微波消解-原子吸收法测定小麦粉中镉的不确定度评定

郭智广 张颖 宋延娟 段鹿梅 邵利锋 徐为霞

摘要 [目的]评定微波消解-原子吸收法测定小麦粉中镉的不确定度。[方法]按照《GB 5009.15—2014食品安全国家标准 食品中镉的测定》的要求，采用微波消解-原子吸收分光光度法测定小麦粉中镉含量，根据该测量过程建立的数学模型，从样品称量、样品溶液定容、标准溶液的配制、标准曲线的拟合、样品的重复测定、回收率等方面进行不确定度分析计算。[结果]小麦粉样品中的镉含量为0.142 mg/kg，扩展不确定度为0.010 5 mg/kg，k=2。[结论]测量过程中不确定度主要来源于样品消解回收率和标准曲线的拟合。

关键词 微波消解-原子吸收法;小麦粉;镉;不确定度;评定

中图分类号 TS207.3文献标识码 A

文章编号 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年来，随着我国工业化进程的加速和社会经济的快速发展，农田土壤污染和质量下降问题日趋突出。2014年4月国家环境保护部与国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国耕地土壤镉污染物点位超标率达7.0%，耕地土壤镉污染会导致农产品镉含量超标[1]。小麦是人类最重要的食物和营养来源之一，是食品安全监测的重点。近年来，国内已发生了镉大米、镉小麦等镉污染相关的事件。长期食用镉含量超标的食物会影响人的骨骼，导致骨软化，肾脏功能也会受到影响，对人体健康造成严重危害[2-3]。

测量不确定度是现代误差理论的重要内容，用不确定度来评价測量结果的质量是较为可靠的方法[4]，不确定度的评估是国际检测实验室互认和通用准则接轨的基础，是评定测量结果质量的一个重要指标[5]。基于不确定度的评定结果，检验人员在检验过程中可重点关注产生测量不确定度的环节，并尽量降低测量不确定度的形成[6]。笔者通对测量中各参数进行不确定度来源分析，找出对检测结果影响较大的不确定度分量，对提高实验室检测质量具有十分重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦（某专项抽检样品）;镉标准溶液（1 000 mg/L，GSB 04-1721—2004），国家有色金属及电子材料分析测试中心;国家标准物质——湖南大米GBW10045（GSB-23）;硝酸、双氧水，均为苏州晶瑞化学有限公司UP级。

1.2 仪器与设备

石墨炉原子吸收分光光度计（德国耶拿ZEEnit-700P）;微波消解仪（美国CEM公司MARS）;XP204电子天平（精密度0.0001，梅特勒-托利多）。

1.3 试验方法

1.3.1 试样处理。将小麦粉样品于80 ℃烘干3 h后，置于干燥器中冷却至室温后，准确称取小麦粉样品（视为干燥、均匀）约0.250 0 g（精确至0.000 1 g），于微波消解罐中，加入7 mL浓硝酸和1 mL过氧化氢，进行微波消解。消解液赶酸至1 mL左右后，纯水定容至25 mL容量瓶中。同时做试剂空白。全程采用湖南大米国家标准物质做质控样。

1.3.2 仪器条件。灯电流 6 mA，波长228.8 nm，狭缝0.2 nm，背景矫正方式为塞曼。

1.3.3 标准曲线绘制及试样测定。将镉标准溶液用0.5 mol/L的硝酸溶液逐级稀释成浓度2.00 ng/mL的镉标准使用溶液（母液）。再由仪器自动稀释成0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 ng/mL的镉系列标准溶液，基体改进剂使用20 g/L的磷酸二氢铵溶液，进样体积为3 μL，用测得吸光度对镉的浓度绘制标准曲线。对未知浓度试样溶液进行测定，利用该线性方程求出样品中镉含量。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源分析

根据测量不确定度的一般评定步骤以及测定过程，分析对测量结果有影响的不确定度分量来源，如图1。具体引入不确定度的来源包括测量重复性、样品称量、样品溶液定容、仪器稳定性、标准系列的配制、标准曲线的拟合、样品溶液的测定、样品空白、消解回收率。

2.1.1 测量重复性。测量重复性是在相同测量方法、相同观测者、相同测量仪器、相同场所、相同工作条件、短时间内，对同一被测量指标连续测量所得结果之间的一致程度。每次重复测试的结果波动均会引入不确定度，来源包括样品称量、样品溶液定容、仪器波动以及人员操作等重复性操作。为避免重复引入，该试验过程将天平称量、移液、定容体积重复性等几个分量合并为总测量过程的一个分量，由测定结果重复性表示[7]。

2.1.2 样品称量。样品称量引入的不确定度包括天平最大允许误差和天平重复称量的波动性（该因素合并于测量重复性）。

2.1.3 样品溶液定容。样品溶液定容引入的不确定度包括容量瓶的允许误差、操作过程中的温度变化、定容的随机性（该因素合并于测量重复性）。

2.1.4 仪器稳定性。仪器稳定性引入的不确定度参见仪器检定证书给出的不确定度。

2.1.5 标准曲线绘制。标准曲线绘制引入的不确定度包括标准物质证书给出的镉标准溶液（1 000 mg/L）的相对不确定度、稀释过程中容量瓶和吸量管的允许误差、操作过程中的温度变化、量器定容、移取的随机性（该因素合并于测量重复性）、进样器自动稀释（合并于仪器稳定性）。

2.1.6 样品溶液的测定。通过标准曲线拟合方程求得样品溶液中镉浓度，由标准曲线拟合引入的不确定度。

2.1.7 样品空白。根据以往的检测经验，把空白溶液的波动性对检测结果的影响作为由样品空白测定引入的相对标准不确定度[7]。

2.1.8 消解回收率。消解回收率主要来源于样品消解、转移过程中的损失或污染，以及在测定时可能产生的基体干扰[7]。

3 结论与讨论

影响测定结果的不确定度主要来源于样品消解回收率和標准曲线拟合2个方面，测量重复性、仪器稳定性、标准溶液的配制、样品空白也对检测结果有较大影响，样品称量和消化溶液定容引入的不确定度相对较小。所以样品消解过程中应控制好样品量，选好消解升温程序，控制好赶酸温度，既要保证样品消解完全，又要保证待测物质不损失;尽量选用国家有证标准物质，定期做好期间核查，配制标准溶液要选用经过检定的A级玻璃量器;测量过程中必须认真做好每个环节的质量控制，做好精密度、稳定性、重复性和加标回收试验，确保检测结果的准确可靠。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品中镉的测定：GB 5009.15—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2] 环境保护部，国土资源部.全国土壤污染状况调查公报[EB/OL].（2014-04-17）[2018-12-20].http：//www.gov.cn/foot/2014-04/17/content_2661768.htm.

[3] 邓新，温璐璐，迟鑫姝.镉对人体健康危害及防治研究进展[J].中国医疗前沿，2010，5（10）：4-5.

[4] 刘烨潼，陈秋生，张强，等.食用菌重金属污染对人体的健康风险分析[J].湖北农业科学，2015，54（2）：440-443.

[5] 李倩.浅谈测量不确定度的意义及其在实验室质量管理中的应用[J].科技创新与应用，2015（14）：176-177.

[6] 中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京：中国计量出版社，2002：4-5.

[7] 苏祖俭，胡曙光，蔡文华，等.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定大米中无机砷的不确定度评定[J].食品安全质量检测学报，2018，7（14）：3603-3610.

[8] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中国标准出版社，2013.

[9] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.常用玻璃量器检定规程：JJG 196—2006[S].北京：中国计量出版社，2007.