微波消解—石墨爐原子吸收法測定茶葉中鉛含量的測量不確定度評定

摘要[目的]研究微波消解-石墨爐原子吸收法測定茶葉中鉛含量的測量不確定度評定方法。[方法]試驗采用微波消解的前處理方法，對茶葉中的鉛含量用石墨爐原子吸收光譜法進行測定，建立了相應的數學模型，對數學模型中各種不確定因素進行量化處理。[結果]研究表明，不確定度的主要來源為標準溶液配制、樣品稱量、容量器具的體積、標準曲線擬合、重復性測定等，茶葉中鉛的測量不確定度測定結果為（1.90±0.11）mg/kg。[結論] 該評定方法可用于微波消解-石墨爐原子吸收法測定茶葉中鉛含量的測量不確定度分析，保證測量結果的準確、可靠。

關鍵詞 石墨爐原子吸收光譜法；微波消解；茶葉；鉛；不確定度

中圖分類號S571文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）30-10681-02

作者簡介王姣（1983- ），女，遼寧遼陽人，工程師，碩士，從事農產品質量安全研究。

表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數，稱為測量不確定度[1]。依據JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》[2]，對微波消解-石墨爐原子吸收法測定茶葉中鉛的含量進行了不確定度評定。

鉛（Pb）是一種具有蓄積性的有害金屬元素，主要損害大腦和神經系統，還損害人體的免疫系統，使機體抵抗力下降，嬰幼兒和學齡前兒童對鉛是易感人群，攝取后主要貯存在骨骼內，部分取代磷酸鈣中的鈣，不易排出[3]。國標使用的干灰化過程中樣品容易揮發損失[4]；濕法酸用量大、時間長，空白值比較高。近年來發展起來的微波消解技術[5-8]顯現出了優勢。石墨爐原子吸收法測定食品中痕量鉛的含量是目前應用較廣方法。筆者用微波消解前處理方法結合石墨爐原子吸收法對茶葉中鉛含量進行測定。同時，根據國際國內計量技術規范的要求，對測定結果的不確定度進行了評估。

1材料與方法

1.1試驗材料供試原料：茶葉粉。主要儀器：原子吸收分光光度計，Thermo Fisher M6；超純水系統，美國/MILLIPORE，MilliQ；微波消解儀，奧地利/安東帕MV3000。主要試劑：所用濃硝酸、高氯酸為優級純；鉛的標準儲備液1 000 μg/ml，環境保護部標準樣品研究所，批號100706；用20%硝酸溶液將玻璃儀器浸泡24 h，洗凈后用去離子水沖洗晾干。

1.2方法稱量0.20 g樣品于消解罐中，加入優級純濃硝酸5 ml，80 ℃預消解30 min，冷卻后加入1 ml H2O2，待反應平穩消解罐冷卻至室溫后，按設置好的微波消解條件對樣品進行消解，消解完成后，卸壓，取出內消解罐，180 ℃趕酸至溶液的剩余體積約為0.5 ml即可。冷卻后用水多次沖洗，將溶液全部轉移至50 ml容量瓶中，定容。用石墨爐原子吸收光譜儀于283.3 nm波長處，與標準曲線同時測定，以吸光度和鉛濃度繪制工作曲線，從工作曲線上求得樣品溶液與空白溶液的鉛濃度。

1.3不確定度評定

1.3.1數學模型。茶葉中鉛的含量：

式中，w為樣品中鉛的含量（mg/kg）；V為樣品溶液的體積（L）；m為樣品的質量（g）；c2為工作曲線上求得空白溶液中鉛的濃度（μg/L）；c1為工作曲線上求得樣品溶液中鉛的濃度（μg/L）[9]。若c0為樣品溶液中鉛的實際濃度，則：

1.3.2測量不確定度的來源。該試驗采用方法測定茶葉中鉛含量的測量不確定度來源：樣品稱量、容量器具的體積、整個試驗過程的回收率、標準物質配制、標準曲線方程擬合、重復性測定等，最后合并為一個總的試驗分量。

2結果與分析

2.1試樣溶液濃度測定引入的不確定度

2.1.1配制標準溶液的過程引入的不確定度。標準貯備液由環境保護部標準樣品研究所提供，其不確定度為1 μg/ml，按均勻分布轉化成標準不確定度：

標準溶液配制過程校準引入的不確定度。在標準溶液配制過程使用了一系列玻璃器具，按照JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規程》[10]的要求，均有相應的最大允差，按照矩形分布考慮，k=3，由此估算各器具不確定度分量（表1）。將1.0 μg/ml標準貯備液按1∶10的比例分3級稀釋得到1 μg/ml工作溶液，故c1.0=cstock/（f10×f10×f10），再按2∶100的比例稀釋得到20 μg/L標準工作溶液，稀釋時使用2 ml移液管、10 ml移液管及100 ml容量瓶。經檢定，2 ml、10 ml移液管及100 ml容量瓶均合格（B級）。

2.1.2標準溶液在配制過程中溫度變化引入的不確定度評定。試驗過程是在（20±5）℃下進行的，按矩形分布處理，k=3，水的膨脹系數為2.1×10-4/ ℃，其結果如表2所示。

2.1.3標準曲線擬合校準c0引入的不確定度。為了校準原子吸收光譜儀，用（1 000±1）μg/ml標準貯備液配制標準工作溶液，其中鉛的濃度為20.0 μg/L；自動進樣器自動稀釋標準系列，鉛濃度分別為2.0、5.0、10.0、15.0、20.0 μg/L。用石墨爐原子吸收法測定標準工作溶液，每個濃度測定3次，結果列于表3。

2.2樣品稱量時產生的標準不確定度urel（m）天平檢定證書給定允許誤差為±1.0 mg，按均勻分布轉換成標準偏差為u（m）=0.01/3=0.005 8 g，樣品質量m=0.200 g，故：

2.3樣品定容引入的不確定度urel（V）將樣品溶液移入50 ml（B級）容量瓶中，國家計量檢定規程JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規程》[10]中規定，該容器的允許誤差為±010 ml，按均勻分布轉換成標準偏差為u（V）=0.1/3=0058 ml，則：

2.4重復測量引入的標準不確定度urel（rep）測定7份茶葉中標準物質的鉛含量，結果均在正常值范圍內，說明所用方法是可靠的。

2.5試驗準確度引入的不確定度消解、趕酸過程所產生的不確定度主要通過樣品的回收率來衡量，用10 μg/L樣品7次添加回收的相關數據進行計算，平均回收率R=91.7%，標準偏差SR=5.36%，標準不確定度采用平均值的標準偏差，標準不確定度和相對標準不確定度分別為：