加水定容至刻度，過濾后離心，上清液進樣測定亞硝酸鹽的峰面積，同時配制系列標準溶液繪制工作曲線，以標準曲線法進行定量。

1.3 標準溶液的配制

用1.0ml單標線刻度吸管吸取1.00ml亞硝酸鹽標準溶液（1000mg／L），用超純水容于100ml的容量瓶中，該標準使用液濃度為10mg／L。用1.0ml單標線刻度吸管移取亞硝酸鹽標準使用液0.05、0.10、0.25、0.40、0.50mL置于50.0ml容量瓶中，用超純水稀釋至刻度，得到含亞硝酸鹽濃度為0.01、0.02、0.05、0.08、0.10mg／L系列標準溶液。

2 數學模型

試樣中亞硝酸鹽（以NO－2計）含量的計算：

式中：X為試樣中NO2－含量（mg／kg）；為試樣溶液中NO2－濃度（mg／L）；V為試樣溶液體積（ml）；m為試樣取樣量（g）。

3 分析數據

自動進樣器吸取亞硝酸鹽標準系列溶液和樣品溶液各10μL，重復進樣6次，注入離子色譜儀中進樣分離，以濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，繪制工作曲線，以標準曲線法定量得試樣中NO2－濃度。得到分析數據見表3－1、表3－2：

表3 －1 離子色譜儀測定標準溶液分析數據

表3 －2 離子色譜儀測定蔬菜中亞硝酸鹽分析數據

相關系數的計算公式為：

將表3－1的相應數據代入計算公式，可得r＝0.9997。說明用離子色譜儀測量亞硝酸鹽標準溶液時，儀器的輸出與被測溶液的濃度之間成強線性關系。

根據表3－1給出的分析數據，采用最小二乘法求取標定系數a截距和b斜率。由測量不確定度評定與表示指南可知：

可算出：a＝－0.0453 b＝54.226

校準曲線的數學模型式為：y＝a＋bx。由此，本文所用離子色譜儀測量亞硝酸鹽濃度時，儀器輸出與被測亞硝酸鹽標準溶液濃度之間的函數關系，即標定的線性關系為：y＝54.266x－0.0453。

4 測量不確定度的評定

4.1 樣品稱量的相對標準不確定度

4.2 樣品定容體積的相對標準不確定度

4.3 標準溶液的相對標準不確定度

4.3.1 標準物質的相對不確定度

4.3.2 標準溶液稀釋配制過程的相對不確定度

4.4 校準曲線的相對標準不確定度

4.4.1 由表3－1的數據，按貝塞爾公式求得校準曲線的標準偏差為：

4.4.2 計算斜率的標準偏差

斜率b的標準偏差sb即斜率b的標準不確定度：

按正態分布變化屬A類，故自由度為：vb＝m·n－2＝28

4.4.3 計算截距的標準偏差

按正態分布變化屬A類，故自由度為：

校準曲線的相對標準不確定度為：

4.5 儀器讀數的相對標準不確定度

4.6 測量重復性相對標準不確定度

將上述各不確定度分量進行匯總，見表4－2。

表4 －2 相對標準不確定度分量

4.7 合成相對標準不確定度與有效自由度

分量的合成標準不確定度的有效自由度為：

總的合成相對標準不確定度為：

4.8 擴展不確定度

為了使不確定度包含概率更高，需將合成標準不確定度uc乘以包含因子k得到擴展不確定度U，即：U＝ kuc取置信水平p＝95%，有效自由度veff＝115，查t分布表得：k＝t95（115）＝1.960，擴展不確定度為：u＝1.960×0.0113＝0.0221

4.9 不確定度結果報告

根據以上計算結果，ICS－900智能離子色譜測量蔬菜中亞硝酸鹽含量的結果可表示為：X＝（3.794±0.022）mg／kg，p＝95%，有效自由度：Veff＝115。

5 結果討論

由各不確定度分量評定結果可以看出，校準曲線的不確定度分量較大。提高校準曲線制作精度是離子色譜法檢測蔬菜中亞硝酸鹽的重要質控點，在檢測中可以通過設計合理的校準曲線和增加校準曲線的測量次數來減小。通過對蔬菜中亞硝酸鹽含量的測量不確定度的評定，對檢測結果可以給出一個正負區間，提供一個準確的檢測結果，提高了檢測結果的可信度；同時建立了離子色譜定量分析不確定度的通用模式，對檢測實驗室的不確定度評估起一定的指導意義。

［1］王晶，王林，黃曉榮.食品安全快速檢測技術［M］北京：化學工業出版社，2002.

［2］國家質量監督檢驗檢疫總局.農產品安全質量無公害蔬菜安全要求GB18406.1－2001.

［3］國家質量技術監督局.測量不確定度評定與表示.中華人民共和國國家計量技術規范JJF1059－1999.

［4］中華人民共和國衛生部.食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定GB 5009.33－2010.

［5］國家質量監督檢驗檢疫總局.常用玻璃量具檢定規程.JJG196－2006.