王立奇 朱輝 高穎

摘 要：測量不確定度的評定對實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制和評價檢測質(zhì)量非常重要。本文介紹了測量不確定度的基本概念，以測量乳粉中鋅的含量為例，闡明了測量不確定度的評定步驟，分析了影響測量不確定度的因素，通過計算得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度，最終根據(jù)鋅含量的測量結(jié)果得出擴(kuò)展不確定度。

關(guān)鍵詞：測量不確定度;標(biāo)準(zhǔn)不確定度;合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度;擴(kuò)展不確定度

Uncertainty Evaluation of Determination of Zinc in Milk Powder by Flame Atomic Absorption Spectrometry

WANG Liqi， ZHU Hui， GAO Ying

（Chaoyang Inspection Testing Authentication Center， Chaoyang 122000， China）

Abstract： Evaluation of measurement uncertainty is very important for internal laboratory quality control and evaluation of testing quality.This paper introduces the basic concept of measurement uncertainty， measures the zinc content of milk powder， clarifies the evaluation steps of measurement uncertainty， analyzes the factors affecting the measurement uncertainty， calculates the synthetic standard uncertainty， and finally obtains the extended uncertainty? according to the measurement results of zinc content.

Keywords： measurement uncertainty; standard uncertainty; synthesis standard uncertainty; extension uncertainty

測量不確定度簡稱不確定度，是根據(jù)所用到的信息表征賦予被測量值分散性的非負(fù)參數(shù)。測量不確定度一般由若干分量組成，其中一些分量可根據(jù)一系列測量值的統(tǒng)計分布，按測量不確定度的A類評定進(jìn)行評定，并用實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征，而另一些分量則可根據(jù)經(jīng)驗或其他信息假設(shè)的概率分布，按測量不確定度的B類評定進(jìn)行評定，也用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。測量不確定度是測量結(jié)果的一部分，報告測量結(jié)果的同時必須報告不確定度，這才是完整的和有意義的[1-2]。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

原子吸收光譜儀900T，美國PE;電子分析天平JA2003，上海良平;微波消解儀MARS6 Classic，美國CEM。

鋅溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)100 μg/mL，GBW（E）080130，中國計量科學(xué)研究院。

1.2 實驗方法

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鋅的測定》（GB 5009.14—2017）中第一法火焰原子吸收光譜法原理，試樣消解處理后，經(jīng)火焰原子化，在213.9 nm處測定吸光度，在一定濃度范圍內(nèi)鋅的吸光值與鋅含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.2.1 試樣前處理

微波消解：準(zhǔn)確稱取固體試樣0.2～0.8 g（精準(zhǔn)至0.001 g）于微波消解罐中，加入5 mL硝酸，按照微波消解的操作步驟消解試樣，冷卻后取出消解罐，在電熱板上于140～160 ℃趕酸至1 mL左右，消解罐放冷后，將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用少量水洗滌消解罐2～3次，合并洗滌液于容量瓶中，用水定容至刻度，混勻備用，同時做試劑空白試驗。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別用1 mL、2 mL、5 mL的吸管吸取適量的鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液分別定容至10 mL、25 mL、100 mL的容量瓶中，得到溶度為0.1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.3 μg/mL、0.4 μg/mL、0.5 μg/mL及0.6 μg/mL的鋅標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2.3 測定

（1）儀器參考條件，見表1。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。將鋅標(biāo)準(zhǔn)系列溶液按質(zhì)量濃度由低到高的順序分別導(dǎo)入火焰原子化器，原子化后測其吸光度值，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度值為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）試樣測定。在與測定標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的實驗條件下，將空白溶液和試樣溶液分別導(dǎo)入火焰原子化器，原子化后測其吸光值，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.2.4 數(shù)學(xué)模型

（1）

式中：W為試樣中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg;C為測定用試樣中鋅的含量，μg/mL;V為試樣處理后的總體積，mL;m為試樣的質(zhì)量，g。

1.2.5 測量不確定度的來源

測量不確定度的來源包括：①測量過程的重復(fù)性引入的不確定度分量;②天平示數(shù)誤差引入的不確定度分量;③標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度;④標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度;⑤待測溶液的容量體積引入的不確定度[3]。

2 不確定度的評定

2.1 測定結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度（A類評定）

對樣品進(jìn)行8次平行測定，樣品的測量結(jié)果見表2。

單次測量不確定度為：

式中：n為平行測定次數(shù)，n=8;xi為單次測量的鋅含量，mg/kg;x為8次測量的鋅含量平均值，mg/kg。

算數(shù)平均值的不確定度：

測量結(jié)果的相對不確定度：

2.2 試樣稱量過程引入的不確定度（B類評定）

依據(jù)GB 5009.14—2017，稱量要求精確至小數(shù)點(diǎn)后第3位，該級別天平在0≤m≤500范圍內(nèi)的最大允差為±0.005 g（±0.5e，e=0.01）。

按照均勻分布（k=），則，m=1.25 g，則稱量引入的相對不確定度為：

2.3 定容過程引入的不確定度（B類評定）

樣品消解后定容至25 mL容量瓶中，按照均勻分布（k=），則，相對不確定度為。

定容到25 mL容量瓶，溫度變化引入的相對不確定度（假設(shè)溫度有3 ℃差異，水溶液定容），體積變化為a=V×液體膨脹系數(shù)×T=25×2.1×10-4×3，k=1.96，，則定容過程的合成相對不確定度為。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度（B類評定）

標(biāo)準(zhǔn)證書給出的相對不確定度Urel（標(biāo)）=0.008%

2.5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋過程引入的不確定度（B類評定）

按照均勻分布k=，則各分量的相對不確定度為以下幾方面。

（1）1 mL移液管的相對不確定度為：

（2）2 mL移液管的相對不確定度為：

（3）5 mL移液管的相對不確定度為：

（4）10 mL容量瓶的相對不確定度為：

（5）25 mL容量瓶的相對不確定度為：

（6）100 mL容量瓶的相對不確定度為：

定容過程中，引入的相對不確定度為：

定容到10 mL容量瓶，溫度變化引入的相對不確定度為：

。

定容到25 mL容量瓶，溫度變化引入的相對不確定度為：

定容到100 mL容量瓶，溫度變化引入的相對不確定度為：

由溫度變化引起的相對不確定度為：

稀釋過程中引入的相對不確定度為：

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)引入的不確定度（A類評定）

（1）用配制的標(biāo)準(zhǔn)系列0 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.3 mg/L、0.4 mg/L、0.5 mg/L及0.6 mg/L測定2次，得到數(shù)據(jù)如表3所示。直線方程：y=a+bx=0.007 9;b=0.431 4;r=0.999。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線剩余標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)曲線剩余標(biāo)準(zhǔn)差引入的不確定度[4]為：

（2）

（3）

式中：p為樣品的重復(fù)測量次數(shù)，p=8;n為標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)測量次數(shù)之和，n=14;x為樣品測量結(jié)果的平均值，x=0.364。

標(biāo)準(zhǔn)曲線剩余標(biāo)準(zhǔn)差引入的相對不確定度為：

3 合成不確定度

各不確定度分量匯總表見表4。

合成相對不確定度為：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

，

4 擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度為U=U（w）×k=0.38 mg/kg，k=2，p=95%;測量結(jié)果表示為W=（10.84±0.38）mg/kg（k=2）[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]丁文.火焰原子吸收光譜法測定土壤中鋅含量的測量不確定度評定[J].化學(xué)分析計量，2005（3）：7-9.

[2]中國合格評定國家認(rèn)可委員會.化學(xué)分析中不確定度的評估指南：CNAS—GL006：2019[EB/OL].（2019-04-09）

[2022-01-08]https：//www.cnas.org.cn/rkgf/sysrk/rkzn/2019/04/896487.shtml.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.化學(xué)分析測量不確定度評定：JJF 1135—2005[EB/OL].北京：中國計量出版社，2005.

[4]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[5]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.測量不確定度評定和表示：GB/T 27418—2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.