石墨炉原子吸收分光光度法测定化妆品中铅的不确定度评定

钟颖婕 英柱(广东中科英海科技有限公司，广东 佛山 528000)

0 引言

日用化妆品是人们现代生活日常所需的生活物资。由于化妆品生产原料和工艺的影响，目前市面上的化妆品(彩妆、面部和身体护理产品、发用化妆品等)部分能检测到有毒重金属，包括铅、镉、汞等等。虽然化妆品的重金属经皮吸收量很低，但可能在人体内中累积，从而产生毒性。铅及其化合物为化妆品中的禁用成分，《化妆品安全技术规范》(2015)第四章规定了石墨炉原子吸收分光光度法测定化妆品中铅含量，本文依据JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》中的要求建立的数学模型，对实验过程中的不确定来源进行分析，对各不确定度分量进行量化，给出了化妆水中铅测定结果的扩展不确定度，为实验室日常质控和实验操作关键点控制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

铅有证标准溶液(1000μg/mL) 国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；千纤草丝瓜水 广州欧舒丹生物科技有限公司；硝酸、高氯酸等 广州化学试剂厂；ICE3500 型子吸收光谱仪 赛默飞世尔科技；XP205 型分析天平 梅特勒-托利多。

1.2 方法

(1) 标准曲线配制和样品前处理：化妆品安全技术规范(2015)第四章 1.3。

(2) 测量不确定度评估流程：识别不符合项来源→量化不确定度分量→合成不确定度。

2 结果与分析

2.1 数学模型

样品中铅的含量

式中：ω为样品铅的质量分数(mg/kg)；ρ1为测试液中铅的浓度(ng/mL)；ρ0为空白溶液中铅的浓度(ng/mL)；V为样品消化液总体积(mL)；m为样品取样量(g)。

2.2 检测结果及测量不确定度计算

2.2.1 不确定度的来源

不确定度来源如表1 所示。

2.2.2 不确定度分量的评定

(1)取样称量。

取样称量引入的不确定度分量主要由天平变动性不确定度U1和天平校准不确定度U2组成。使用标准砝码1g 重复测量五 次，分 别 为0.99995g，0.99996g，0.99997g，0.99995g，0.99995g。计算得标准偏差为U1=0.00001g。天平不确定度U2=0.00009g。合成不确定度，称量不确定度

(2)标准曲线

实验过程使用的量具主要有100mL 容量瓶，10mL 容量瓶，5mL 移液器。其中100mL 容量瓶，10mL 容量瓶，5mL 移液器用于曲线配制，10mL 容量瓶用于样品定容。使用功能上，标准曲线配制100mL 容量瓶共2 次，5mL 移液器共3 次，10mL 容量瓶共1 次；样品定容10mL 容量瓶共1 次。

① 100mL 容量瓶。100mL 容量瓶体积的不确定度参照制造商给定为±0.10mL，按均匀分布计算标准不确定度为

充满液体至容量瓶刻度的变动性，可通过重复称量进行统计分析，重复测量10 次：99.5216g，99.5337g，99.5309g，99.5454g，99.5628g，99.5118g，99.5046g，99.5132g，99.5560g，99.5829g。计算标准不确定度为U4=0.025mL。

容量瓶和溶液的温度与校正时温度不同引起的体积不确定度，环境温度与计量温度相差4℃，对水体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，则体积变化引入的不确定度为：

②5mL 移液器。移液器体积的最大允差为±0.01mL，按均匀分布计算不确定度为

表1 不确定度来源分析表

移液器重复测定10 次：5.0000g，4.9992g，4.9995g，4.9998g，4.9999g，5.0002g，5.0003g，4.9997g，4.9999g，4.9996g。其变动性标准偏差，计算标准不确定度为U7=0.0003mL。

移液器和溶液温度与校正温度不同引起的不确定度，环境温度与计量温度相差4℃，对水体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，则体积变化引入的不确定度为：

③10mL 容量瓶

10mL 容量瓶体积的不确定度参照制造商给定为±0.03mL，按均匀分布计算标准不确定度为

充满液体至容量瓶刻度的变动性，可通过重复称量进行统计分析，重复测量10 次：9.9137g，9.9328g，9.9247g，9.9017g，9.8976g，9.9647g，9.9425g，9.9465g，9.9199g，9.8847g。计算标准不确定度为U10=0.025mL。

容量瓶和溶液的温度与校正时温度不同引起的体积不确定度，环境温度与计量温度相差4℃，对水体积膨胀系数为2.1×10-4/，则体积变化引入的不确定度为：

标准储备液(编号GSB G 62071-90)铅浓度为1000mg/L，引入不确定度为±4 mg/L。按均匀分布计算不确定度为

(3)试剂

检测过程所使用的试剂主要集中于样品前处理，主要为硝酸(优级纯)、高氯酸(优级纯)和过氧化氢(优级纯)。通过试剂引入不确定度分别是U12=0.000005%，U13=0.000010%，U14=0.000100%。合成不确定度通过三种不同试剂的不确定度进行合成：

(4)量具定容

除去标准曲线配制过程，实验过程使用的量具10mL容量瓶，主要用于样品定容，使用次数共1 次，合成不确定度UV3=0.031mL。

(5)样品前处理

样品前处理引入的不确定度，以不同实验员对同一样品，以湿式消解法，进行10 次消解，上机后测定结果作为判断。表2为样品的测试结果。

(6)重复性测试

配置含量为1000ng 的标准溶液，测定10 次，结果分别为：

1009ng、1004ng、995ng、1006ng、1001ng、994ng、992ng、991ng、995ng、1000ng。平均值为999ng，方差为6.02ng。

(7)仪器不确定度

本次检测使用可引入不确定度分量的仪器主要为分析天平和原子吸收光谱仪，为B 类不确定度，参考由佛山市质量计量监测检测中心提供的检定证书，ICE3500 型原子吸收光谱仪不确定度为0.30pg(k=2)，XP205 型分析天平不确定度为0.09mg(k=2)。

表2 不同实验员对同一样品进行测定铅含量的检测结果

(8)合成相对不确定度

各分量不确定度和权重如表3 所示。

表3 化妆品中铅的合成标准不确定度

总合成不确定度U：

计算得Ux=0.0017mg/kg。U=2Ux=0.0034=0.003mg/kg。

3 结语

通过石墨炉原子吸收分光光度法测定化妆品中的铅，测定结果是(0.076±0.003)mg/kg，测量不确定度分量主要包括取样称量、标准曲线、试剂、量具定容、样品前处理、重复性测试、仪器设备，通过对各不确定度分量进行量化，扩展不确定度为0.003mg/kg(K=2)。