直接測汞儀測定食品中魚類、肉類和 蛋類汞含量的不確定度評定

◎ 王 華，權繁隆，梁任佳，馮光毅，梁光纖，鄧小潔，傅嘉宇

（1.中國檢驗認證集團廣西有限公司，廣西 北海 536000；2.廣西中檢食品檢測有限公司，廣西 北海 536000）

汞是常溫常壓下唯一以液態存在的金屬，化學性質穩定，不溶于酸也不溶于堿。汞常溫下即可蒸發，汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒（慢性），被人體吸入或者食入后，會引起機體功能性障礙，損害神經系統和腎臟[1]，所以汞一直是是食品安全標準中的重要污染物檢測指標之一。傳統的分析方法主要是國家標準《食品安全國家標準 食品中總汞及有機汞的測定》（GB 5009.17—2014）[2]中規定的原子熒光光譜法和冷原子吸收光譜法；其他行業，如有色金屬行業較多的采用電感耦合等離子體質譜法，這幾種傳統的分析方法均要進行前處理，且無論是采用微波消解、壓力罐消解還是回流消解，均操作相對煩瑣、費時費力，對環境和人員會產生一定的危害，同時汞元素或多或少會有損失，而直接測汞儀無需進行樣品前處理，無需化學試劑，通過直接稱取固體樣品或移取液體樣品即可進行測定，已在相關行業中得到廣泛的實際應用[3-5]。直接測汞儀比傳統方法測定汞含量更快捷（一般5 ～7 min 即可完成）、對環境和人員更友好，回收率和精密度也更高。廣西中檢食品檢測有限公司實驗室對于直接測汞儀的檢出限和定量限與原子熒光法做了方法驗證和對比，直接測汞儀的方法檢出限為0.3 μg·kg-1，定量限為1.0 μg·kg-1，而原子熒光的方法檢出限為3.0 μg·kg-1，定量限為10.0 μg·kg-1，因此直接測汞儀的靈敏度更高，可以準確測定更痕量的食品中的汞[6-7]。肉類、魚類和蛋類均是人體所需蛋白質的主要來源[8]，日攝入量相對較高，由于目前未見有報道直接測汞儀測定肉類、魚類和蛋類的不確定度評定[9-10]，因此，本文對此方面進行了探究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉、羅非魚、鮮雞蛋，均為市售。汞標準溶液：1 000μg·mL-1，購自國家鋼鐵材料測試中心。

1.2 儀器與設備

DMA-80 型測汞儀，意大利Milestone 公司；AB204-S 型分析天平，感量0.1 mg，梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.3 樣品前處理

將豬肉、去骨羅非魚和蛋清蛋黃分別用萬能粉碎機粉碎混勻后裝入塑料袋中-18 ℃冷凍保存。

1.4 樣品測定

使用前石英樣品舟需在700 ～800 ℃馬弗爐中灼燒30 min，冷卻后用直接測汞儀進行汞殘留驗證，當檢測信號小于0.003 ng 時，方可進行樣品檢測。

準確稱取0.1 g 左右的樣品放入樣品舟中，按儀器設定的測定參數依次進入空白、標準、樣品，通過標準曲線外標法定量，得到實驗結果。

1.5 數學模型

數學模型是評定不確定度的依據。直接測汞儀測定汞含量按式（1）和式（2）計算：

式中，Y-峰高或峰面積；a-工作曲線的截距；b-斜率；C-試樣中汞的含量，單位為μg·kg-1；X-由標準曲線得出試樣中汞的質量，單位為ng；m-稱樣質量，單位為g。

1.6 不確定度來源分析

根據數學模型的分析，直接測汞儀測定汞含量的不確定度主要有4 大來源：①標準溶液引入的不確定度，主要包含標準品濃度本身引入的不確定度、標準儲備液和工作液的配制引入的不確定度。②標準曲線擬合的引入的不確定度。③樣品前處理過程引入的不確定度，包含樣品稱量過程引入的不確定度、樣品中待測組分回收率的引入的不確定度。④測量重復性測量引入的不確定度。

2 結果與分析

2.1 標準溶液引入的不確定度Urel(X)

Urel(X)主要由標準物質本身含量引入的不確定度和標準系列工作液配制過程中引入的不確定度兩部分組成。

2.1.1 標準物質含量引入的不確定度Urel(std)

根據標準物質證書提供的信息，汞標準儲備液的相對擴展不確定度u（C）=0.7%（k=2），該不確定度按B 類矩形分布計算，k=，其相對標準不確定度為：

2.1.2 標準溶液配制過程中量器和移液器體積變化引入的不確定度Urel(V)

標準溶液的配制過程：準確吸取1.0 mL 的1 000 μg·mL-1汞標準液，用5%硝酸溶液（含0.5 g·L-1重鉻酸鉀）稀釋定容至100 mL 容量瓶中，得10.0 μg·mL-1的一次儲備液；分別準確吸取2.0 mL、1.0 mL 的10.0 μg·mL-1的一次儲備液用5%硝酸溶液（含0.5 g·L-1重鉻酸鉀）稀釋定容至100 mL 容量瓶中，得200.0 μg·L-1和100.0 μg·L-1的二次稀釋液；準確吸取1.0 mL 的100.0 μg·L-1的二次稀釋液用5%硝酸溶液（含0.5 g·L-1重鉻酸鉀）稀釋定容至10 mL 容量瓶中，得10.0 μg·L-1的三次稀釋液，準確吸1.0 mL 的10.0 μg·L-1的三次儲備液用5%硝酸溶液（含0.5 g·L-1重鉻酸鉀）稀釋定容至10 mL 容量瓶中，得1.0 μg·L-1的四次稀釋液，上述標液現配現用。

依 次準確吸 取100 μL 無汞空白溶液、100 μL 1.0 μg·L-1標準工作液、100 μL 10.0 μg·L-1標準工作液、200 μL 10.0 μg·L-1標準工作液、50 μL 100.0 μg·L-1標準工作液、100 μL 100.0 μg·L-1標準工作液和100 μL 200.0 μg·L-1標準工作液于經灼燒驗證空白值低于0.003 ng 的石英舟中，設定好程序后，測定各個曲線點的響應值，各標準點相當于含汞0.0 ng、0.1 ng、1.0 ng、2.0 ng、5.0 ng、10.0 ng 和20.0 ng。

體積引入的不確定度Urel(V)主要表現為標液配制過程中所使用的量器和移液器的容量允差和溫度變化引起的體積膨脹。

根據《常用玻璃量器檢定規程》（JJG196—2006）[13]、《移液器檢定規程》（JJG646—2006）[14]的要求，本實驗所用的量器和移液器允差（容量允差范圍為半寬度），在矩形分布下，k=，計算公式為：

其引入的相對不確定度如表1 所示。

表1 玻璃量器和移液器容量允差引入的不確定度表

將表1 中的數據結合各自使用的次數，則玻璃量器與移液器容量允差引入的相對不確定度為：

實驗室的溫度變化控制范圍為（20±5）℃，20 ℃硼硅玻璃膨脹系數為1.0×10-5℃-1，水的膨脹系數為2.1×10-4℃-1，玻璃容器的膨脹系數因為遠小于水，忽略不計，取矩形分布，k=，相對標準并不確定計算公式為：

100 mL 單標線容量瓶、10 mL 單標線容量瓶、2 mL單標線移液管、1 mL 單標線移液管、100 μL 移液器由溫度變化產生的相對不確定度相同，均為Urel（T）=6.06×10-4，結合各自使用的次數，則玻璃量器與移液器溫度引入的相對不確定度為：

標準溶液在配制過程中由量器和移液器體積引入的總相對標準不確定度為：

標準溶液引入的不確定度為：

2.2 標準曲線擬合引入的不確定度Urel(cal)

將含汞0.0 ng、0.1 ng、1.0 ng、2.0 ng、5.0 ng、10.0 ng和20.0 ng 的汞標準工作液由低到高進行測定，以峰高（A）為縱坐標，標準溶液濃度（C）為橫坐標，擬合得線性回歸方程Y=a+bX，測定結果見表2。表2 中A為儀器實際測得的峰高，A0為由回歸方程求得的峰高。

表2 標準曲線數據表

稱取等重的羅非魚、豬肉和鮮雞蛋各6 份分別測定，測定結果見表3，則由標準工作曲線擬合所產生的不確定度U（cal）按公式計算。

式中，SR為從標準曲線求得的Ai與相應測得值A之差求出的標準偏差，計算公式為；為樣品中汞含量的測定平均值，單位為ng；為標準溶液中汞含量的平均值，=5.443 ng；Ci為標準系列溶液中汞的含量；p為樣品測定總次數，p=6；n為擬合標準曲線的數據對總數，n=7；b為線性方程中曲線斜率。

計算得到：

則：

相對不確定度為：

表3 羅非魚、豬肉和雞蛋中汞含量的平行測定數據表（單位：ng）

2.3 樣品前處理過程引入的不確定度

2.3.1 稱量樣品引入的不確定度Urel(m)

準確稱取試樣0.1 g（精確至0.000 1 g），由稱量產生的不確定度按矩形分布考慮，k=，屬B 類評定，天平最大允許誤差為±0.1 mg，其標準不確定度為：

相對標準不確定度：

2.3.2 加標回收引入Urel(R)

由于加標參與整個樣品處理過程，一般可采用加標回收來評定由樣品制備過程產生的不確定度[11-12]，各加入4 ng 汞的標準溶液，每組均進行6 次加標，測定加標回收率，具體數據見表4。

表4 羅非魚、豬肉和雞蛋中汞含量的加標測定數據表

計算每個種類的回收率的標準差：

分別計算各自數據為：S(R)羅非魚=1.64%，S(R)豬肉=0.88%，S(R)雞蛋=0.81%，由回收率引入的標準不確定度和相對標準不確定度分別為：

2.4 測量重復性引入的不確定度Urel（frep）

重復性是指在正確操作情況下，由同一操作人員，在同一實驗室內，使用同一儀器，并在短期內，對相同試樣所做多個單次測試結果，在95%概率水平兩個獨立測試結果的最大差值，可用標準偏差來表示，屬于A 類不確定度[15]。稱取相同的羅非魚、豬肉和雞蛋樣品各測定6 次，測定結果見表5。

表5 羅非魚、豬肉和雞蛋中汞含量的重復性測定數據表

標準不確定度為：

相對標準不確定度：

2.5 相對標準不確定度的合成

2.5.1 合成標準不確定度

將上述計算得到的各不確定度分量合成標準不確定度為：

表6 相對標準不確定度一覽及合成表

2.5.2 擴展不確定度

依據JJF 1135—2005[16]，一般測量采用擴展因子K=2（95%置信度水平）來衡量，擴展不確定度見表7。

表7 擴展標準不確定度一覽表

2.5.3 不確定度結果

羅非魚、豬肉和雞蛋的總汞結果為：X羅非魚=(15.2±2.00)μg·kg-1，K=2；X豬肉=(7.20±1.79)μg·kg-1，K=2；X雞蛋=(6.61±1.84)μg·kg-1，K=2。

3 結論

通過本實驗的研究，結果表明采用直接測汞儀直接測定汞的不確定度按貢獻度大小排序主要是標準曲線擬合引入的不確定度，其次為標準溶液配制過程中量器和移液器體積引入的不確定度和重復性測定引入的不確定度，回收率測定引入的不確定度影響不大，稱樣引入的不確定度可以忽略不計，因此在今后的實際檢測過程中，可通過不斷提高操作人員的操作熟練水平和適當增加標準系列溶液的測定次數，盡量減小標準曲線擬合誤差，實驗中使用的玻璃器皿應使用A類器皿并經有效檢定來減小標準溶液配制過程中引入的不確定度；另外在制樣中要將樣品充分粉碎并混合均勻，以減小重復性測量引入的不確定度。