微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中铅含量的不确定度评定

邹邵华

摘要：铅是大米重金属残留的主要污染物之一，其含量是衡量大米污染情况的重要指标。按GB 5009.12—2017《食品安全国家标准 食品中铅的测定》中的第一法石墨炉原子吸收光谱法测定铅含量，建立不确定度的数学模型，根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》对实验中的各项影响因素进行评定，确定微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中铅含量的不确定度，找出影响不确定度的主要因素。结果表明：大米铅含量为0.104 mg/kg时，其扩展不确定度为0.016 6 mg/kg（k=2）。微波消解-石墨炉原子实收光谱法测定大米铅含量时，标准曲线拟合引入的不确定度最大，其次为样品的重复性测定和配置铅标准溶液引入的不确定度，其他影响较小。

关键词：铅；石墨炉原子吸收；微波消解；不确定度

中图分类号：O657.39 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210326

铅属于三大重金属污染物之一，是一种严重危害人体健康的重金属元素，人体中理想的含铅量为零。人体中的铅多通过食物、饮用自来水等摄入，其中90%储存在骨骼，10%随血液循环流动而分布到全身各组织和器官，影响血红细胞和脑、肾、神经系统功能，特别是婴幼儿吸收铅后，将有超过30%保留在体内，影响婴幼儿的生长和智力发育[1]。而大米是我国居民最常见的主食，对大米中铅含量的把控是十分重要的，本研究专门探讨了采用最常用的微波消解-石墨炉原子吸收光谱法来测定大米中铅含量的不确定度，弥补针对实验中对大米中铅含量的不确定度的空白，同时找出了其最重要的影响因素，旨在为对大米中铅含量的测定提供指导。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TAS-990型原子吸收分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；BS124S型电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；MD5547型微波加速反应系统：美国CEM公司；8-TFEM型微波消解罐：美国CEM公司；SC080171型高端超纯水机：四川沃特尔科技发展有限公司；CS501型超级恒温水浴锅：上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

铅标准溶液（1 000 μg/mL，证书编号GSB 07-1258-2000）：环境保护部标准样品研究所；硝酸（优级纯）、30%过氧化氢（优级纯）：佛山市华希盛化工有限公司；高纯氩气（≥99.999%）：长春新光气体制造有限公司。

1.2 试验方法

按GB 5009.12—2017《食品安全国家标准 食品中铅的测定》中的第一法石墨炉原子吸收光谱法[2]测定铅含量。

1.2.1 试样制备

大米磨碎，过20目筛，储存于塑料瓶中，保存使用。

1.2.2 微波消解前处理试样

称取0.250 0 g试样，置于消解罐中，加7 mL硝酸，80 ℃下水浴锅预消解1 h，冷却，加1 mL过氧化氢后微波消解（程序如表1），在130 ℃赶酸至剩下黄豆粒大小液体，用0.5 mol/L硝酸洗涤，转入10 mL容量瓶中，定容至刻度并混匀，备测。同时做两份试剂空白。

1.2.3 测定

TAS-990原子吸收分光光度计工作参数：波长283.3 nm，光谱带宽0.7 nm，灯电流2.0 mA，进样量10 μL，背景校正塞曼效应。

设定好仪器工作参数，待原子吸收光谱仪稳定后测定空白及标准系列，重复测定3次，然后测定样品空白及样品，根据样品吸光度与标准系列比较定量。

1.2.4 標准曲线绘制

配制10 ng/mL 的铅标准使用溶液， 取用铅标准储备液， 依次按 1：100、 1：100、 10：100 的比例稀释至10 ng/mL（用0.5 mol/L硝酸稀释）。

1.3 建立数学模型

根据GB/T 5009.12—2017《食品安全国家标准食品中铅的测定中铅含量》的计算公式，可得出铅含量及不确定度数学模型：

W = （c1 - c0 ） × V/m × 1 000 （1）

式中：W为试样中铅的含量，mg/kg；c1为测定液中铅的质量浓度，ng/mL；c0为试剂空白中铅的质量浓度，ng/mL；V为试样消化后定容的体积，mL；m为测定用试样的质量，g。

2 不确定度评定

2.1 不确定度来源分析

样品处理过程中的不确定度分别存在于制样、称量和样品定容。样品消解液中铅的质量浓度的不确定度分别存在于配制铅标准溶液引起的不确定度、样品测定重复性产生的不确定度和最小二乘法拟合标准曲线计算样品浓度产生的不确定度[3]。

2.2 样品处理过程中的不确定度

2.2.1 制样

按标准制样后称量，样品均匀，具有代表性，因此制样引起的不确定度可以忽略不计。

2.2.2 称量

2.4 扩展不确定度

无特殊要求，按惯例，取扩展因子k=2，则u （W ）

= k × urel （W） = 0.016 6 mg/kg。

2.5 結果及不确定度表示

大米中铅含量表示为（0.104±0.016 6） mg/kg。

3 结 论

本实验通过微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定了大米中铅含量为（0.104±0.016 6） mg/kg（k=2）。通过分析与评定可以看出，在不确定度的分量中，标准曲线拟合引入的不确定度最大，其次为样品的重复性测定和配置铅标准溶液引入的不确定度，再次为样品定容和样品称量引入的不确定度。因此在实验过程中应注重标准曲线的绘制，建立合理的曲线拟合的线性范围，同时选择最优的测量条件，提高检测数据的可重复性，减小检测过程中各种不确定度分量，提高准确性。

参 考 文 献

[1] 阮涌，嵇辛勤，文明，等.食品中铅污染检测技术研究进展[J].贵州畜牧兽医，2012，36（5）：12-15.

[2] 食品安全国家标准 食品中铅的测定：GB 5009.12—2017[S].北京：国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局，2017.

[3] 全国法制计管理计量技术委员会.测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2012.

[4] 全国流量容量计量技术委员会.常用玻璃量器：JJG 196—2006[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2006.

[5] 白福军，窦鑫鑫，胡连荣，等.高效液相色谱法测定黄曲霉毒素B1的不确定度评定[J].粮食科技与经济，2013，38（5）：27-28+34.

Evaluation of Measurement Uncertainty of Lead in Rice by Microwave Digestion-Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry

Zou Shaohua

（ Grain and Oils Health Inspection Stations of Changchun， Jilin， Changchun 130103 ）

Abstract： Lead is one of the main heavy metal residues pollutants in rice， the content is one of the most important indexes of rice pollution. According to GB 5009.12—2017< The national food safety standards determination of lead in food > determinate the content of lead with the first method of graphite furnace atomic absorption spectrometry， establish the mathematical model of uncertainty， assess the experiment based on JJF 1059.1—2012 Evaluation and identification of uncertainty in measurement. Use microwave Digestion Graphite furnace atomic absorption spectrometry to determinate the uncertainty of lead content in rice， and find out the influence of uncertainty factors. The results showed that the Pb content of rice was 0.104 mg/kg， the expanded uncertainty was 0.016 6 mg/kg （ k=2 ）. When used microwave Digestion Graphite Furnace Atomic Spectrometry to determinate the lead content in rice， the uncertainty of standard curve was the largest， followed by the uncertainty of repeated sample determination and configuration of lead standard solution， other less affected.

Key words： lead， atomic absorption spectrometry， microwave digestion， uncertainty