紅木家具涂飾用漆蠟鉛的不確定度分析

許超群

（國家木雕及紅木制品質量監督檢驗中心（浙江），浙江 東陽 322100）

紅木家具不僅實用性強，而且滿足消費者環保和耐用性要求。隨著“綠色消費”理念日益普及，其裝飾的安全功能也日漸重視。漆蠟常用作紅木家具涂飾輔料，其中重金屬元素含量備受關注。根據國家強制性標準GB 28010—2011《紅木家具通用技術條件》[1]本文以微波消解—石墨爐原子吸收光譜法測定漆蠟中鉛含量為例，按照《測量不確定度評定與表示（JJF 1059.1—2012）》[2]中規定，探討方法不確定度。

1 實驗部分

1.1 儀器

原子吸收光譜儀，240ZAA，美國安捷倫科技有限公司；微波消解儀，WX-8000，上海屹堯儀器科技發展有限公司；加熱板，DB-3，常州國華電器有限公司；電子天平，CPA225D，德國賽多利斯；可調移液器，上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 主要試劑

鉛標準液，500 μg/mL，編號為GSB 07—1282—2000，環境保護部標準樣品研究所；硝酸，優級純；純水，GB/T 6682 規定的二級水。

2 實驗方法與過程

2.1 取樣、稱量與前處理

用刀片切去漆蠟表面氧化部分，并通過磁力攪拌器粉碎。稱取0.2 g～0.8 g 左右（精確至0.001 g）漆蠟樣品放到微波消解瓶中，加入5 mL 硝酸，參照微波消解程序（表1）將樣品消解。待消解完成后冷卻至室溫取出，將消解罐在卻140 ℃～160 ℃電熱板趕酸至1 mL左右。待消解罐冷卻后，將消化液轉移至25 mL 容量瓶中，用少量水洗滌消解罐2 次～3 次，合并洗滌液于容量瓶中并用水定容至刻度混勻。同時做試劑空白實驗。

表1 微波消解程序表

2.2 標液配制

準確吸取鉛標準溶液（500 μg/mL）1.00 mL 于100 mL 容量瓶，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混勻得鉛一級標準中間液（5 mg/L），再用1.00 mL 單刻度移液管吸取一級標準溶液于100 mL 量瓶中定容，混勻得二級鉛標準中間液（50 ng/mL）。

3 建立數學模型

參照《食品安全國家標準食品中鉛的測定》（GB 5009.12—2017）中規定的方法，漆蠟樣品經微波消解完全后，對其鉛的殘留量建立數學模型，見式（1）：

式中：Q 為漆蠟中鉛的含量，mg/kg；ρ 為樣品溶液中鉛的質量濃度，μg/mL；ρ0為空白溶液中鉛質量的濃度，μg/mL；V 為試樣消化液定容體積，mL；m 為試樣質量，g。

4 不確定度來源分析

根據數學模型分析不確定度來源，如圖1 中可以看出，紅木家具涂飾用漆蠟中鉛測量不確定度主要由漆蠟樣品稱量（m）、試樣消解液定容（V）、前處理（p）以及鉛質量濃度（ρ）組成。可表示為式（2）：

圖1 不確定度來源分析

5 測量不確定度分量的評定[3]

5.1 漆蠟樣品稱量引入的相對標準不確定度urel（m）

用電子分析天平稱量，稱取漆蠟質量為0.501 0 g，根據檢定證書最大允差為±0.5 mg，按均勻分布，k=，由于稱量時有去皮和稱重兩次操作，分量應計算兩次，則：，所以urel（m）=

5.2 消解液定容引入的相對標準不確定度ur（V）

5.2.1 容量瓶允差引入的標準不確定度u1（V）

消解液定容采用A 級容量瓶為25 mL，允差為±0.030 mL，按三角形分布，，則：u1（V）=

5.2.2 溫度變化引入的標準不確定度u2（V）

假定實驗室環境溫度變化在20 ℃±5 ℃，水的體積膨脹明顯大于容量瓶的體積膨脹，考慮水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，按均勻分布，則：u2（V）=

5.2.3 估讀誤差引入的標準不確定度u3（V）

單標線25 mL 容量瓶充滿液體時，估讀誤差約為±0.01 mL，按均勻分布，0.005 8。

5.3 鉛質量濃度ρ 引入的相對標準不確定度urel（ρ）

5.3.1 標準溶液配制過程引入的相對不確定度

鉛標準溶液證書（編號GSB 07—1282—2000）中提供相對擴展標準不確定度（k=2）為1%，得urel（ρ1）=0.005。

5.3.2 配制標準溶液引起的相對標準不確定

稀釋過程：準確吸取鉛標準溶液（500 μg/mL）1.00 mL 于100mL 容量瓶，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混勻得一級鉛標準中間液（5 μg/mL）。再用1.00 mL單刻度移液管吸取鉛一級標準溶液于100 mL 量瓶中加硝酸溶液（5+95）至刻度定容，混勻得二級鉛標準中間液（50 ng/mL）。

查閱A 級1 mL 移液管最大容許誤差為0.007 mL和A 級100mL 容量瓶的最大容許誤差為0.10 mL，A級5 mL 移液管最大允許誤差為0.015 mL，均采用均勻分布[4]。

5.3.3 標準曲線擬合引入的相對不確定度

標準溶液吸光度測定數據如表2 所示，曲線擬合得到一元線性方程為Abs=0.002 19×ρ+0.006 66（R=0.999 3）。

表2 鉛標準溶液濃度與吸光度

由標準曲線擬合引起的不確定度計算公式，見式（3）、式（4）[5]：

式中：n1為被測溶液測量次數；n2為5 個標準溶液總共測量次數；ρj為標準溶液的質量濃度值；ρˉ為標準溶液質量濃度平均值；Aj為標準溶液的吸收率測定值；B1為標準曲線斜率；B0標準曲線的截距。

將表2 中數據代入式（4），得到sR=0.001 268。擬合標準曲線所引入的相對標準不確定度為：urel（ρ3）=0.045 6。

5.3.4 重復性測定引入的相對標準不確定度

取同一份漆蠟樣品測定6 次，結果如表3。

表3 樣品中鉛含量的測定結果

由貝塞爾公式（5）[5]可得：

計算鉛含量的標準偏差s=0.008 85，則由于重復性導致A 類標準不確定度為

5.4 前處理引入的相對標準不確定度

前處理主要通過微波消解回收率引入的不確定度，結合本實驗室數據，本方法鉛回收率范圍在92%～109%，采用近似公式（6）計算：

式中：u（R）為回收率不確定度；R+為回收率的上界；R-為回收率的下界。經計算u2（R）=0.002 4。

5.5 擴展不確定度及報告

漆蠟中鉛含量的合成相對標準不確定度計算為式（7）：

代入數值得：urel（Q）=0.046 9。

合成標準不確定度：u（Q）=0.046 9×0.407 6=0.019 mg/kg。

按正態分布，在置信概率95%時選擇包含因子k=2，則紅木家具涂飾用漆蠟鉛含量測定結果的擴展不確定度報告為0.4076 mg/kg±0.038 mg/kg（k=2）。

6 結果與討論

本文通過微波消解—石墨爐原子吸收光譜法對漆蠟中鉛含量進行不確定度評價，從評定結果看，不確定度主要由標準曲線擬合所引入。因此，在實驗檢測過程中，增加平行測定次數，并嚴格按規范進行操作，盡可能降低不確定度，提高實驗室的檢測水平。