微波消解-原子吸收法測(cè)定小麥粉中鎘的不確定度評(píng)定

郭智廣 張穎 宋延娟 段鹿梅 邵利鋒 徐為霞

摘要 [目的]評(píng)定微波消解-原子吸收法測(cè)定小麥粉中鎘的不確定度。[方法]按照《GB 5009.15—2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》的要求，采用微波消解-原子吸收分光光度法測(cè)定小麥粉中鎘含量，根據(jù)該測(cè)量過程建立的數(shù)學(xué)模型，從樣品稱量、樣品溶液定容、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合、樣品的重復(fù)測(cè)定、回收率等方面進(jìn)行不確定度分析計(jì)算。[結(jié)果]小麥粉樣品中的鎘含量為0.142 mg/kg，擴(kuò)展不確定度為0.010 5 mg/kg，k=2。[結(jié)論]測(cè)量過程中不確定度主要來源于樣品消解回收率和標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合。

關(guān)鍵詞 微波消解-原子吸收法;小麥粉;鎘;不確定度;評(píng)定

中圖分類號(hào) TS207.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）17-0210-04

Abstract [Objective] The research aimed to evaluate the uncertainty of determination of cadmium in wheat flour by microwave digestionatomic absorption spectrometry. [Method]According to the requirements of GB 5009.15-2014 National Food Safety Standard for Determination of Cadmium in Foods， the content of cadmium in wheat flour was determined by microwave digestionatomic absorption spectrophotometry.According to the mathematical model established by the measurement process， the uncertainty analysis was performed from the aspects of sample weighing， sample solution constant volume， standard solution preparation， standard curve fitting， sample repeat determination and recovery rate.[Result]The cadmium content in the wheat flour sample was 0.142 mg/kg， and the spreading uncertainty was 0.010 5 mg/kg， k=2. [Conclusion]The uncertainty in the measurement process mainly comes from the fitting of the standard curve and the sample digestion recovery rate.

Key words Microwave digestionatomic absorption spectrometry;Wheat flour;Cadmium;Uncertainty;Evaluation

近30年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加速和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)田土壤污染和質(zhì)量下降問題日趨突出。2014年4月國家環(huán)境保護(hù)部與國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國耕地土壤鎘污染物點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)7.0%，耕地土壤鎘污染會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品鎘含量超標(biāo)[1]。小麥?zhǔn)侨祟愖钪匾氖澄锖蜖I養(yǎng)來源之一，是食品安全監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。近年來，國內(nèi)已發(fā)生了鎘大米、鎘小麥等鎘污染相關(guān)的事件。長期食用鎘含量超標(biāo)的食物會(huì)影響人的骨骼，導(dǎo)致骨軟化，腎臟功能也會(huì)受到影響，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害[2-3]。

測(cè)量不確定度是現(xiàn)代誤差理論的重要內(nèi)容，用不確定度來評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量是較為可靠的方法[4]，不確定度的評(píng)估是國際檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室互認(rèn)和通用準(zhǔn)則接軌的基礎(chǔ)，是評(píng)定測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)[5]?；诓淮_定度的評(píng)定結(jié)果，檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中可重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)生測(cè)量不確定度的環(huán)節(jié)，并盡量降低測(cè)量不確定度的形成[6]。筆者通對(duì)測(cè)量中各參數(shù)進(jìn)行不確定度來源分析，找出對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較大的不確定度分量，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量具有十分重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥（某專項(xiàng)抽檢樣品）;鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，GSB 04-1721—2004），國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心;國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)——湖南大米GBW10045（GSB-23）;硝酸、雙氧水，均為蘇州晶瑞化學(xué)有限公司UP級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

石墨爐原子吸收分光光度計(jì)（德國耶拿ZEEnit-700P）;微波消解儀（美國CEM公司MARS）;XP204電子天平（精密度0.0001，梅特勒-托利多）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試樣處理。將小麥粉樣品于80 ℃烘干3 h后，置于干燥器中冷卻至室溫后，準(zhǔn)確稱取小麥粉樣品（視為干燥、均勻）約0.250 0 g（精確至0.000 1 g），于微波消解罐中，加入7 mL濃硝酸和1 mL過氧化氫，進(jìn)行微波消解。消解液趕酸至1 mL左右后，純水定容至25 mL容量瓶中。同時(shí)做試劑空白。全程采用湖南大米國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做質(zhì)控樣。

1.3.2 儀器條件。燈電流 6 mA，波長228.8 nm，狹縫0.2 nm，背景矯正方式為塞曼。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制及試樣測(cè)定。將鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液用0.5 mol/L的硝酸溶液逐級(jí)稀釋成濃度2.00 ng/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（母液）。再由儀器自動(dòng)稀釋成0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 ng/mL的鎘系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，基體改進(jìn)劑使用20 g/L的磷酸二氫銨溶液，進(jìn)樣體積為3 μL，用測(cè)得吸光度對(duì)鎘的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)未知濃度試樣溶液進(jìn)行測(cè)定，利用該線性方程求出樣品中鎘含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源分析

根據(jù)測(cè)量不確定度的一般評(píng)定步驟以及測(cè)定過程，分析對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響的不確定度分量來源，如圖1。具體引入不確定度的來源包括測(cè)量重復(fù)性、樣品稱量、樣品溶液定容、儀器穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)系列的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合、樣品溶液的測(cè)定、樣品空白、消解回收率。

2.1.1 測(cè)量重復(fù)性。測(cè)量重復(fù)性是在相同測(cè)量方法、相同觀測(cè)者、相同測(cè)量儀器、相同場(chǎng)所、相同工作條件、短時(shí)間內(nèi)，對(duì)同一被測(cè)量指標(biāo)連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的一致程度。每次重復(fù)測(cè)試的結(jié)果波動(dòng)均會(huì)引入不確定度，來源包括樣品稱量、樣品溶液定容、儀器波動(dòng)以及人員操作等重復(fù)性操作。為避免重復(fù)引入，該試驗(yàn)過程將天平稱量、移液、定容體積重復(fù)性等幾個(gè)分量合并為總測(cè)量過程的一個(gè)分量，由測(cè)定結(jié)果重復(fù)性表示[7]。

2.1.2 樣品稱量。樣品稱量引入的不確定度包括天平最大允許誤差和天平重復(fù)稱量的波動(dòng)性（該因素合并于測(cè)量重復(fù)性）。

2.1.3 樣品溶液定容。樣品溶液定容引入的不確定度包括容量瓶的允許誤差、操作過程中的溫度變化、定容的隨機(jī)性（該因素合并于測(cè)量重復(fù)性）。

2.1.4 儀器穩(wěn)定性。儀器穩(wěn)定性引入的不確定度參見儀器檢定證書給出的不確定度。

2.1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制引入的不確定度包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給出的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L）的相對(duì)不確定度、稀釋過程中容量瓶和吸量管的允許誤差、操作過程中的溫度變化、量器定容、移取的隨機(jī)性（該因素合并于測(cè)量重復(fù)性）、進(jìn)樣器自動(dòng)稀釋（合并于儀器穩(wěn)定性）。

2.1.6 樣品溶液的測(cè)定。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程求得樣品溶液中鎘濃度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。

2.1.7 樣品空白。根據(jù)以往的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，把空白溶液的波動(dòng)性對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響作為由樣品空白測(cè)定引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度[7]。

2.1.8 消解回收率。消解回收率主要來源于樣品消解、轉(zhuǎn)移過程中的損失或污染，以及在測(cè)定時(shí)可能產(chǎn)生的基體干擾[7]。

3 結(jié)論與討論

影響測(cè)定結(jié)果的不確定度主要來源于樣品消解回收率和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合2個(gè)方面，測(cè)量重復(fù)性、儀器穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、樣品空白也對(duì)檢測(cè)結(jié)果有較大影響，樣品稱量和消化溶液定容引入的不確定度相對(duì)較小。所以樣品消解過程中應(yīng)控制好樣品量，選好消解升溫程序，控制好趕酸溫度，既要保證樣品消解完全，又要保證待測(cè)物質(zhì)不損失;盡量選用國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，定期做好期間核查，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液要選用經(jīng)過檢定的A級(jí)玻璃量器;測(cè)量過程中必須認(rèn)真做好每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，做好精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性和加標(biāo)回收試驗(yàn)，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

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