离子色谱法测定蔬菜中亚硝酸盐的测量不确定度评定

湖北工业大学

随州市产品质量监督检验所 唐静宁

蔬菜是一种与人民生活密切相关而又易富集硝酸盐的作物，新鲜蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐最主要的来源就是过量施用氮肥，在蔬菜施用过多氮肥后，未被蔬菜吸收利用的部分就以硝酸盐的形式储存在蔬菜中。摄入人体后，硝酸盐在体内可以转变成亚硝酸盐。［1］在酸性条件下，亚硝酸盐与蛋白质分解产生的次级胺反应生成强力致癌物——亚硝胺，从而诱发消化系统癌变，如食道癌、胃癌、肝癌等。2001年10月1日正式实施的GB18406.1－2001《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》中，规定了蔬菜农产品中亚硝酸盐的限量值为≤4.0mg／kg。［2］近年来，蔬菜的安全性问题日益受到各方面关注，对蔬菜中有害物质的检测结果的准确性要求也越来越高。目前，在我国推行的GB／T27025－2008《检测和校准实验室能力的通用要求》中，对测量结果的不确定度均有明确的要求，检测结果应给出测量的不确定度，以评价该结果的置信度和准确性。［3］本文依据GB5009.33－2010和JJF1059－1999，对智能离子色谱法测量蔬菜中亚硝酸盐的不确定度进行评定分析，为测量的质量控制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

戴安公司ICS－900离子色谱仪，AS23分析柱，电导检测器，ASRS 300 4mm抑制器。亚硝酸盐标准溶液（浓度为1 000mg／L，U＝2%），由国家标准物质中心提供。淋洗液：4.5mmol／LNaCO3＋0.8mmol／LNaHCO3，流速1.0ml／min。

1.2 测量方法［4］

依据GB 5009.33－2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中规定的方法进行测量，取新鲜蔬菜样本洗净、晾干后切碎混匀制成匀浆备用。称取试样匀浆约1.00g，以水洗入50.0ml容量瓶中，超声提取，加水定容至刻度，过滤后离心，上清液进样测定亚硝酸盐的峰面积，同时配制系列标准溶液绘制工作曲线，以标准曲线法进行定量。

1.3 标准溶液的配制

用1.0ml单标线刻度吸管吸取1.00ml亚硝酸盐标准溶液（1000mg／L），用超纯水容于100ml的容量瓶中，该标准使用液浓度为10mg／L。用1.0ml单标线刻度吸管移取亚硝酸盐标准使用液0.05、0.10、0.25、0.40、0.50mL置于50.0ml容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，得到含亚硝酸盐浓度为0.01、0.02、0.05、0.08、0.10mg／L系列标准溶液。

2 数学模型

试样中亚硝酸盐（以NO－2计）含量的计算：

式中：X为试样中NO2－含量（mg／kg）；为试样溶液中NO2－浓度（mg／L）；V为试样溶液体积（ml）；m为试样取样量（g）。

3 分析数据

自动进样器吸取亚硝酸盐标准系列溶液和样品溶液各10μL，重复进样6次，注入离子色谱仪中进样分离，以浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制工作曲线，以标准曲线法定量得试样中NO2－浓度。得到分析数据见表3－1、表3－2：

表3 －1 离子色谱仪测定标准溶液分析数据

表3 －2 离子色谱仪测定蔬菜中亚硝酸盐分析数据

相关系数的计算公式为：

将表3－1的相应数据代入计算公式，可得r＝0.9997。说明用离子色谱仪测量亚硝酸盐标准溶液时，仪器的输出与被测溶液的浓度之间成强线性关系。

根据表3－1给出的分析数据，采用最小二乘法求取标定系数a截距和b斜率。由测量不确定度评定与表示指南可知：

可算出：a＝－0.0453 b＝54.226

校准曲线的数学模型式为：y＝a＋bx。由此，本文所用离子色谱仪测量亚硝酸盐浓度时，仪器输出与被测亚硝酸盐标准溶液浓度之间的函数关系，即标定的线性关系为：y＝54.266x－0.0453。

4 测量不确定度的评定

4.1 样品称量的相对标准不确定度

4.2 样品定容体积的相对标准不确定度

4.3 标准溶液的相对标准不确定度

4.3.1 标准物质的相对不确定度

4.3.2 标准溶液稀释配制过程的相对不确定度

4.4 校准曲线的相对标准不确定度

4.4.1 由表3－1的数据，按贝塞尔公式求得校准曲线的标准偏差为：

4.4.2 计算斜率的标准偏差

斜率b的标准偏差sb即斜率b的标准不确定度：

按正态分布变化属A类，故自由度为：vb＝m·n－2＝28

4.4.3 计算截距的标准偏差

按正态分布变化属A类，故自由度为：

校准曲线的相对标准不确定度为：

4.5 仪器读数的相对标准不确定度

4.6 测量重复性相对标准不确定度

将上述各不确定度分量进行汇总，见表4－2。

表4 －2 相对标准不确定度分量

4.7 合成相对标准不确定度与有效自由度

分量的合成标准不确定度的有效自由度为：

总的合成相对标准不确定度为：

4.8 扩展不确定度

为了使不确定度包含概率更高，需将合成标准不确定度uc乘以包含因子k得到扩展不确定度U，即：U＝ kuc取置信水平p＝95%，有效自由度veff＝115，查t分布表得：k＝t95（115）＝1.960，扩展不确定度为：u＝1.960×0.0113＝0.0221

4.9 不确定度结果报告

根据以上计算结果，ICS－900智能离子色谱测量蔬菜中亚硝酸盐含量的结果可表示为：X＝（3.794±0.022）mg／kg，p＝95%，有效自由度：Veff＝115。

5 结果讨论

由各不确定度分量评定结果可以看出，校准曲线的不确定度分量较大。提高校准曲线制作精度是离子色谱法检测蔬菜中亚硝酸盐的重要质控点，在检测中可以通过设计合理的校准曲线和增加校准曲线的测量次数来减小。通过对蔬菜中亚硝酸盐含量的测量不确定度的评定，对检测结果可以给出一个正负区间，提供一个准确的检测结果，提高了检测结果的可信度；同时建立了离子色谱定量分析不确定度的通用模式，对检测实验室的不确定度评估起一定的指导意义。

［1］王晶，王林，黄晓荣.食品安全快速检测技术［M］北京：化学工业出版社，2002.

［2］国家质量监督检验检疫总局.农产品安全质量无公害蔬菜安全要求GB18406.1－2001.

［3］国家质量技术监督局.测量不确定度评定与表示.中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059－1999.

［4］中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定GB 5009.33－2010.

［5］国家质量监督检验检疫总局.常用玻璃量具检定规程.JJG196－2006.