微波消解-原子吸收法測定小麥粉中鎘的不確定度評定

郭智廣 張穎 宋延娟 段鹿梅 邵利鋒 徐為霞

摘要 [目的]評定微波消解-原子吸收法測定小麥粉中鎘的不確定度。[方法]按照《GB 5009.15—2014食品安全國家標準 食品中鎘的測定》的要求，采用微波消解-原子吸收分光光度法測定小麥粉中鎘含量，根據該測量過程建立的數學模型，從樣品稱量、樣品溶液定容、標準溶液的配制、標準曲線的擬合、樣品的重復測定、回收率等方面進行不確定度分析計算。[結果]小麥粉樣品中的鎘含量為0.142 mg/kg，擴展不確定度為0.010 5 mg/kg，k=2。[結論]測量過程中不確定度主要來源于樣品消解回收率和標準曲線的擬合。

關鍵詞 微波消解-原子吸收法;小麥粉;鎘;不確定度;評定

中圖分類號 TS207.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）17-0210-04

Abstract [Objective] The research aimed to evaluate the uncertainty of determination of cadmium in wheat flour by microwave digestionatomic absorption spectrometry. [Method]According to the requirements of GB 5009.15-2014 National Food Safety Standard for Determination of Cadmium in Foods， the content of cadmium in wheat flour was determined by microwave digestionatomic absorption spectrophotometry.According to the mathematical model established by the measurement process， the uncertainty analysis was performed from the aspects of sample weighing， sample solution constant volume， standard solution preparation， standard curve fitting， sample repeat determination and recovery rate.[Result]The cadmium content in the wheat flour sample was 0.142 mg/kg， and the spreading uncertainty was 0.010 5 mg/kg， k=2. [Conclusion]The uncertainty in the measurement process mainly comes from the fitting of the standard curve and the sample digestion recovery rate.

Key words Microwave digestionatomic absorption spectrometry;Wheat flour;Cadmium;Uncertainty;Evaluation

近30年來，隨著我國工業化進程的加速和社會經濟的快速發展，農田土壤污染和質量下降問題日趨突出。2014年4月國家環境保護部與國土資源部聯合發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國耕地土壤鎘污染物點位超標率達7.0%，耕地土壤鎘污染會導致農產品鎘含量超標[1]。小麥是人類最重要的食物和營養來源之一，是食品安全監測的重點。近年來，國內已發生了鎘大米、鎘小麥等鎘污染相關的事件。長期食用鎘含量超標的食物會影響人的骨骼，導致骨軟化，腎臟功能也會受到影響，對人體健康造成嚴重危害[2-3]。

測量不確定度是現代誤差理論的重要內容，用不確定度來評價測量結果的質量是較為可靠的方法[4]，不確定度的評估是國際檢測實驗室互認和通用準則接軌的基礎，是評定測量結果質量的一個重要指標[5]。基于不確定度的評定結果，檢驗人員在檢驗過程中可重點關注產生測量不確定度的環節，并盡量降低測量不確定度的形成[6]。筆者通對測量中各參數進行不確定度來源分析，找出對檢測結果影響較大的不確定度分量，對提高實驗室檢測質量具有十分重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥（某專項抽檢樣品）;鎘標準溶液（1 000 mg/L，GSB 04-1721—2004），國家有色金屬及電子材料分析測試中心;國家標準物質——湖南大米GBW10045（GSB-23）;硝酸、雙氧水，均為蘇州晶瑞化學有限公司UP級。

1.2 儀器與設備

石墨爐原子吸收分光光度計（德國耶拿ZEEnit-700P）;微波消解儀（美國CEM公司MARS）;XP204電子天平（精密度0.0001，梅特勒-托利多）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣處理。將小麥粉樣品于80 ℃烘干3 h后，置于干燥器中冷卻至室溫后，準確稱取小麥粉樣品（視為干燥、均勻）約0.250 0 g（精確至0.000 1 g），于微波消解罐中，加入7 mL濃硝酸和1 mL過氧化氫，進行微波消解。消解液趕酸至1 mL左右后，純水定容至25 mL容量瓶中。同時做試劑空白。全程采用湖南大米國家標準物質做質控樣。

1.3.2 儀器條件。燈電流 6 mA，波長228.8 nm，狹縫0.2 nm，背景矯正方式為塞曼。

1.3.3 標準曲線繪制及試樣測定。將鎘標準溶液用0.5 mol/L的硝酸溶液逐級稀釋成濃度2.00 ng/mL的鎘標準使用溶液（母液）。再由儀器自動稀釋成0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 ng/mL的鎘系列標準溶液，基體改進劑使用20 g/L的磷酸二氫銨溶液，進樣體積為3 μL，用測得吸光度對鎘的濃度繪制標準曲線。對未知濃度試樣溶液進行測定，利用該線性方程求出樣品中鎘含量。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源分析

根據測量不確定度的一般評定步驟以及測定過程，分析對測量結果有影響的不確定度分量來源，如圖1。具體引入不確定度的來源包括測量重復性、樣品稱量、樣品溶液定容、儀器穩定性、標準系列的配制、標準曲線的擬合、樣品溶液的測定、樣品空白、消解回收率。

2.1.1 測量重復性。測量重復性是在相同測量方法、相同觀測者、相同測量儀器、相同場所、相同工作條件、短時間內，對同一被測量指標連續測量所得結果之間的一致程度。每次重復測試的結果波動均會引入不確定度，來源包括樣品稱量、樣品溶液定容、儀器波動以及人員操作等重復性操作。為避免重復引入，該試驗過程將天平稱量、移液、定容體積重復性等幾個分量合并為總測量過程的一個分量，由測定結果重復性表示[7]。

2.1.2 樣品稱量。樣品稱量引入的不確定度包括天平最大允許誤差和天平重復稱量的波動性（該因素合并于測量重復性）。

2.1.3 樣品溶液定容。樣品溶液定容引入的不確定度包括容量瓶的允許誤差、操作過程中的溫度變化、定容的隨機性（該因素合并于測量重復性）。

2.1.4 儀器穩定性。儀器穩定性引入的不確定度參見儀器檢定證書給出的不確定度。

2.1.5 標準曲線繪制。標準曲線繪制引入的不確定度包括標準物質證書給出的鎘標準溶液（1 000 mg/L）的相對不確定度、稀釋過程中容量瓶和吸量管的允許誤差、操作過程中的溫度變化、量器定容、移取的隨機性（該因素合并于測量重復性）、進樣器自動稀釋（合并于儀器穩定性）。

2.1.6 樣品溶液的測定。通過標準曲線擬合方程求得樣品溶液中鎘濃度，由標準曲線擬合引入的不確定度。

2.1.7 樣品空白。根據以往的檢測經驗，把空白溶液的波動性對檢測結果的影響作為由樣品空白測定引入的相對標準不確定度[7]。

2.1.8 消解回收率。消解回收率主要來源于樣品消解、轉移過程中的損失或污染，以及在測定時可能產生的基體干擾[7]。

3 結論與討論

影響測定結果的不確定度主要來源于樣品消解回收率和標準曲線擬合2個方面，測量重復性、儀器穩定性、標準溶液的配制、樣品空白也對檢測結果有較大影響，樣品稱量和消化溶液定容引入的不確定度相對較小。所以樣品消解過程中應控制好樣品量，選好消解升溫程序，控制好趕酸溫度，既要保證樣品消解完全，又要保證待測物質不損失;盡量選用國家有證標準物質，定期做好期間核查，配制標準溶液要選用經過檢定的A級玻璃量器;測量過程中必須認真做好每個環節的質量控制，做好精密度、穩定性、重復性和加標回收試驗，確保檢測結果的準確可靠。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品中鎘的測定：GB 5009.15—2014[S].北京：中國標準出版社，2014.

[2] 環境保護部，國土資源部.全國土壤污染狀況調查公報[EB/OL].（2014-04-17）[2018-12-20].http：//www.gov.cn/foot/2014-04/17/content_2661768.htm.

[3] 鄧新，溫璐璐，遲鑫姝.鎘對人體健康危害及防治研究進展[J].中國醫療前沿，2010，5（10）：4-5.

[4] 劉燁潼，陳秋生，張強，等.食用菌重金屬污染對人體的健康風險分析[J].湖北農業科學，2015，54（2）：440-443.

[5] 李倩.淺談測量不確定度的意義及其在實驗室質量管理中的應用[J].科技創新與應用，2015（14）：176-177.

[6] 中國實驗室國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南[M].北京：中國計量出版社，2002：4-5.

[7] 蘇祖儉，胡曙光，蔡文華，等.高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜法測定大米中無機砷的不確定度評定[J].食品安全質量檢測學報，2018，7（14）：3603-3610.

[8] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國標準出版社，2013.

[9] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.常用玻璃量器檢定規程：JJG 196—2006[S].北京：中國計量出版社，2007.