離子色譜法測(cè)定蔬菜中亞硝酸鹽的測(cè)量不確定度評(píng)定

湖北工業(yè)大學(xué)

隨州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 唐靜寧

蔬菜是一種與人民生活密切相關(guān)而又易富集硝酸鹽的作物，新鮮蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽最主要的來源就是過量施用氮肥，在蔬菜施用過多氮肥后，未被蔬菜吸收利用的部分就以硝酸鹽的形式儲(chǔ)存在蔬菜中。攝入人體后，硝酸鹽在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽。［1］在酸性條件下，亞硝酸鹽與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的次級(jí)胺反應(yīng)生成強(qiáng)力致癌物——亞硝胺，從而誘發(fā)消化系統(tǒng)癌變，如食道癌、胃癌、肝癌等。2001年10月1日正式實(shí)施的GB18406.1－2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求》中，規(guī)定了蔬菜農(nóng)產(chǎn)品中亞硝酸鹽的限量值為≤4.0mg／kg。［2］近年來，蔬菜的安全性問題日益受到各方面關(guān)注，對(duì)蔬菜中有害物質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性要求也越來越高。目前，在我國(guó)推行的GB／T27025－2008《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》中，對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度均有明確的要求，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)給出測(cè)量的不確定度，以評(píng)價(jià)該結(jié)果的置信度和準(zhǔn)確性。［3］本文依據(jù)GB5009.33－2010和JJF1059－1999，對(duì)智能離子色譜法測(cè)量蔬菜中亞硝酸鹽的不確定度進(jìn)行評(píng)定分析，為測(cè)量的質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

戴安公司ICS－900離子色譜儀，AS23分析柱，電導(dǎo)檢測(cè)器，ASRS 300 4mm抑制器。亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為1 000mg／L，U＝2%），由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供。淋洗液：4.5mmol／LNaCO3＋0.8mmol／LNaHCO3，流速1.0ml／min。

1.2 測(cè)量方法［4］

依據(jù)GB 5009.33－2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)量，取新鮮蔬菜樣本洗凈、晾干后切碎混勻制成勻漿備用。稱取試樣勻漿約1.00g，以水洗入50.0ml容量瓶中，超聲提取，加水定容至刻度，過濾后離心，上清液進(jìn)樣測(cè)定亞硝酸鹽的峰面積，同時(shí)配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制工作曲線，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用1.0ml單標(biāo)線刻度吸管吸取1.00ml亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg／L），用超純水容于100ml的容量瓶中，該標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為10mg／L。用1.0ml單標(biāo)線刻度吸管移取亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液0.05、0.10、0.25、0.40、0.50mL置于50.0ml容量瓶中，用超純水稀釋至刻度，得到含亞硝酸鹽濃度為0.01、0.02、0.05、0.08、0.10mg／L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 數(shù)學(xué)模型

試樣中亞硝酸鹽（以NO－2計(jì)）含量的計(jì)算：

式中：X為試樣中NO2－含量（mg／kg）；為試樣溶液中NO2－濃度（mg／L）；V為試樣溶液體積（ml）；m為試樣取樣量（g）。

3 分析數(shù)據(jù)

自動(dòng)進(jìn)樣器吸取亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品溶液各10μL，重復(fù)進(jìn)樣6次，注入離子色譜儀中進(jìn)樣分離，以濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量得試樣中NO2－濃度。得到分析數(shù)據(jù)見表3－1、表3－2：

表3 －1 離子色譜儀測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液分析數(shù)據(jù)

表3 －2 離子色譜儀測(cè)定蔬菜中亞硝酸鹽分析數(shù)據(jù)

相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：

將表3－1的相應(yīng)數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，可得r＝0.9997。說明用離子色譜儀測(cè)量亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，儀器的輸出與被測(cè)溶液的濃度之間成強(qiáng)線性關(guān)系。

根據(jù)表3－1給出的分析數(shù)據(jù)，采用最小二乘法求取標(biāo)定系數(shù)a截距和b斜率。由測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南可知：

可算出：a＝－0.0453 b＝54.226

校準(zhǔn)曲線的數(shù)學(xué)模型式為：y＝a＋bx。由此，本文所用離子色譜儀測(cè)量亞硝酸鹽濃度時(shí)，儀器輸出與被測(cè)亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度之間的函數(shù)關(guān)系，即標(biāo)定的線性關(guān)系為：y＝54.266x－0.0453。

4 測(cè)量不確定度的評(píng)定

4.1 樣品稱量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2 樣品定容體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)不確定度

4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋配制過程的相對(duì)不確定度

4.4 校準(zhǔn)曲線的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.4.1 由表3－1的數(shù)據(jù)，按貝塞爾公式求得校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

4.4.2 計(jì)算斜率的標(biāo)準(zhǔn)偏差

斜率b的標(biāo)準(zhǔn)偏差sb即斜率b的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

按正態(tài)分布變化屬A類，故自由度為：vb＝m·n－2＝28

4.4.3 計(jì)算截距的標(biāo)準(zhǔn)偏差

按正態(tài)分布變化屬A類，故自由度為：

校準(zhǔn)曲線的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.5 儀器讀數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.6 測(cè)量重復(fù)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將上述各不確定度分量進(jìn)行匯總，見表4－2。

表4 －2 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.7 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度與有效自由度

分量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度為：

總的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.8 擴(kuò)展不確定度

為了使不確定度包含概率更高，需將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc乘以包含因子k得到擴(kuò)展不確定度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，擴(kuò)展不確定度為：u＝1.960×0.0113＝0.0221

4.9 不確定度結(jié)果報(bào)告

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，ICS－900智能離子色譜測(cè)量蔬菜中亞硝酸鹽含量的結(jié)果可表示為：X＝（3.794±0.022）mg／kg，p＝95%，有效自由度：Veff＝115。

5 結(jié)果討論

由各不確定度分量評(píng)定結(jié)果可以看出，校準(zhǔn)曲線的不確定度分量較大。提高校準(zhǔn)曲線制作精度是離子色譜法檢測(cè)蔬菜中亞硝酸鹽的重要質(zhì)控點(diǎn)，在檢測(cè)中可以通過設(shè)計(jì)合理的校準(zhǔn)曲線和增加校準(zhǔn)曲線的測(cè)量次數(shù)來減小。通過對(duì)蔬菜中亞硝酸鹽含量的測(cè)量不確定度的評(píng)定，對(duì)檢測(cè)結(jié)果可以給出一個(gè)正負(fù)區(qū)間，提供一個(gè)準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，提高了檢測(cè)結(jié)果的可信度；同時(shí)建立了離子色譜定量分析不確定度的通用模式，對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的不確定度評(píng)估起一定的指導(dǎo)意義。

［1］王晶，王林，黃曉榮.食品安全快速檢測(cè)技術(shù)［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求GB18406.1－2001.

［3］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示.中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059－1999.

［4］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定GB 5009.33－2010.

［5］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.常用玻璃量具檢定規(guī)程.JJG196－2006.