原子熒光法測量飼料中總砷含量及其不確定度評定

張艷春 李 喆

1.遼寧省營口市食品藥品檢驗檢測中心，遼寧營口115000；2.遼寧省農業科學院，沈陽110161

相較于銀鹽法檢測飼料中的總砷含量，原子熒光法更簡單、更高效、更靈敏，是近年來發展較快的一種檢測分析技術。本試驗依據國標GB/T 13079-2006 中的氫化物原子熒光光度法，測定肉鵝配合飼料中的總砷含量，分析試驗過程中不確定度的來源，并對其不確定度做評定。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1）待測飼料。肉鵝配合飼料。

2）試驗試劑。鹽酸溶液、硝酸鎂溶液、氫氧化鉀、硼氫化鉀、硫脲、抗壞血酸、砷標準溶液。

3）試驗器材。電子分析天平、電爐、箱式電阻爐、原子熒光分光光度計（北京普析PF-52）、容量瓶、移液管。

1.2 試驗方法

稱取約2 g 的試樣6 份（精確到0.1 mg）于6個瓷坩堝中，準確加入5 mL 硫酸鎂溶液，炭化完全后轉移至箱式電阻爐進行干灰化，其灰化溫度控制在550 ℃左右，時間4 h，冷卻后加入10 mL 鹽酸溶解，煮沸冷卻后轉移至50 mL 容量瓶中，加入2.5 mL硫脲并定容。同時做樣品空白6 份，樣品空白的處理與試樣一致，處理后的樣品溶液與標準系列比較定量總砷元素的含量。

2 試驗結果

2.1 計算公式

式中：X——試樣中總砷的含量，mg/kg；

C——測定樣液中總砷的含量，ng/mL；

C0——樣品空白中總砷的含量，ng/mL；

VA——試樣消解液的定容總體積，mL；

m——樣品質量，g；

f——稀釋倍數。

根據公式所得結果如表1所示。表1中顯示了本次試驗6 個平行所稱取的樣品質量、定容體積。處理后的樣品溶液通過原子熒光光度計分析得空白樣品和試驗樣品的熒光值，與標準系列比較如圖1定量試驗樣品總砷元素的含量，是評定不確定度所需量值。

2.2 標準曲線

標準曲線見圖1。

3 不確定度評定

3.1 測量模型

式中：Y——試樣中總砷含量；

rep——測量重復性；

m——樣品質量；

VA——樣品定容體積；

C0——標準溶液；

Cn——標準曲線擬合；

S0——樣品空白。

3.2 識別測量中不確定度來源

由3.1 的測量模型描述可知，不確定度的來源主要由6 個輸出量來評定，用因果圖表示（圖2）。

3.3 不確定度分量評定

1）評定rep的相對標準不確定度urel（rep）。稱取試驗樣品6 份，按照同樣的測量條件進行平行測定，測定結果見表2，平均值=0.0235 mg/kg，標準偏差s（x）=0.0003785。則u（rep）為：

2）評定m的相對標準不確定度urel（m）。樣品質量的標準不確定度主要影響量為天平最大允許誤差，查得天平檢定證書的最大允許誤差為±0.1 mg。實際操作中使用電子天平是自動顯示數字的天平，由一次回零稱取試樣約2 g，精確到0.1 mg，按照均勻分布，則u（m）為：

表1 試驗結果

圖1 標準曲線圖

圖2 不確定度來源

3）評定VA的相對標準不確定度urel（VA）。urel（VA）來自樣品前處理后中的容量瓶，本試驗使用的是50 mL 容量瓶，容量瓶的標準不確定度包括容量瓶的容量允許誤差u（VA）引入的不確定度和溫度影響引起的誤差u（VC）引入的不確定度組成，本次測量過程實驗室溫度為20 ℃，因此u（VC）未參與計算。經查詢標準JJG 196-2006《常用玻璃量器》規定，20 ℃時50 mL 容量瓶（A 級）的容量最大允許誤差為±0.05 mL。按照均勻分布，則

u（VA）為：

urel（VA）為：

4）評定砷標準溶液的相對標準不確定度urel（C0）。標準溶液引入的不確定度由標準物質證書的不確定度u（Cs）和標準儲備液配制過程引入的不確定度u（Cp）組成。本試驗所用砷標準溶液采用的是國家標準物質GBW08611，標準值為1 000 μg/mL，證書中給出的不確定度為U=±1 μg/mL，包含因子k=2，則其標準不確定度為：

標準物質引入的相對標準不確定度為：

標準溶液配制過程引入的不確定度：

①標準溶液儲備液配制：取1.0 mL 總砷標準溶液稀釋至100 mL，濃度為10 μg/mL。

②標準稀釋液配制：取1.0 mL 標準儲備液（10 μg/mL）稀釋至100 mL，濃度為100 ng/mL。

③標準使用液：取10 mL 標準中間液，加入濃鹽酸5 mL，5%的硫脲和5%抗壞血酸10 mL，定容至100 mL，配制成10 ng/mL 的砷標準工作液。由儀器自動稀釋成濃度為0、1、2、4、8、10 ng/mL 的標準曲線（根據儀器需要配制）。計算公式：標準使用液第n 點

JJG 196-2006《常用玻璃量器》規定，20 ℃時100 mL 容量瓶（A 級）的容量最大允許誤差為±0.1 mL；±1.0、±5.0、±10 mL 單標線吸管（A 級）的容量最大允許誤差分別為±0.007、±0.015、±0.020 mL，按照均勻分布，則定容到100 mL 容量瓶引入的相對標準不確定度：

1.0 mL 分度吸管引入的相對標準不確定度：

5.0 mL 單標線吸管引入的標準不確定度：

10.0 mL 單標線吸管引入的標準不確定度：

標準溶液配制過程引入的相對標準不確定度為：

標準溶液引入的相對標準不確定度

5）評定砷標準曲線擬合引入的相對標準不確定度urel（Cn）。標準曲線濃度點分別為（ng/mL）：0、1、2、4、8、10。上機測定2 次，得到的數據見表2，用最小二乘法擬合，得出標準曲線方程為y=218.8767x-17.6523，則yj見表2，單一樣品溶液測定：p=2，n=12。

根據表2計算標準曲線剩余標準差：

式中：yi——標準溶液各濃度點對應的熒光值；

yj——根據標準曲線算出的理論熒光值；

n——標準曲線的點數。

表2 計算urel（Cn）的數據

標準曲線擬合引入的標準不確定度

式中：s（y）——校正標準曲線剩余標準差，相當于標準曲線上的熒光值；

b——校正標準曲線斜率；

——單一樣品溶液測量次數（2 次）；

cd——單一待測樣品（上機液）濃度的平均值，ng/mL；

n——測定的校正標準曲線的點數；

cj——標準曲線各點濃度理論值，ng/mL；

6）評定So引入的相對標準不確定度urel（So）。平行做6 個樣品空白，不加樣品，其余操作同測量過程。樣品空白測定結果的熒光值見表1，平均值=36.851 6，標準偏差S（So）=1.384 2。樣品空白的標準不確定度：

樣品空白的相對標準不確定度：

3.4 計算相對合成標準不確定度和合成標準不確定度

相對合成標準不確定度為：

3.5 擴展不確定度

按國際慣例，95%置信概率下取包含因子k=2，將合成標準不確定度乘以包含因子計算得到測量結果的擴展不確定度為：

3.6 報告測量結果

測定結果報告為：（0.0235 ±0.0058）mg/kg。

4 結 論

原子熒光法測定飼料中總砷含量需要注意：所使用的試劑均要求至少優級純；注意硼氫化鉀和氫氧化鉀的配置比例；抗壞血酸要現用現配；容量瓶需用稀硝酸浸泡；標準溶液需逐級稀釋，不可一步到位以及原子熒光光度計的預熱和維護等都需注意。含量檢測的測量不確定度的來源應該根據實際檢測過程中的實際情況進行具體分析，本次試驗忽略了儀器本身的不確定度，又由于試驗溫度在20 ℃，因此溫度變化引入的不確定度也未參與評定。所以本次試驗中不確定度是主要從測量重復性、樣品質量、樣品定容體積、標準溶液配制、標準曲線擬合和樣品空白6 個方面引入的標準不確定度來進行評定。