火焰原子吸收光谱法测定乳粉中锌含量的不确定度评定

王立奇 朱辉 高颖

摘 要：测量不确定度的评定对实验室内部质量控制和评价检测质量非常重要。本文介绍了测量不确定度的基本概念，以测量乳粉中锌的含量为例，阐明了测量不确定度的评定步骤，分析了影响测量不确定度的因素，通过计算得出合成标准不确定度和相对标准不确定度，最终根据锌含量的测量结果得出扩展不确定度。

关键词：测量不确定度;标准不确定度;合成标准不确定度;扩展不确定度

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

測量不确定度简称不确定度，是根据所用到的信息表征赋予被测量值分散性的非负参数。测量不确定度一般由若干分量组成，其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并用实验标准偏差表征，而另一些分量则可根据经验或其他信息假设的概率分布，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表征。测量不确定度是测量结果的一部分，报告测量结果的同时必须报告不确定度，这才是完整的和有意义的[1-2]。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

原子吸收光谱仪900T，美国PE;电子分析天平JA2003，上海良平;微波消解仪MARS6 Classic，美国CEM。

锌溶液标准物质100 μg/mL，GBW（E）080130，中国计量科学研究院。

1.2 实验方法

《食品安全国家标准 食品中锌的测定》（GB 5009.14—2017）中第一法火焰原子吸收光谱法原理，试样消解处理后，经火焰原子化，在213.9 nm处测定吸光度，在一定浓度范围内锌的吸光值与锌含量成正比，与标准系列比较定量。

1.2.1 试样前处理

微波消解：准确称取固体试样0.2～0.8 g（精准至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骤消解试样，冷却后取出消解罐，在电热板上于140～160 ℃赶酸至1 mL左右，消解罐放冷后，将消化液转移至25 mL容量瓶中，用少量水洗涤消解罐2～3次，合并洗涤液于容量瓶中，用水定容至刻度，混匀备用，同时做试剂空白试验。

1.2.2 标准溶液配制

分别用1 mL、2 mL、5 mL的吸管吸取适量的锌标准溶液分别定容至10 mL、25 mL、100 mL的容量瓶中，得到溶度为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的锌标准系列溶液。

1.2.3 测定

（1）仪器参考条件，见表1。

（2）标准曲线的制作。将锌标准系列溶液按质量浓度由低到高的顺序分别导入火焰原子化器，原子化后测其吸光度值，以质量浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标，制作标准曲线。

（3）试样测定。在与测定标准溶液相同的实验条件下，将空白溶液和试样溶液分别导入火焰原子化器，原子化后测其吸光值，与标准系列比较定量。

1.2.4 数学模型

（1）

式中：W为试样中锌的质量分数，mg/kg;C为测定用试样中锌的含量，μg/mL;V为试样处理后的总体积，mL;m为试样的质量，g。

1.2.5 测量不确定度的来源

测量不确定度的来源包括：①测量过程的重复性引入的不确定度分量;②天平示数误差引入的不确定度分量;③标准曲线拟合引入的不确定度;④标准溶液配制引入的不确定度;⑤待测溶液的容量体积引入的不确定度[3]。

2 不确定度的评定

2.1 测定结果重复性引入的不确定度（A类评定）

对样品进行8次平行测定，样品的测量结果见表2。

单次测量不确定度为：

式中：n为平行测定次数，n=8;xi为单次测量的锌含量，mg/kg;x为8次测量的锌含量平均值，mg/kg。

算数平均值的不确定度：

测量结果的相对不确定度：

2.2 试样称量过程引入的不确定度（B类评定）

依据GB 5009.14—2017，称量要求精确至小数点后第3位，该级别天平在0≤m≤500范围内的最大允差为±0.005 g（±0.5e，e=0.01）。

按照均匀分布（k=），则，m=1.25 g，则称量引入的相对不确定度为：

2.3 定容过程引入的不确定度（B类评定）

样品消解后定容至25 mL容量瓶中，按照均匀分布（k=），则，相对不确定度为。

定容到25 mL容量瓶，温度变化引入的相对不确定度（假设温度有3 ℃差异，水溶液定容），体积变化为a=V×液体膨胀系数×T=25×2.1×10-4×3，k=1.96，，则定容过程的合成相对不确定度为。

2.4 标准物质引入的不确定度（B类评定）

标准证书给出的相对不确定度Urel（标）=0.008%

2.5 标准物质稀释过程引入的不确定度（B类评定）

按照均匀分布k=，则各分量的相对不确定度为以下几方面。

（1）1 mL移液管的相对不确定度为：

（2）2 mL移液管的相对不确定度为：

（3）5 mL移液管的相对不确定度为：

（4）10 mL容量瓶的相对不确定度为：

（5）25 mL容量瓶的相对不确定度为：

（6）100 mL容量瓶的相对不确定度为：

定容过程中，引入的相对不确定度为：

定容到10 mL容量瓶，温度变化引入的相对不确定度为：

。

定容到25 mL容量瓶，温度变化引入的相对不确定度为：

定容到100 mL容量瓶，温度变化引入的相对不确定度为：

由温度变化引起的相对不确定度为：

稀释过程中引入的相对不确定度为：

2.6 标准曲线校准引入的不确定度（A类评定）

（1）用配制的标准系列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测定2次，得到数据如表3所示。直线方程：y=a+bx=0.007 9;b=0.431 4;r=0.999。

（2）标准曲线剩余标准差。标准曲线剩余标准差引入的不确定度[4]为：

（2）

（3）

式中：p为样品的重复测量次数，p=8;n为标准曲线各点测量次数之和，n=14;x为样品测量结果的平均值，x=0.364。

标准曲线剩余标准差引入的相对不确定度为：

3 合成不确定度

各不确定度分量汇总表见表4。

合成相对不确定度为：

合成标准不确定度为：

，

4 扩展不确定度

扩展不确定度为U=U（w）×k=0.38 mg/kg，k=2，p=95%;测量结果表示为W=（10.84±0.38）mg/kg（k=2）[5]。

参考文献

[1]丁文.火焰原子吸收光谱法测定土壤中锌含量的测量不确定度评定[J].化学分析计量，2005（3）：7-9.

[2]中国合格评定国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南：CNAS—GL006：2019[EB/OL].（2019-04-09）

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

[3]國家质量监督检验检疫总局.化学分析测量不确定度评定：JJF 1135—2005[EB/OL].北京：中国计量出版社，2005.

[4]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，2012.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.测量不确定度评定和表示：GB/T 27418—2017[S].北京：中国标准出版社，2017.