微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定大米中鉛含量的不確定度評(píng)定

鄒邵華

摘要：鉛是大米重金屬殘留的主要污染物之一，其含量是衡量大米污染情況的重要指標(biāo)。按GB 5009.12—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》中的第一法石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛含量，建立不確定度的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)影響因素進(jìn)行評(píng)定，確定微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定大米中鉛含量的不確定度，找出影響不確定度的主要因素。結(jié)果表明：大米鉛含量為0.104 mg/kg時(shí)，其擴(kuò)展不確定度為0.016 6 mg/kg（k=2）。微波消解-石墨爐原子實(shí)收光譜法測(cè)定大米鉛含量時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度最大，其次為樣品的重復(fù)性測(cè)定和配置鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度，其他影響較小。

關(guān)鍵詞：鉛；石墨爐原子吸收；微波消解；不確定度

中圖分類號(hào)：O657.39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210326

鉛屬于三大重金屬污染物之一，是一種嚴(yán)重危害人體健康的重金屬元素，人體中理想的含鉛量為零。人體中的鉛多通過(guò)食物、飲用自來(lái)水等攝入，其中90%儲(chǔ)存在骨骼，10%隨血液循環(huán)流動(dòng)而分布到全身各組織和器官，影響血紅細(xì)胞和腦、腎、神經(jīng)系統(tǒng)功能，特別是嬰幼兒吸收鉛后，將有超過(guò)30%保留在體內(nèi)，影響嬰幼兒的生長(zhǎng)和智力發(fā)育[1]。而大米是我國(guó)居民最常見(jiàn)的主食，對(duì)大米中鉛含量的把控是十分重要的，本研究專門探討了采用最常用的微波消解-石墨爐原子吸收光譜法來(lái)測(cè)定大米中鉛含量的不確定度，彌補(bǔ)針對(duì)實(shí)驗(yàn)中對(duì)大米中鉛含量的不確定度的空白，同時(shí)找出了其最重要的影響因素，旨在為對(duì)大米中鉛含量的測(cè)定提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

TAS-990型原子吸收分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；BS124S型電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；MD5547型微波加速反應(yīng)系統(tǒng)：美國(guó)CEM公司；8-TFEM型微波消解罐：美國(guó)CEM公司；SC080171型高端超純水機(jī)：四川沃特爾科技發(fā)展有限公司；CS501型超級(jí)恒溫水浴鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL，證書編號(hào)GSB 07-1258-2000）：環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；硝酸（優(yōu)級(jí)純）、30%過(guò)氧化氫（優(yōu)級(jí)純）：佛山市華希盛化工有限公司；高純氬氣（≥99.999%）：長(zhǎng)春新光氣體制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

按GB 5009.12—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》中的第一法石墨爐原子吸收光譜法[2]測(cè)定鉛含量。

1.2.1 試樣制備

大米磨碎，過(guò)20目篩，儲(chǔ)存于塑料瓶中，保存使用。

1.2.2 微波消解前處理試樣

稱取0.250 0 g試樣，置于消解罐中，加7 mL硝酸，80 ℃下水浴鍋預(yù)消解1 h，冷卻，加1 mL過(guò)氧化氫后微波消解（程序如表1），在130 ℃趕酸至剩下黃豆粒大小液體，用0.5 mol/L硝酸洗滌，轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶中，定容至刻度并混勻，備測(cè)。同時(shí)做兩份試劑空白。

1.2.3 測(cè)定

TAS-990原子吸收分光光度計(jì)工作參數(shù)：波長(zhǎng)283.3 nm，光譜帶寬0.7 nm，燈電流2.0 mA，進(jìn)樣量10 μL，背景校正塞曼效應(yīng)。

設(shè)定好儀器工作參數(shù)，待原子吸收光譜儀穩(wěn)定后測(cè)定空白及標(biāo)準(zhǔn)系列，重復(fù)測(cè)定3次，然后測(cè)定樣品空白及樣品，根據(jù)樣品吸光度與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

配制10 ng/mL 的鉛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液， 取用鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液， 依次按 1：100、 1：100、 10：100 的比例稀釋至10 ng/mL（用0.5 mol/L硝酸稀釋）。

1.3 建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)GB/T 5009.12—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉛的測(cè)定中鉛含量》的計(jì)算公式，可得出鉛含量及不確定度數(shù)學(xué)模型：

W = （c1 - c0 ） × V/m × 1 000 （1）

式中：W為試樣中鉛的含量，mg/kg；c1為測(cè)定液中鉛的質(zhì)量濃度，ng/mL；c0為試劑空白中鉛的質(zhì)量濃度，ng/mL；V為試樣消化后定容的體積，mL；m為測(cè)定用試樣的質(zhì)量，g。

2 不確定度評(píng)定

2.1 不確定度來(lái)源分析

樣品處理過(guò)程中的不確定度分別存在于制樣、稱量和樣品定容。樣品消解液中鉛的質(zhì)量濃度的不確定度分別存在于配制鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液引起的不確定度、樣品測(cè)定重復(fù)性產(chǎn)生的不確定度和最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品濃度產(chǎn)生的不確定度[3]。

2.2 樣品處理過(guò)程中的不確定度

2.2.1 制樣

按標(biāo)準(zhǔn)制樣后稱量，樣品均勻，具有代表性，因此制樣引起的不確定度可以忽略不計(jì)。

2.2.2 稱量

2.4 擴(kuò)展不確定度

無(wú)特殊要求，按慣例，取擴(kuò)展因子k=2，則u （W ）

= k × urel （W） = 0.016 6 mg/kg。

2.5 結(jié)果及不確定度表示

大米中鉛含量表示為（0.104±0.016 6） mg/kg。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定了大米中鉛含量為（0.104±0.016 6） mg/kg（k=2）。通過(guò)分析與評(píng)定可以看出，在不確定度的分量中，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度最大，其次為樣品的重復(fù)性測(cè)定和配置鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度，再次為樣品定容和樣品稱量引入的不確定度。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注重標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，建立合理的曲線擬合的線性范圍，同時(shí)選擇最優(yōu)的測(cè)量條件，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性，減小檢測(cè)過(guò)程中各種不確定度分量，提高準(zhǔn)確性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 阮涌，嵇辛勤，文明，等.食品中鉛污染檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].貴州畜牧獸醫(yī)，2012，36（5）：12-15.

[2] 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定：GB 5009.12—2017[S].北京：國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局，2017.

[3] 全國(guó)法制計(jì)管理計(jì)量技術(shù)委員會(huì).測(cè)量不確定度評(píng)定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2012.

[4] 全國(guó)流量容量計(jì)量技術(shù)委員會(huì).常用玻璃量器：JJG 196—2006[S].北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2006.

[5] 白福軍，竇鑫鑫，胡連榮，等.高效液相色譜法測(cè)定黃曲霉毒素B1的不確定度評(píng)定[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，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