石墨爐原子吸收法測定醬腌菜中鉛含量的不確定度評定

◎ 唐蓮仙，柳泉偉，蔡 晴

（1.金華市計量質(zhì)量科學(xué)研究院，浙江 金華 321000；2.金華市知識產(chǎn)權(quán)維權(quán)援助中心，浙江 金華 321000）

一直以來，食品安全問題都受到大眾關(guān)注。醬腌菜是以蔬菜為主要原材料，經(jīng)過清洗、腌制、脫鹽、切分、調(diào)和入味、分裝、密封和殺菌等工序，采用一定的腌漬工藝制成的蔬菜制品，是家家戶戶廚房必有的食品之一。彭慧莉等分別從全國25省市取樣1 320個樣品進(jìn)行分析，研究表明醬腌菜的平均鉛含量為（0.17±0.15）mg·kg-1，最高的鉛含量達(dá)到1.27 mg·kg-1，超過現(xiàn)有國標(biāo)限量1.0 mg·kg-1的樣品總共2個，占0.15%[1]。醬腌菜中含有有害重金屬元素，將直接或間接影響人們的身心健康，特別是重金屬鉛對生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的危害很大。因此醬腌菜中鉛含量檢測是醬腌菜質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一[2]。

目前實(shí)驗(yàn)室和計量技術(shù)機(jī)構(gòu)一般按《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[3]的規(guī)定，給出醬腌菜中鉛含量測量結(jié)果的不確定度，來評價檢測結(jié)果的可信性和可比性。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

原子吸收光譜儀：ice3500型，賽默飛世爾科技有限公司；封閉可調(diào)式電熱爐：2000W，上海書培實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；純水機(jī)系統(tǒng)：Milli-Q，美國密理博公司；高純氬氣：純度99.999%，金華乙炔廠；硝酸、磷酸二氫銨、硝酸鈀：GR級，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；高氯酸：AR級，上海三鷹化學(xué)試劑有限公司。

Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號為GBW（E）082825-1，標(biāo)準(zhǔn)值1 000 μg·mL-1，北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司；

貯備液配制：用0.5 mL移液管移取1 000 μg·mL-1鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL至500 mL容量瓶中稀釋至刻度，配成1.00 μg·mL-1的貯備液。

1.2 儀器條件

波長：283.3 nm，光譜通帶：0.5 nm；石墨管類型：普通石墨管；測量方式：峰高，高速采集信號模式；背景校正：塞曼；石墨爐升溫條件：程序升溫。

1.3 樣品前處理

根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測定》（GB 5009.12—2017）[4]中方法，試樣進(jìn)行硝酸-高氯酸消化處理后進(jìn)行測定。同時做試劑空白試驗(yàn)。

式中：x為試樣鉛含量，單位為mg·kg-1；ρ為試樣溶液鉛質(zhì)量濃度，單位為μg·L-1；ρ0為空白溶液中鉛的質(zhì)量濃度，單位為μg·L-1；V為試樣消化液的定容體積，單位為mL；m為試樣稱樣量或移取體積，單位為g。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

用5 mL刻度管分別吸取0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL和4.00 mL貯備液至100 mL容量瓶中，分別定容至刻度，制得0 μg·L-1、10.00 μg·L-1、20.00 μg·L-1、30.00 μg·L-1和40.00 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.5 試樣溶液的測定

在與測定標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測試樣溶液的吸光度值，與標(biāo)準(zhǔn)系列溶液比較進(jìn)行定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度主要來源分析

根據(jù)數(shù)學(xué)模型和檢測方法，不確定度主要有7個方面的來源，即樣品稱量、樣品定容、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)曲線配置、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合、檢測重復(fù)性和樣品消化處理過程中損失引起的不確定度。

2.2 不確定度的各個分量計算

2.2.1 樣品稱樣量m的不確定u(m)計算

用0.1 mg最小分度值的電子天平稱量樣品，重復(fù)稱量2次。按均勻分布計算，k取則由天平引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

樣品質(zhì)量0.231 8 g，則相對不確定度urel(m)=0.041/231.8=0.000 18。

2.2.2 溶液定容引入不確定度u(V)計算

根據(jù)JJG 196—2006[5]查得，20 ℃ 50 mL A級單標(biāo)線容量瓶的允許誤差為±0.05 mL，在實(shí)驗(yàn)室溫度（20±4）℃條件下，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，按均勻分布計算。

則由溶液定容引入的不確定度為

定容的相對不確定度為：urel(V)=0.038/50=0.000 76

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入不確定度u(Pb)計算

鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液濃度1 000 μg·mL-1，標(biāo)準(zhǔn)證書上載明其不確定度為0.7%，知心水平95%，k=2，按正態(tài)分布計算，則相對不確定度為urel(Pb)=0.7%/2=0.003 5。

2.2.4 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線時使用玻璃器皿引入的不確定度

（1）根 據(jù)JJG 196—2006[5]查 得，0.5 mL移 液管的允許誤差為±0.005 mL，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，按均勻分布計算。則0.5 mL移液管產(chǎn)生的不確定度為：

其相對不確定度為urel(v0.5)=0.000 24/0.5=0.000 48。

（2）用A級500 mL容量瓶定容，容量瓶的最大允許誤差為±0.25 mL，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，按均勻分布計算，所以500 mL容量瓶體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

其相對不確定度為：urel(v500)=0.2815/500=0.000 56。

（3）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配置中5 mL刻度管的不確定度u(v5)計算。5 mL刻度管的允許誤差為±0.025 mL，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，按均勻分布計算，5 mL刻度管引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

其相對不確定度為：urel(v5)=0.015/5=0.0030。

（4）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配置中100 mL容量瓶的不確定度u(v100)。100 mL容量瓶的允許誤差為±0.10 mL，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，按均勻分布計算。100 mL刻度管引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

其相對不確定度為：urel(v100)=0.075/100=0.000 75。

（5）建立標(biāo)準(zhǔn)曲線時使用玻璃器皿引入的不確定度：

5個濃度梯度水平，分別重復(fù)測定5次，用最小二乘法進(jìn)行擬合得直線方程y=bx+a（b為斜率，a為截距）。具體結(jié)果見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

根據(jù)表1數(shù)據(jù)得到擬合曲線為y=0.007 6x+0.004 5，R2=0.998 6，那么b=0.007 6，a=0.004 5。樣品處理液重復(fù)測量2次，測定結(jié)果鉛含量x—=2.081 6 μg·L-1，則擬合曲線引入的不確定度u(x—)按式（1）計算：

2.2.6 重復(fù)性測量引入的不確定u(r)計算

在測量條件穩(wěn)定下，獨(dú)立6次測量，測得鉛含量分別為：0.454 mg·kg-1、0.435 mg·kg-1、0.442 mg·kg-1、0.463 mg·kg-1、0.469 mg·kg-1和0.437 mg·kg-1，則平均值相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.012 mg·kg-1，則不確定度由測量重復(fù)性引入的相對不確定度：

2.2.7 加標(biāo)回收率引入的不確定度u(Rec)計算

樣品處理是一個人工、多步驟、專業(yè)性很強(qiáng)的過程。提取回收率是很好的一個反映提取損失程度的技術(shù)指標(biāo)。樣品處理過程中損失而引入的不確定度，用提取回收率引入的不確定度來表征。樣品含量0.45 mg·kg-1，加標(biāo)0.50 mg·kg-1，經(jīng)加標(biāo)回收試驗(yàn)后6次測得值在0.455～0.562 mg·kg-1，算得鉛的加標(biāo)回收率為91%～112%，按照J(rèn)JF 1059.1—2012[3]計算樣品回收率的不確定度，公式如下：

其中bl=112%-100%=12%，b2=100%-91%=9%，帶入公式得urel(Rec)=0.061。

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C)的計算：

測定醬腌菜中鉛含量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(C)=urel(C)×x—=0.077×0.45=0.034 7 mg·kg-1。

2.4 擴(kuò)展不確定度的評定

取包含因子k=2（95%置信度），擴(kuò)展不確定度

2.5 測量不確定度的結(jié)果報告

濕法消解-石墨爐原子分光光度計法測定醬腌菜中鉛含量，當(dāng)稱樣量為0.231 8 g，k=2（95%置信度），測量結(jié)果表述為：（0.45±0.069）mg·kg-1，k=2。

3 結(jié)論

通過對測定醬腌菜中鉛含量的不確定度來源進(jìn)行分析，計算各分項(xiàng)不確定度，最終得出測量不確定度報告。結(jié)果表明，樣品消化處理、重復(fù)性測定及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合過程是不確定度的主要來源。因此，在實(shí)驗(yàn)中要注重樣品前處理過程，規(guī)范實(shí)驗(yàn)人員的操作程序，以減少重復(fù)性和加標(biāo)回收引入的不確定度分量；同時調(diào)整儀器，保證在儀器最佳狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)儀器條件，選取合理的線性標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)，以建立合理的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍，使測量不確定度控制在更低范圍。