石墨爐原子吸收光譜法測定食品包裝紙中的鉛的不確定度評價

□ 倪永標 諸葛海濤 聞 誠 晏 嫣 江蘇省產品質量監督檢驗研究院

重金屬鉛在現行的食品安全國家標準常常被作為衡量食品包裝是否受到重金屬污染的指標之一。我國最新制定的GB 4806.8-2016《食品安全國家標準 食品接觸用紙和紙板材料及制品》[1]明確規定了限量指標，比GB11680-1989《食品安全國家標準 食品包裝用原紙衛生標準》更加嚴格。GB/T 31604.34-2016《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 鉛的測定和遷移量的測定》[2]標準中規定了多種方法對食品用包裝紙中的鉛來進行測定。

不確定度是測量水平的指標，是因為在測量過程中存在著誤差，從而對所測結果不能夠肯定的程度。本文以AAS法測定食品包裝紙中鉛為例，對實際檢測結果進行了不確定度評定，分析了在檢測過程中可能存在的不確定度來源，根據測定結果合成鉛的標準不確定度和擴展不確定度，為正確評價和使用檢測結果提供了依據。

1 實驗部分

1.1 樣品、實驗儀器與實驗試劑

食品包裝紙：某食品包裝企業生產。

原子吸收光譜儀（ICE3500，美國賽默飛）、電子分析天平（XS204，梅特勒-托利多）、微波消解儀（MARS6，CEM）、趕酸儀（BHW-09C，博通）、硝酸（優級純）、鉛標準溶液1 000 μg/mL（國家鋼鐵材料測試中心）。

1.2 實驗方法

稱取1.000 g樣品于微波消解罐中，加入8 mL硝酸，加蓋放置1 h，將消解罐密封后放入微波消解儀中，設定微波消解程序：180 ℃消解25 min，消解完全后，冷卻，打開消解罐，在趕酸儀上以120 ℃加熱至近干，然后少量多次用純水沖洗微波消解罐，將洗液合并于25 mL容量瓶中，定容至刻度，混勻，過濾，進行測定，同時做試樣空白。

1.3 AAS工作條件

波長：283.3 nm。狹縫：0.5 nm。干燥溫度：100 ℃。灰化溫度：450 ℃。原子化溫度：1200 ℃。凈化溫度：2600 ℃。背景校正：塞曼。

1.4 鉛含量的數學模型

食品包裝紙中鉛含量按下面公式計算：

式中：X表示樣品中鉛含量（mg/kg）；C1表示樣品消解液中鉛的含量（μg/L）；C0表示空白消解液中鉛的含量（μg/L）；V表示定容體積（mL）；m表示樣品質量（g）。

1.5 鉛的不確定度的主要來源

石墨爐測定食品包裝紙樣品中鉛的不確定度來源主要有以下幾個方面：①稱量紙質樣品過程引入的不確定度；②濃度（標準溶液、標準曲線、測量重復性）引起的不確定度；③定容體積引起的不確定度：容量瓶允差引起的不確定度，溫度變化引起的不確定度。

2 鉛的不確定度的評價

2.1 紙樣品稱量引入的相對不確定度

GB31604.34-2016標準中要求其樣品稱樣量精確到0.001 g，實際使用的XS204電子天平精度為0.0001 g，其允差為±0.0001g。在實際操作中有歸零和稱量2次操作，因此該分量需要進行2次計算。按均勻分布，k=3，可得出稱量樣品帶來的不確定度。

由此可知稱量樣品引入的相對標準不確定度：

2.2 濃度引起的相對不確定度

2.2.1 標準溶液引起的不確定度

（1）本實驗中使用濃度為1 000 μg/mL鉛標準溶液，參考標準物質證書提供其擴展不確定度（k=2）為2 μg/mL，計算得出標準不確定度。

（2）稀釋過程（配置標準使用液）引入的不確定度。取1 000 μg/mL鉛標準儲備液1 mL于100 mL容量瓶定容；再吸取10 μg/mL 鉛標準儲備液5 mL于100 mL容量瓶定容；再吸取0.5 μg/mL鉛標準儲備液10 mL于100 mL容量瓶中稀釋至刻度，最后配制成0.05 μg/mL的標準溶液，備用。

標準溶液配制過程中使用的玻璃器材，按照 JJG 196—2006《常用玻璃量器》[3]的要求，按照三角分布，k=，則其不確定度見表1。

配制10 μg/mL鉛標準儲備液引入的相對標準不確定度如下。

配制0.5 μg/mL鉛標準儲備液引入的相對標準不確定度如下。

配制0.05 μg/mL鉛標準使用液引入的相對標準不確定度如下。

綜合上述標準儲備液配制標準溶液引入的相對不確定度如下。

u1(C)=0.0035×50=0.175μg/L

2.2.2 標準曲線引起的不確定度

利用儀器自動稀釋將50 μg/L的鉛標準液稀釋為 10、20、30、40、50 μg/L系列標準溶液進行測定，忽略標準溶液儀器自動稀釋引入的標準不確定。測定結果見表2。將表中數據進行線性擬合得擬合曲線方程為：y=a+bX=0.0106+0.0051X。（a=0.0106、b=0.0051）

表1 玻璃器具校準的不確定度

表2 標準溶液的測定結果

式中

P=3；n=15: X=29.869μg/L

則：

2.2.3 測量重復性引起的不確定度

經過3次獨立的重復性檢測，可計算得出樣品中鉛濃度的平均值為C=30.667μg/L，計算測定結果所產生的不確定度，重復測定產生的不確定度如下。

食品用包裝紙消解液鉛含量測定值為31.451 μg/L、29.882 μg/L、30.667μg/L，平均值為30.667 μg/L。

2.2.4 通過以上幾部分數據合成可得樣品消解液中引入的標準不確定度

2.3 定容體積引起的不確定度

樣品消解液定容于25 mL的A級單標線容量瓶，根據JJG 196—2006《常用玻璃量器》的規定，在標準溫度20 ℃時25 mL的A級單標線容量瓶允差為±0.03 mL，按照三角分布，k=6容量瓶允差引起的不確定度如下。

本實驗室的環境溫度為20 ℃±5 ℃，因此容量瓶和溶液溫度與校準時溫度不同引起的不確定度可忽略不計，樣品消解液定容引入的相對標準不確定度如下。

3 食品包裝紙中標準不確定度的合成及擴展

根據JJF 1135—2005《化學分析測量不確定度評定》[4]，最終的相對標準不確定度如下。

u(X)=0.0235×0.764=0.018mg/kg

在95%置信水平下，取擴展因子k=2，則擴展不確定度為：

U(X)=ku(X)=0.036mg/kg

結果表明，食品包裝紙中鉛含量為：0.764±0.036 mg/kg，k=2。

4 結論

依據GB 31604.34-2016《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 鉛的測定和遷移量的測定》中規定，采用石墨爐原子吸收法測定食品用包裝紙中的鉛含量。在實驗過程中發現，樣品質量的稱量引入的相對不確定度及定容體積引入的相對不確定度對最終結果影響不大，可以忽略不計。實驗誤差主要由鉛標準溶液配制，重復性測量引入的不確定度帶來的影響。因此，對于使用石墨爐法測定食品用包裝紙中鉛含量時，注意這個部分的影響，可提高檢測數據的可重復性，保證檢測數據的質量。

[1]中華人民共和國國家衛生和計劃委員會.GB 4806.8-2016 食品接觸用紙和紙板材料及制品[S].北京：中國標準出版社,2016.

[2]中華人民共和國國家衛生和計劃委員會.GB/T 31604.34-2016 食品接觸材料及制品 鉛的測定和遷移量的測定[S].北京：中國標準出版社,2016.

[3]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 196—2006 常用玻璃量具鑒定規程[S].北京：中國計量出版社,2006.

[4]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 1135—2005 化學分析測量不確定度評定[S].北京：中國計量出版社,2005.