直接進(jìn)樣測(cè)汞法測(cè)定即食海帶中總汞的 不確定度評(píng)定

占文慧

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣東佛山 528300）

隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，工業(yè)活動(dòng)引發(fā)的汞污染越來(lái)越引起重視[1]。空氣、水質(zhì)和土壤一旦受到汞的污染，就可能在海洋生物、水體中生物及農(nóng)作物中富集，通過(guò)食物鏈對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、腎臟等造成危害[1]。海帶是生長(zhǎng)在海水里的藻類植物，又稱海洋蔬菜，含有人體所需的鈣、磷、硒等營(yíng)養(yǎng)元素，以及豐富的功能性物質(zhì)，如褐藻酸、二十碳五烯酸、甘露醇、維生素（A、B、C和F）和牛磺酸等。海帶既有食用價(jià)值，又有藥用、保健、工業(yè)和農(nóng)業(yè)價(jià) 值[2-3]。然而海帶中蛋白質(zhì)、甲殼胺和海藻酸等物質(zhì)對(duì)水體中重金屬有一定的吸附性能[4]。鄭興[5]發(fā)現(xiàn)海帶對(duì)汞離子有很強(qiáng)的吸附性能。

《綠色食品 藻類及其制品》（NY/T 1709—2021）對(duì)藻類及其制品中甲基汞限量要求為0.5 mg/kg[6]。本文通過(guò)測(cè)定海帶中總汞含量來(lái)評(píng)估甲基汞，當(dāng)總汞含量低于甲基汞限量值時(shí)，可以明確甲基汞符合限量值，產(chǎn)品安全可靠[7]。

食品中汞的檢測(cè)方法有直接測(cè)汞法[8]、ICP-MS法[9]、冷原子吸收法[10]、原子熒光光譜法[11-12]及雙硫腙比色法[13]。除直接測(cè)汞法，其他檢測(cè)方法都需要大量硝酸、硫酸和高氯酸，且具有分析時(shí)間長(zhǎng)、試劑用量大、消化溫度難以控制、對(duì)于易揮發(fā)元素汞容易造成損失、方法的靈敏度差和穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。海帶中汞含量屬于痕量分析，應(yīng)采用直接測(cè)汞法。直接測(cè)汞法具有快速、取樣量少，靈敏度高、精度好和無(wú)試劑污染等優(yōu)點(diǎn)，可直接進(jìn)行樣品測(cè)定[14-15]。因此本文采用直接測(cè)汞法測(cè)定即食海帶中汞含量并對(duì)其進(jìn)行不確定度分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

汞標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院）；硝酸（UPS級(jí)，68%，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司）；重鉻酸鉀（GR，99.8%，阿拉?。辉囼?yàn)用水為Milli-Q凈化系統(tǒng)過(guò)濾的純水。

即食海帶為超市采購(gòu)。

1.2 儀器與設(shè)備

DMA-80 evo測(cè)汞儀（意大利Milestone公司）；ME204電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；Milli-Q超純水純化系統(tǒng)（美國(guó)Millipore公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

取5包樣品混勻后，按四分法，分取6份樣品勻漿，用作制樣均勻性測(cè)量。從6份中選一份樣品做12平行，其中6平行做測(cè)量重復(fù)性，另外6平行做加標(biāo)樣品。

1.3.2 樣品測(cè)定

樣品舟于馬弗爐650 ℃烘30 min，冷卻后用于稱樣。稱取約0.1 g(精確至0.000 1 g)樣品于樣品舟中，進(jìn)行上機(jī)檢測(cè)。

1.3.3 儀器條件

DMA-80 evo測(cè)汞儀：干燥溫度200 ℃，干燥時(shí)間60 s；分解溫度650 ℃，分解時(shí)間60 s；齊化時(shí)間12 s；載氣流量100 mL/min。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

取汞標(biāo)準(zhǔn)溶液1 000 mg/L，100 μL于100 mL容量 瓶中，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）定容至刻度，配制成濃度為1 000 μg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液。用可調(diào)移液器分別吸取汞標(biāo)準(zhǔn)使用液0 mL、0.050 mL、0.100 mL、 0.150 mL、0.200 mL、0.300 mL、0.400 mL、0.500 mL、 0.750 mL、1.000 mL、1.250 mL、1.500 mL和2.00 mL于50 mL容量瓶中，得含汞濃度為0 μg/L、1.00 μg/L、2.00 μg/L、3.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L、8.00 μg/L、10.00 μg/L、15.00 μg/L、20.00 μg/L、25.00 μg/L、30.00 μg/L和40.00 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

用可調(diào)移液器分別吸取0.100 mL汞系列標(biāo)準(zhǔn)溶液置于樣品舟中，其汞含量為0 ng、0.10 ng、0.20 ng、0.30 ng、0.40 ng、0.60 ng、0.80 ng、1.00 ng、1.50 ng、2.00 ng、2.50 ng、3.00 ng和4.00 ng。用同一樣品舟，依次進(jìn)樣，上機(jī)時(shí)溫度為25 ℃。

1.3.5 樣品中汞的含量計(jì)算

樣品中汞含量的計(jì)算如下：

式中：x為樣品中汞含量，mg/kg；c為汞質(zhì)量，ng；m為樣品質(zhì)量，g；

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合

汞校準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)見表1。線性擬合回歸方程為y=0.045 3c-0.000 5，相關(guān)系數(shù)r=0.999 3，其中，y為峰高、c為汞質(zhì)量，a=-0.000 5，b=0.045 3。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

2.2 方法驗(yàn)證

測(cè)量重復(fù)性見表2，平行測(cè)定6次，分別為 0.007 5 mg/kg、0.007 5 mg/kg、0.007 7 mg/kg、 0.007 2 mg/kg、0.007 4 mg/kg和0.007 3 mg/kg，6次相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.36%，說(shuō)明測(cè)量重復(fù)性好，精密度高，滿足GB/T 27404—2008要求。制樣均勻性結(jié)果見表3，樣品測(cè)量值最小0.007 1 mg/kg，最大值 0.009 2 mg/kg，最大值與最小值之間偏差按平均值0.007 9 mg/kg來(lái)計(jì)算，為26.5%，說(shuō)明樣品均勻性不好。加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見表4，平行測(cè)定6次，貢加標(biāo)量為0.8 ng，平均回收率為97.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.21%，說(shuō)明回收率高，加標(biāo)回收試驗(yàn)精密度高。所用天平為萬(wàn)分天平，樣品上機(jī)時(shí)溫度為25 ℃。

表2 即食海帶中汞含量的重復(fù)測(cè)量結(jié)果

表3 制樣均勻性測(cè)定結(jié)果（單位：mg/kg）

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.3 不確定度來(lái)源

根據(jù)公式（1）和樣品測(cè)定過(guò)程，確定不確定度來(lái)源為：①天平稱量的相對(duì)不確定度urel(m)；②校準(zhǔn)曲線擬合的相對(duì)不確定度urel(1)；③標(biāo)準(zhǔn)品純度的相對(duì)不確定度urel(2)；④標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的相對(duì)不確定度urel(3)；④制樣均勻性的相對(duì)不確定度urel(4)；⑤測(cè)量重復(fù)性的相對(duì)不確定度urel(5)；⑥方法回收率的相對(duì)不確定度urel(6)。

2.4 測(cè)量結(jié)果不確定度各分量的計(jì)算

2.4.1 天平稱量urel(m)

查所用天平檢定證書50 g以下的示值允差±下的示值允差，實(shí)測(cè)誤差error=+0.1 mg，稱量質(zhì)量m為0.1 g的勻漿液或粉末，稱量2次，一次調(diào)零，一次稱樣，按均勻分布，k=，則

由表2知本次即食海帶樣品稱樣量= 0.102 4 g，由天平稱量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.4.2 校準(zhǔn)曲線擬合urel(1)

由工作曲線擬合時(shí)引入的試樣中汞含量c的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為：

式中：s為校準(zhǔn)曲線的剩余標(biāo)準(zhǔn)差；b為工作曲線的斜率；p為樣品測(cè)量次數(shù)，日常p=2；n為建立工作曲線用標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)量總次數(shù)；為樣品濃度平均值；為校準(zhǔn)曲線各點(diǎn)濃度的均值；ci為校準(zhǔn)曲線各點(diǎn)的濃度值，yi為校準(zhǔn)曲線的儀器信號(hào)值；為從校準(zhǔn)曲線方程計(jì)算的儀器信號(hào)值。

將表1、表2對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)代入公式（2）和（3）中，得s=0.001 182；

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)不確定度為

2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)品純度urel(2)

從標(biāo)準(zhǔn)溶液證書上，查到汞標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)值 1 000 μg/mL，相對(duì)擴(kuò)展不確定度U=0.4%（k=2）則汞標(biāo)準(zhǔn)溶液相對(duì)不確定度為urel(2)=U/2=0.004/2=0.002。

2.4.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制urel(3)

由1.3.4可知，本次標(biāo)準(zhǔn)曲線配制過(guò)程中，使用100 mL容量瓶1次，50 mL容量瓶13次，200 μL移液器5次，移取體積分別為100 μL、50 μL、100 μL、 150 μL和200 μL；1 mL移液器5次，移取體積分別 為0.300 mL、0.400 mL、0.500 mL、0.750 mL和 1.000 mL；5 mL移液器3次，移取體積分別為 1.25 mL、1.50 mL、2.00 mL。

容量瓶、移液器體積引入的不確定度采用B類評(píng)定，20 ℃時(shí)允差為查計(jì)量規(guī)程所得[16-18]。100 mL 容量瓶20 ℃時(shí)允差為±0.2 mL；50 mL容量瓶20 ℃時(shí)允差為±0.1 mL；200 μL移液器，移取體積分別為100 μL、50 μL、100 μL、150 μL和200 μL時(shí)，20 ℃時(shí)允差分別為±2%、±3%、±2%、±2%和±1.5%； 1 mL移液器，移取體積分別為0.300 mL、0.400 mL、 0.500 mL、0.750 mL和1.000 mL時(shí)，20 ℃時(shí)允差分 別 為±1.5%、±1.5%、±1.0%、±1.0%和±1.0%；5 mL移液器，移取體積分別為1.25 mL、1.50 mL和 2.00 mL時(shí)，20 ℃時(shí)允差分別為±1.0%、±1.0%和±1.0%。

按 三 角 分 布 計(jì) 算k=，100 mL容 量 瓶體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為；0.000 82 ；50 mL容量瓶體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為=0.000 82；200 μL移 液器體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.019 69；1 mL移液器體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.011 17；5 mL移液器體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為為

實(shí)驗(yàn)室溫度為25 ℃，水的膨脹系數(shù)為2.1× 10-4/℃，溫度差異引起的體積變化，其不確定度按三角分布計(jì)算k=[19]。100 mL容量瓶、50 mL容量瓶、200 μL移液器、1 mL移液器和5 mL移液器與校正時(shí)溫度不同引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

100 mL容量瓶相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(100 mL容 量 瓶)=0.000 822+0.000 432=8.573×10-7；50 mL容量瓶相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(50 mL容量瓶)= 0.000 822+0.000 432=8.573×10-7；200 μL移 液 器 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(200 mL移液器)=0.019 692+ 5×0.000 432=0.000 39；1 mL移液器相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(1 mL移液器)=0.011 172+5×0.000 432=0.000 13； 5 mL移液器相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(5 mL移液器)=0.017 12+3×0.000 432=0.000 05。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)不確定度為

2.4.5 制樣均勻性u(píng)rel(4)

制樣均勻性采用單因子方差分析[20]，計(jì)算公式為：

式中：S1為樣品間方差；S2為樣品內(nèi)方差；m為樣品數(shù)量；N為總測(cè)試次數(shù)；n為每個(gè)樣品的測(cè)量次數(shù)。由表2和表3可知，m=6，N=12，n=2。

將表3數(shù)據(jù)帶入公式（4）、（5）、（6）中得

2.4.6 測(cè)量重復(fù)性u(píng)rel(5)

式中：n為重復(fù)測(cè)定次數(shù)，n=6；N為本次檢測(cè)用6次結(jié)果平均值作為最終結(jié)果，N=6。將表2數(shù)據(jù)代入公式（7）得

2.4.7 方法回收率urel(6)

方法回收率引入的相對(duì)不確定度為

2.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成、擴(kuò)展

由表5中各分量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，得出合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表5 各分量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(x)=×urel(x)=0.007 9× 1.069 4=0.000 55 mg/kg。取擴(kuò)展因子為k=2（置信概率95%），得擴(kuò)展不確定度U=0.000 55×2= 0.001 1 mg/kg；根據(jù)不確定度的評(píng)定，采用直接法測(cè)即食海帶中汞含量的結(jié)果為x=(0.007 9±0.000 1) mg/kg（k=2）[19]。

3 討論與結(jié)論

本文建立了直接法測(cè)即食海帶中的汞，確定不確定度的來(lái)源并進(jìn)行不確定度評(píng)估。從結(jié)果評(píng)定可知，制樣均勻性、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合和標(biāo)準(zhǔn)曲線配制為不確定度主要來(lái)源。天平稱量、標(biāo)準(zhǔn)純度、測(cè)量重復(fù)性和加標(biāo)回收率對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較小。在日常檢測(cè)中，在標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和標(biāo)準(zhǔn)溶液上機(jī)檢測(cè)時(shí)，要嚴(yán)格控制，如采用精度高并且計(jì)量合格容量瓶、移液管或是移液器等，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制時(shí)應(yīng)選擇合適的濃度，盡量減少稀釋步驟，從而減小由稀釋過(guò)程引入的不確定度。在樣品制樣時(shí)，應(yīng)注意不使試樣污染，樣品混合后，需用四分法進(jìn)行 縮分[21-22]。