石墨爐原子吸收法測定水產(chǎn)品中鎘的不確定度

胡月，任娣，王鷺，黃姍，朱曉華*

1.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所（南京 210017）；2.江蘇省水產(chǎn)質(zhì)量檢測中心（南京 210017）；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（南京）（南京 210017）

重金屬在環(huán)境中無處不在，難以降解，具有生物蓄積性和生態(tài)毒性效應，其中，鎘（Cd）作為典型的難降解污染物受到廣泛重視，即使在較低濃度下，其毒性也不容忽視[1-3]。由于污水排放、采礦、冶煉等原因，鎘進入環(huán)境中，經(jīng)由食物鏈在水產(chǎn)品中積累富集，對人體健康造成不良影響[4-5]。水產(chǎn)品中的鎘污染屢見不鮮，鹽城地區(qū)水產(chǎn)品鎘超標率為31.8%[6]。紹興地區(qū)常見水產(chǎn)品鎘的總體檢出率為87.57%，超標率為14.86%，平均值為0.50 mg/kg，海洋甲殼類的鎘超標情況最為嚴重[7]。深圳、上海、廣東等地的水產(chǎn)品重金屬含量調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)鎘污染程度和暴露水平偏高的問題[8-10]。

在鎘含量的定量分析中，測量結(jié)果的質(zhì)量至關重要，而不確定度就是對質(zhì)量的定量表征，不確定度大小決定測量結(jié)果的可靠性[11]。因此，針對普遍使用的石墨爐原子吸收光譜法[12-13]，評定其測定水產(chǎn)品中鎘含量的不確定度。根據(jù)GB 5009.15—2014《食品安全國家標準 食品中鎘的測定》石墨爐原子吸收光譜法[14]和測量不確定度評定的相關要求[15]，建立水產(chǎn)品中鎘測量不確定度的模型，分析量化影響測量結(jié)果的主要因素，并提出減少不確定度的對應措施，從而提升水產(chǎn)品鎘含量測定的可信度和準確性。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

大蝦成分分析標準物質(zhì)（GBW 10050，中國地質(zhì)科學院地球物理化學勘查研究所，鎘含量0.039±0.002 mg/kg）；鎘單元素標準溶液（100 mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；硝酸、過氧化氫、磷酸二氫銨（優(yōu)級純，國藥集團化學試劑有限公司）；硝酸鎂（試劑級，美國Sigma-Aldrich）。

AA 280 DUO原子吸收光譜儀（Agilent，美國）；Milli-Q Integral 5超純水儀（Millipore，美國）；TE612-L電子天平（Sartorius，德國）；MARS 6微波消解儀（CEM，美國）；EH 20A plus趕酸儀（LabTech，美國）。

試驗所用器皿均預先用10%硝酸浸泡24 h以上，使用前用超純水沖洗多遍。

1.2 試驗方法

鎘含量測定參照GB 5009.15—2014《食品中鎘的測定》中石墨爐原子吸收光譜測定法[14]。

1.2.1 標準溶液的配制

移取1.00 mL鎘標準儲備液（100 mg/L），用5%硝酸溶液稀釋并定容至100 mL，配成1.00 mg/L的鎘中間液。移取1.00 mL中間液（1.00 mg/L），用5%硝酸溶液稀釋并定容至100 mL，配制成10 μg/L的中間液。移取適量10 μg/L中間液，定容至10 mL，配制成3.00 μg/L的標準工作液，用作石墨爐原子吸收光譜儀自動進樣的母液。

1.2.2 樣品前處理

準確稱取0.5 g左右（精確至0.000 1 g）樣品，放入微波消解罐中，加入6.0 mL硝酸，2.0 mL過氧化氫，按照微波消解程序進行消解。微波消解程序：功率1 000 W，在20 min內(nèi)升至210 ℃；保持35 min。消解完成后，140 ℃趕酸2～3 h，至樣液剩1 mL左右結(jié)束趕酸，冷卻樣液至室溫。用超純水少量多次洗滌消解管，洗滌液分次轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶中，最終超純水定容至10 mL，混勻后待測。同時制備試劑空白。

1.2.3 樣品檢測方法

預熱20 min，并調(diào)整原子吸收光譜儀至最佳工作狀態(tài)。儀器工作條件為：波長228.8 nm，狹縫0.5 nm，燈電流4.0 mA，干燥溫度85，95和120 ℃，時間5，40和10 s，灰化溫度250 ℃、8 s，原子化溫度1 800 ℃、2 s，除殘溫度1 800 ℃、2 s。

1.3 鎘含量的數(shù)學模型

式中：X為樣品中鎘含量，mg/kg；c為樣液中鎘質(zhì)量濃度，μg/L；c0為樣液空白中鎘質(zhì)量濃度，μg/L；V為定容體積，mL；m為稱樣質(zhì)量，g。

2 結(jié)果和分析

2.1 不確定度來源分析

依據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[15]和檢測方法，水產(chǎn)品中鎘測定的不確定度分量主要來源有：稱量過程（B類評定）、標準溶液配制（B類評定）、定容體積（B類評定）、標準曲線擬合（A類評定）、測量結(jié)果的重復性（A類評定）及方法回收率（A類評定）。

2.1.1 稱量過程引入的不確定度urel(m)

稱取0.500 0 g樣品所使用的萬分之一天平，其允許差為±0.000 5 g。按均勻分布處理，，故稱量過程引入的不確定度urel(m)=u(m)/0.500 0=0.000 833。

2.1.2 標準溶液配制引入的不確定度urel(ρb)

2.1.2.1 標準物質(zhì)引入的不確定度

根據(jù)鎘單元素標準溶液證書，其質(zhì)量濃度為100±0.5 mg/L，相對不確定度urel(ρs)=0.5/100=0.005。

2.1.2.2 標準溶液配制引入的不確定度

根據(jù)JJG 646—2006《移液器檢定規(guī)程》[16]，1 mL移液器最大誤差為±0.01 mL，按矩形分布，則u(P1mL)==0.005 77，相對不確定度urel(P1mL)=0.005 77，同理urel(P5mL)=0.005 77。

2.1.3 定容體積引入的不確定度urel(V)

同2.1.2計算，urel(V)=urel(F10mL)=0.001 30。

2.1.4 曲線擬合引入的不確定度urel(Y)

按照試驗方法測定，標準曲線每個點測定3次，采用最小二乘法對數(shù)據(jù)進行擬合，得到標準曲線y=0.075 4x+0.012 64，r=0.999 2。

式中：p為標準溶液測定總次數(shù)（p=18）；b為擬合曲線斜率；n為測試樣品的測量次數(shù)（n=6）；ρ為被測樣品溶液的質(zhì)量濃度估計值，用被測樣品溶液質(zhì)量濃度的平均值表示，即ρ=1.262 μg/L；為標準線擬合時全部ρi值的平均值，即=1.5 μg/L，標準曲線擬合所引入的不確定度計算結(jié)果見表1。

表1 標準系列溶液測定結(jié)果

2.1.5 測量結(jié)果的重復性引入的不確定度urel(X)

對樣品進行6次重復性測定，使用貝塞爾公式計算標準偏差s。urel(X)計算公式為urel(X)=（n=6），計算結(jié)果如表2所示。

2.1.6 方法回收率引入的不確定度urel(R)

回收率偏差s(R)=R/C。其中，R為極差，C為極差系數(shù)，由表[15]可知n=6時，C=2.53。urel(R)=（n=6），計算結(jié)果如表2所示。

表2 GBW 10050測定結(jié)果的重復性及方法回收率引入的不確定度

3 討論

相對合成不確定度urel為各分量平方之和的算術(shù)平方根，urel=0.036 8，u=urel×X。擴展不確定度U=k×u，當k=2時，U=0.002 8 mg/kg，鎘含量測定結(jié)果表示為0.037 9±0.002 8 mg/kg。

由表3可知，石墨爐原子吸收法測定水產(chǎn)品中鎘含量時，不確定度主要來源于曲線擬合和標準溶液配制。建議在使用檢定合格的稱量和定容器具的基礎上：（1）選取低濃度標準物質(zhì)作為儲備液，減少稀釋次數(shù)；（2）使用大體積容量瓶，準確配制標準溶液；（3）增加標準溶液測量次數(shù)，調(diào)試儀器性能，提高靈敏度，使標準曲線R值盡可能接近1，減少曲線擬合引入的不確定度，以提高檢測準確度。

表3 水產(chǎn)品中鎘含量的不確定度分量

4 結(jié)論

大蝦成分分析標準物質(zhì)的鎘含量可表示為0.037 9±0.002 8 mg/kg，k=2。通過分析不確定度來源，計算不確定度分量，比較其大小，可知曲線擬合和標準溶液配制是影響不確定度的主要因素。因此要準確配制標準溶液，確保儀器性能和靈敏度，以降低樣品的測量誤差，提高檢測結(jié)果的準確度和可靠性。