王 婧，劉 旭，劉 萍，吳 靜

(陜西省糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，陜西 西安 710016)

汞作為一種具有污染持久性、生物富集性及劇毒性等特點(diǎn)的環(huán)境污染物[1]，在全球范圍內(nèi)備受關(guān)注。汞以不同的化學(xué)形態(tài)排入環(huán)境，污染空氣、水和土壤，從而進(jìn)一步污染食品[2]，人們食用被污染的食品后可以引發(fā)一系列疾病，如神經(jīng)系統(tǒng)，消化系統(tǒng)及心血管等方面的疾病[3]。測(cè)量不確定度是新興的一種評(píng)定測(cè)量可靠度的方法，能合理表征賦予被測(cè)量值的分散性，是與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)[4]。測(cè)量不確定度對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的優(yōu)劣、檢測(cè)方法的確認(rèn)和實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平的評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。目前，針對(duì)汞的檢測(cè)方法主要有原子熒光光譜法[5-6]、冷原子法[7-8]和電感耦合等離子體質(zhì)譜法[9-12]等，對(duì)于汞測(cè)定不確定度評(píng)定方面的相關(guān)報(bào)導(dǎo)多集中在水、水產(chǎn)品和土壤中，在糧食方面的少之又少。我們采用GB 5009.17—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》對(duì)小麥粉中總汞含量進(jìn)行測(cè)定，并從樣品制備、標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度及樣品測(cè)量等方面評(píng)定了不確定度，為評(píng)估檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AFS 9700雙道原子熒光光度計(jì)，北京海光儀器有限公司；AF-2汞空心陰極燈，北京有色金屬研究總院；PL203電子天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；Multiwave PRO微波消解儀，奧地利安東帕有限公司；BHW-09A45趕酸儀，上海博通化學(xué)科技有限公司；Direct 8超純水儀，美國(guó)Millipore公司。

汞標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/ml)，購(gòu)于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；硝酸和過(guò)氧化氫為優(yōu)級(jí)純；氫氧化鈉和硼氫化鉀均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

光電倍增管負(fù)高壓240 V，燈電流30 mA，載氣(Ar)流量400 ml/min，屏蔽氣流量900 ml/min，原子化器高度8 mm，讀數(shù)時(shí)間16 s，延遲時(shí)間4 s，載流為硝酸溶液(1∶9)。在此條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品供試液，扣除空白的熒光強(qiáng)度值，標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取小麥粉樣品0.400 g(精確至0.001 g)，置于消解管內(nèi)，加入2.0 ml過(guò)氧化氫和4.0 ml硝酸，設(shè)置微波消解儀的最大功率為800 W，爬升時(shí)間10 min，保持時(shí)間20 min，待消解結(jié)束冷卻后取出，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解管放在控溫電熱套內(nèi)于80℃加熱，趕去棕色氣體，冷卻后將消化液轉(zhuǎn)移至25 ml容量瓶中，用少許水分3次洗滌消解管內(nèi)壁，洗滌液合并于轉(zhuǎn)入容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時(shí)作空白試驗(yàn)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線配制

100 μg/ml汞標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋得到10 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別移取標(biāo)準(zhǔn)工作液0.50、1.00、2.00、4.00和5.00 ml定容至50 ml，制得質(zhì)量濃度為0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.5 樣品測(cè)定

按1.2儀器條件，預(yù)熱30 min，對(duì)汞標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測(cè)試，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，利用線性最小二乘法對(duì)測(cè)定值進(jìn)行擬合，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測(cè)定樣品。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)學(xué)模型

式中，X為試樣中汞的含量，mg/kg；C0為空白溶液中汞濃度，ng/ml；C1為測(cè)定溶液中汞濃度，ng/ml；V為試樣消化液定容總體積，ml；m為試樣質(zhì)量，g；1 000為換算系數(shù)。

2.2 不確定度來(lái)源分析

不確定度分量來(lái)源于樣品制備不確定度、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制不確定度及樣品測(cè)量不確定度。

樣品制備的不確定度與樣品稱(chēng)量及消化液定容引入的不確定度有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的不確定度與標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液自身、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度有關(guān)。樣品測(cè)量的不確定度與樣品測(cè)量的重復(fù)性及回收實(shí)驗(yàn)引入的不確定度有關(guān)。

2.3 不確定度分量的分析與計(jì)算

2.3.1樣品制備引入的不確定度

2.3.1.1樣品稱(chēng)量

樣品稱(chēng)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.1.2消解液定容

微波消解后的樣品溶液使用25 ml的A級(jí)容量瓶定容，容量瓶引入的不確定度包括由校準(zhǔn)引入的不確定度u(V25 ml)和由溫度效應(yīng)(環(huán)境溫度24℃)引入的不確定度u(T25 ml)。

根據(jù)JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》[13]，其最大允許誤差為±0.03 ml，按均勻分布，則25 ml容量瓶引入的相對(duì)不確定度為：

urel(V25 ml)=0.017 3÷25=6.92×10-4

通過(guò)溫度變化范圍和體積膨脹系數(shù)可以估算出溫度效應(yīng)引入的不確定度，玻璃的膨脹系數(shù)(9.8×10-6/℃)遠(yuǎn)小于水的膨脹系數(shù)(2.1×10-4/℃)，因此可以忽略不計(jì)[3]。容量瓶的校準(zhǔn)溫度為20℃，樣品測(cè)定時(shí)環(huán)境溫度為24℃，取均勻分布，則溫度效應(yīng)引入的相對(duì)不確定度為：

=4.85×10-4

消解液定容過(guò)程引入的相對(duì)不確定度為：

=8.45×10-4

計(jì)算得出樣品制備的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=1.11×10-3

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度引入的不確定度

2.3.2.1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液

本實(shí)驗(yàn)采用的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為100 μg/ml，已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)給出的擴(kuò)展不確定度為0.8%，k=2，則汞標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液由100 μg/ml(即1.0×105ng/ml)汞標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)2級(jí)逐級(jí)稀釋配制而成，配制步驟見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中量器引入的不確定度

=0.007 1

樣品測(cè)定時(shí)環(huán)境溫度為24℃，取均勻分布，則合成由溫度效應(yīng)引入的相對(duì)不確定度為：

標(biāo)準(zhǔn)曲線配制過(guò)程引入的相對(duì)不確定度為：

=0.007 4

2.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合

對(duì)5個(gè)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別重復(fù)測(cè)定3次，測(cè)得其熒光強(qiáng)度響應(yīng)值，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液測(cè)定結(jié)果

利用線性最小二乘法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行擬合，得到回歸方程為：y=134.856x-0.472，相關(guān)系數(shù)：R=0.999 6。則由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=1.8

=2.71

=0.009 8

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=0.036 2

計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=0.037 2

2.3.3樣品測(cè)量引入的不確定度

3.3.3.1樣品測(cè)量重復(fù)性

選取1份市售小麥粉樣品，按照1.3節(jié)方法前處理后，在1.2節(jié)儀器條件下平行測(cè)定7次，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 樣品測(cè)定結(jié)果 mg/kg

由表4可知，由樣品測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度為：

=4.47×10-3

2.3.3.2回收實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度

測(cè)定樣品加標(biāo)回收率結(jié)果見(jiàn)表5。則由樣品回收實(shí)驗(yàn)引入的相對(duì)不確定度為：

表5 樣品中的加標(biāo)回收率

=0.014 8

計(jì)算得出樣品測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=0.015 5

2.4 相對(duì)不確定度的合成與擴(kuò)展

2.4.1合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)以上計(jì)算得出各不確定度分量，見(jiàn)表6。

表6 不確定度分量表

根據(jù)不確定度來(lái)源分析，可知表6中各不確定度分量互不相關(guān)，合成為：

=0.040 3

2.4.2擴(kuò)展不確定度評(píng)定

樣品中汞含量為0.016 9 mg/kg，取包含因子k=2，置信水平P=95%,則擴(kuò)展不確定度為：

U=2u(X)=0.001 4mg/kg。

2.5 結(jié)果表示

小麥粉中汞含量為：

X=(0.016 9±0.001 4)mg/kg，k=2，P=95%。

3 結(jié)論

以微波消解-原子熒光光譜法測(cè)定小麥粉中的汞含量，結(jié)果表示為汞含量為0.016 9±0.001 4 mg/kg，k=2，P=95%。從影響測(cè)定結(jié)果的不確定度分量得出，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度最大，其次是回收實(shí)驗(yàn)引入的不確定度，由其他因素引入的不確定度貢獻(xiàn)都很小，可忽略不計(jì)。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度梯度，使標(biāo)準(zhǔn)曲線的中點(diǎn)與樣品的質(zhì)量濃度接近，必要時(shí)使用回收率校正因子對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行修正[15]，用以降低測(cè)定結(jié)果的不確定度，從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。