玉米中鉛含量測(cè)定方法的不確定度初探

曲　藝

(黑龍江職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150111)

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玉米中鉛含量測(cè)定方法的不確定度初探

曲藝

(黑龍江職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150111)

摘要：關(guān)于玉米中鉛含量的測(cè)定方法進(jìn)行研究，對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法《GB/T 13080-2004》中推薦的原子吸收法進(jìn)行不確定度評(píng)價(jià)，分析產(chǎn)生誤差的主要原因，尋找提高準(zhǔn)確率的方法。現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)對(duì)結(jié)果有較大影響的步驟的不確定度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)結(jié)果產(chǎn)生最主要的不利影響的是標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的不確定度，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到3.588×10-2，除此之外還有稱量以及定容過(guò)程中不確定度，分別為1.786×10-5和5.780×10-4。

關(guān)鍵詞：飼用玉米；鉛含量測(cè)定；原子吸收法；不確定度

玉米是東北種植范圍最廣的農(nóng)作物，每年都有大量的玉米流入市場(chǎng)，小部分深加工作為成品糧銷售，而更多的則是作為畜牧飼料的主要原料被龐大的畜牧產(chǎn)業(yè)消化掉。玉米是飼用糧淀粉和蛋白質(zhì)的主要來(lái)源，在畜牧業(yè)有著舉足輕重的作用。然而隨著土地的污染日趨嚴(yán)重，重金屬的污染也對(duì)玉米的質(zhì)量產(chǎn)生了影響，鉛就是一種重要的重金屬污染物質(zhì)。如果玉米中的鉛含量過(guò)高就會(huì)直接影響其制品的安全性。以鉛為代表的重金屬物質(zhì)是很難被代謝掉的，會(huì)儲(chǔ)存在動(dòng)物體內(nèi)，進(jìn)而影響人們的身體健康，因此，對(duì)玉米中鉛含量的檢測(cè)就顯得尤為重要。[1]

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)等7個(gè)國(guó)際組織于1993年完成了《測(cè)量不確定度表示指南》的第一版,并以7個(gè)權(quán)威的國(guó)際組織的名義聯(lián)合發(fā)布,由ISO正式出版發(fā)行；1997年這7個(gè)國(guó)際組織創(chuàng)立了計(jì)量學(xué)指南聯(lián)合委員會(huì)(JCGM)實(shí)施了關(guān)于測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的通用標(biāo)準(zhǔn)。[2]

我國(guó)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)為《JJF 1059.1-2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》?，F(xiàn)對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 13080- 2004中推薦的原子吸收法檢測(cè)玉米中鉛含量進(jìn)行了不確定度評(píng)價(jià)，分析產(chǎn)生誤差的主要原因，尋找提高準(zhǔn)確率的方法。降低鉛超標(biāo)玉米流入飼料生產(chǎn)過(guò)程的可能，保護(hù)人畜的健康。

1儀器及藥品

儀器及藥品有：原子吸收分光光度計(jì)(空心陰極燈)，馬福爐，分析天平(0.0001g)，粉碎機(jī)，無(wú)灰濾紙，瓷坩鍋(用鹽酸處理)，可調(diào)溫電爐，平底柱形聚四氟乙烯坩堝，A級(jí)容量瓶(100mL、50mL、10mL)，A級(jí)移液管(10mL、5mL、1mL)，A級(jí)分度吸管(10mL)，0.6mol/L稀鹽酸溶液，6mol/L鹽酸溶液，6mol/L硝酸溶液(43mL硝酸，定容至100mL)，1mg/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，乙炔。

2測(cè)定方法

選取黑龍江地產(chǎn)玉米樣品500g，縮分至100g，粉碎后過(guò)篩，要求粉碎后的樣品全部通過(guò)1.0mm絹篩，封存?zhèn)溆谩?/p>

準(zhǔn)確稱取試樣5.000g置于瓷坩堝中，在電爐上進(jìn)行預(yù)灰化后，置于馬福爐中灰化3h，如存在殘留炭粒，可滴加硝酸干燥后重復(fù)灰化，直至無(wú)殘留為止。依次按要求加入5mL濃度為6mol/L的鹽酸溶液以及5mL濃度為6mol/L的硝酸溶液，水浴加熱濃縮至(2～3)mL，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用蒸餾水反復(fù)沖洗確保消化液完全轉(zhuǎn)移，冷卻之后用蒸餾水定容并用無(wú)灰濾紙進(jìn)行過(guò)濾搖勻備用。用同樣的方法制備空白溶液。[3]

準(zhǔn)確吸取1.0mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用蒸餾水定容至100mL，得到0.01mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別準(zhǔn)確吸取0.0mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL、8.0mL標(biāo)準(zhǔn)工作液于50mL容量瓶中，分別加入6mol/L鹽酸溶液1mL，用蒸餾水定容并搖勻，在283.3nm波長(zhǎng)的條件下測(cè)定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。其中濃度作為橫坐標(biāo)，吸光度作為縱坐標(biāo)。隨后將試樣溶液和空白溶液導(dǎo)入原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。

3結(jié)果計(jì)算

樣品鉛含量(X)按以下公式計(jì)算：X=(ρ1-ρ2)×V1×1000/(m×1000)=(ρ1-ρ2)×V1/m;式中X為試樣中鉛含量單位為mg/kg；m為試樣質(zhì)量，單位為g；ρ1為測(cè)定用試樣消化液含鉛量，單位為μg/mL；ρ2為空白液含鉛量，單位為μg/mL；V1為消化液體積，單位為mL。對(duì)每份試樣進(jìn)行兩次平行檢測(cè)，結(jié)果保留到0.01mg/kg。

4不確定度分析

4.1樣品稱量帶來(lái)的不確定度

樣品稱量帶來(lái)的不確定度分為質(zhì)量帶來(lái)的不確定度和體積帶來(lái)的不確定度。質(zhì)量帶來(lái)的不確定度主要來(lái)源為天平的讀數(shù)和天平本身的校準(zhǔn)精度，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)采用的數(shù)顯天平來(lái)說(shuō)，讀數(shù)的偏差來(lái)源于天平自動(dòng)顯示時(shí)產(chǎn)生的，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)不確定度，可靠性可以默認(rèn)為百分之百自由度無(wú)限大；天平的標(biāo)準(zhǔn)不確定度在出廠時(shí)隨校準(zhǔn)證書可得，0.0001g的電子天平計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1.786×10-5。體積帶來(lái)的不確定度主要來(lái)源為容量瓶體積，A級(jí)容量瓶以50mL規(guī)格為例，出廠的最大允許誤差是(-0.05mL～0.05mL)，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為5.780×10-4。

4.2標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的不確定度來(lái)源主要有儲(chǔ)備液以及工作液以及標(biāo)準(zhǔn)序列溶液配置過(guò)程中產(chǎn)生的不確定度和依照所繪制曲線計(jì)算鉛含量過(guò)程中產(chǎn)生的不確定度。配置溶液過(guò)程中帶來(lái)的不確定度包含儲(chǔ)備液和工作液，儲(chǔ)備液主要是鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的本身不確定度(-1μg/mL～1μg/mL)，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為5.773×10-4。工作液是由儲(chǔ)備液配制得來(lái)，在稀釋過(guò)程中用到的A級(jí)移液管，容量瓶等均會(huì)對(duì)工作液的不確定度產(chǎn)生影響，本方法要用到1.0mL移液管，100mL容量瓶，結(jié)合儲(chǔ)備液的不確定度計(jì)算得到，在用工作液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)系列配置的時(shí)候，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為4.769×10-3。

4.3計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)產(chǎn)生的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)曲線的計(jì)算是以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，做一直線方程，然而在進(jìn)行吸光度檢驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)序列在標(biāo)準(zhǔn)曲線上的點(diǎn)不會(huì)恰好全部在同一直線上，這樣，在確定直線方程的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生一定的不確定度。

為了計(jì)算方程擬合時(shí)的不確定度，設(shè)線性方程如下：Y=a·C鉛+b；式中a為線性方程的斜率，b為線性方程的截距，C鉛為標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)樣濃度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)中得到的吸光度數(shù)據(jù)計(jì)算可得標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程為：Y=0.006927C鉛+0.000769；通過(guò)讀數(shù)及斜率、截距的標(biāo)準(zhǔn)偏差及曲線的相關(guān)系數(shù)和儀器響應(yīng)值，計(jì)算出由標(biāo)準(zhǔn)曲線帶來(lái)的不確定度為3.588×10-2。

5結(jié)論

在原子吸收法檢測(cè)玉米中鉛含量的過(guò)程中有許多因素都會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的不確定度，包括稱量質(zhì)量的影響，定容時(shí)體積的影響等，其中影響最大的是標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制中產(chǎn)生的不確定度，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到3.588×10-2，除此之外，稱量及定容過(guò)程中不確定度分別為1.786×10-5和5.780×10-4。因此，在檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制過(guò)程盡可能的提高精度，降低誤差，才能夠最有效提高玉米中鉛含量的檢測(cè)準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁建敏，咼于明，聶偉，等.飼料中鉛的測(cè)定改進(jìn)[J].中國(guó)飼料，2003(19).

[2] 王燕.大豆水溶性蛋白含量測(cè)定的不確定度評(píng)定[J].糧食與食品工業(yè)，2011(5).

[3] GB/T13080-2004，飼料中鉛的測(cè)定 原子吸收光譜法[S].

收稿日期:2016-03-30

作者簡(jiǎn)介：曲藝(1982-)，男，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生，講師，主要從事食品營(yíng)養(yǎng)方面教學(xué)科研工作。

中圖分類號(hào)：S816.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-9737(2016)06-0012-02