石墨炉原子吸收法测定酱腌菜中铅含量的不确定度评定

◎ 唐莲仙，柳泉伟，蔡 晴

（1.金华市计量质量科学研究院，浙江 金华 321000；2.金华市知识产权维权援助中心，浙江 金华 321000）

一直以来，食品安全问题都受到大众关注。酱腌菜是以蔬菜为主要原材料，经过清洗、腌制、脱盐、切分、调和入味、分装、密封和杀菌等工序，采用一定的腌渍工艺制成的蔬菜制品，是家家户户厨房必有的食品之一。彭慧莉等分别从全国25省市取样1 320个样品进行分析，研究表明酱腌菜的平均铅含量为（0.17±0.15）mg·kg-1，最高的铅含量达到1.27 mg·kg-1，超过现有国标限量1.0 mg·kg-1的样品总共2个，占0.15%[1]。酱腌菜中含有有害重金属元素，将直接或间接影响人们的身心健康，特别是重金属铅对生殖系统、免疫系统和神经系统的危害很大。因此酱腌菜中铅含量检测是酱腌菜质量控制的重要指标之一[2]。

目前实验室和计量技术机构一般按《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）[3]的规定，给出酱腌菜中铅含量测量结果的不确定度，来评价检测结果的可信性和可比性。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

原子吸收光谱仪：ice3500型，赛默飞世尔科技有限公司；封闭可调式电热炉：2000W，上海书培实验设备有限公司；纯水机系统：Milli-Q，美国密理博公司；高纯氩气：纯度99.999%，金华乙炔厂；硝酸、磷酸二氢铵、硝酸钯：GR级，国药集团化学试剂有限公司；高氯酸：AR级，上海三鹰化学试剂有限公司。

Pb标准溶液：编号为GBW（E）082825-1，标准值1 000 μg·mL-1，北京坛墨质检科技有限公司；

贮备液配制：用0.5 mL移液管移取1 000 μg·mL-1铅标准溶液0.5 mL至500 mL容量瓶中稀释至刻度，配成1.00 μg·mL-1的贮备液。

1.2 仪器条件

波长：283.3 nm，光谱通带：0.5 nm；石墨管类型：普通石墨管；测量方式：峰高，高速采集信号模式；背景校正：塞曼；石墨炉升温条件：程序升温。

1.3 样品前处理

根据《食品安全国家标准 食品中铅的测定》（GB 5009.12—2017）[4]中方法，试样进行硝酸-高氯酸消化处理后进行测定。同时做试剂空白试验。

式中：x为试样铅含量，单位为mg·kg-1；ρ为试样溶液铅质量浓度，单位为μg·L-1；ρ0为空白溶液中铅的质量浓度，单位为μg·L-1；V为试样消化液的定容体积，单位为mL；m为试样称样量或移取体积，单位为g。

1.4 标准曲线的制作

用5 mL刻度管分别吸取0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL和4.00 mL贮备液至100 mL容量瓶中，分别定容至刻度，制得0 μg·L-1、10.00 μg·L-1、20.00 μg·L-1、30.00 μg·L-1和40.00 μg·L-1的标准工作溶液。

1.5 试样溶液的测定

在与测定标准溶液相同的实验条件下，测试样溶液的吸光度值，与标准系列溶液比较进行定量。

2 结果与分析

2.1 不确定度主要来源分析

根据数学模型和检测方法，不确定度主要有7个方面的来源，即样品称量、样品定容、标准物质、标准曲线配置、标准曲线拟合、检测重复性和样品消化处理过程中损失引起的不确定度。

2.2 不确定度的各个分量计算

2.2.1 样品称样量m的不确定u(m)计算

用0.1 mg最小分度值的电子天平称量样品，重复称量2次。按均匀分布计算，k取则由天平引入的标准不确定度：

样品质量0.231 8 g，则相对不确定度urel(m)=0.041/231.8=0.000 18。

2.2.2 溶液定容引入不确定度u(V)计算

根据JJG 196—2006[5]查得，20 ℃ 50 mL A级单标线容量瓶的允许误差为±0.05 mL，在实验室温度（20±4）℃条件下，水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布计算。

则由溶液定容引入的不确定度为

定容的相对不确定度为：urel(V)=0.038/50=0.000 76

2.2.3 标准物质引入不确定度u(Pb)计算

铅标准物质溶液浓度1 000 μg·mL-1，标准证书上载明其不确定度为0.7%，知心水平95%，k=2，按正态分布计算，则相对不确定度为urel(Pb)=0.7%/2=0.003 5。

2.2.4 建立标准曲线时使用玻璃器皿引入的不确定度

（1）根 据JJG 196—2006[5]查 得，0.5 mL移 液管的允许误差为±0.005 mL，水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布计算。则0.5 mL移液管产生的不确定度为：

其相对不确定度为urel(v0.5)=0.000 24/0.5=0.000 48。

（2）用A级500 mL容量瓶定容，容量瓶的最大允许误差为±0.25 mL，水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布计算，所以500 mL容量瓶体积的标准不确定度为：

其相对不确定度为：urel(v500)=0.2815/500=0.000 56。

（3）标准工作溶液配置中5 mL刻度管的不确定度u(v5)计算。5 mL刻度管的允许误差为±0.025 mL，水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布计算，5 mL刻度管引入的相对标准不确定度为：

其相对不确定度为：urel(v5)=0.015/5=0.0030。

（4）标准工作溶液配置中100 mL容量瓶的不确定度u(v100)。100 mL容量瓶的允许误差为±0.10 mL，水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布计算。100 mL刻度管引入的相对标准不确定度为：

其相对不确定度为：urel(v100)=0.075/100=0.000 75。

（5）建立标准曲线时使用玻璃器皿引入的不确定度：

5个浓度梯度水平，分别重复测定5次，用最小二乘法进行拟合得直线方程y=bx+a（b为斜率，a为截距）。具体结果见表1。

表1 标准曲线拟合实验数据表

根据表1数据得到拟合曲线为y=0.007 6x+0.004 5，R2=0.998 6，那么b=0.007 6，a=0.004 5。样品处理液重复测量2次，测定结果铅含量x—=2.081 6 μg·L-1，则拟合曲线引入的不确定度u(x—)按式（1）计算：

2.2.6 重复性测量引入的不确定u(r)计算

在测量条件稳定下，独立6次测量，测得铅含量分别为：0.454 mg·kg-1、0.435 mg·kg-1、0.442 mg·kg-1、0.463 mg·kg-1、0.469 mg·kg-1和0.437 mg·kg-1，则平均值相对标准偏差为0.012 mg·kg-1，则不确定度由测量重复性引入的相对不确定度：

2.2.7 加标回收率引入的不确定度u(Rec)计算

样品处理是一个人工、多步骤、专业性很强的过程。提取回收率是很好的一个反映提取损失程度的技术指标。样品处理过程中损失而引入的不确定度，用提取回收率引入的不确定度来表征。样品含量0.45 mg·kg-1，加标0.50 mg·kg-1，经加标回收试验后6次测得值在0.455～0.562 mg·kg-1，算得铅的加标回收率为91%～112%，按照JJF 1059.1—2012[3]计算样品回收率的不确定度，公式如下：

其中bl=112%-100%=12%，b2=100%-91%=9%，带入公式得urel(Rec)=0.061。

2.3 合成标准不确定度的计算

合成相对标准不确定度urel(C)的计算：

测定酱腌菜中铅含量的合成标准不确定度为：u(C)=urel(C)×x—=0.077×0.45=0.034 7 mg·kg-1。

2.4 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2（95%置信度），扩展不确定度

2.5 测量不确定度的结果报告

湿法消解-石墨炉原子分光光度计法测定酱腌菜中铅含量，当称样量为0.231 8 g，k=2（95%置信度），测量结果表述为：（0.45±0.069）mg·kg-1，k=2。

3 结论

通过对测定酱腌菜中铅含量的不确定度来源进行分析，计算各分项不确定度，最终得出测量不确定度报告。结果表明，样品消化处理、重复性测定及标准曲线拟合过程是不确定度的主要来源。因此，在实验中要注重样品前处理过程，规范实验人员的操作程序，以减少重复性和加标回收引入的不确定度分量；同时调整仪器，保证在仪器最佳状态下进行实验，根据仪器条件，选取合理的线性标准溶液点，以建立合理的标准曲线线性范围，使测量不确定度控制在更低范围。