劉康書(shū)，羅天林，梁藝馨

（貴陽(yáng)海關(guān)，貴州貴陽(yáng) 550081）

竹蓀是一種極其名貴的食用菌，被譽(yù)為“菌中皇后”，具有較高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值[1]，有抑菌[2]、抗氧化[3]、降血壓、血脂、膽固醇[4]、抑制腫瘤[5]、調(diào)節(jié)免疫功能[6]等作用。但是隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，越來(lái)越多的重金屬?gòu)淖匀槐镜字斜会尫诺江h(huán)境中，竹蓀的種植環(huán)境和加工環(huán)境可能遭到污染，相關(guān)部門(mén)在監(jiān)管過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)的竹蓀出現(xiàn)總汞含量較高，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中規(guī)定的限量值[7]，這不僅造成浪費(fèi)，還影響了產(chǎn)地聲譽(yù)。因此，檢測(cè)結(jié)果的可靠性對(duì)于判斷產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求十分重要。目前，食品中總汞的測(cè)定方法主要有電感耦合等離子體質(zhì)譜法[8?13]、原子熒光光譜法[14?16]、全自動(dòng)測(cè)汞儀法[17?19]等。由于這幾種方法的靈敏度各不相同，所以在一定濃度范圍內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度也不同，而且在分析過(guò)程中都不可避免的存在誤差，此時(shí)，不確定度的大小就發(fā)揮了較大的作用。

測(cè)量不確定度是表征合理的賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。它是評(píng)價(jià)檢測(cè)結(jié)果可信度的重要指標(biāo)，是測(cè)量結(jié)果的一部分，沒(méi)有不確定度的測(cè)量結(jié)果是不完整而且無(wú)實(shí)際意義。按照國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[20]、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27025-2019《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》[21]、CNAS-GL01-G003：2019《測(cè)量不確定度的要求》[22]及CNAS-GL006：2019《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》[23]中的要求，測(cè)量不確定度的評(píng)估成為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)十分重要的工作。全自動(dòng)測(cè)汞儀采用直接進(jìn)樣，不需要對(duì)樣品進(jìn)行消解，也無(wú)需任何試劑，操作方便快速，在近幾年得到很大的發(fā)展和應(yīng)用。但是，目前大多數(shù)學(xué)者對(duì)食品中總汞含量的測(cè)量不確定度的研究多集中在原子熒光光譜法[24]及電感耦合等離子體質(zhì)譜法[25]這兩種方法，而對(duì)全自動(dòng)測(cè)汞儀測(cè)定食品中總汞含量的測(cè)量不確定度研究的相關(guān)報(bào)道較少，本研究對(duì)全自動(dòng)測(cè)汞儀和原子熒光光譜儀測(cè)定竹蓀中總汞含量的不確定度進(jìn)行分析，比較這兩種方法在一定濃度范圍內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，以期為今后檢測(cè)人員選擇合適的檢測(cè)方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

竹蓀 市售；汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液GSB 04-1729-2004（1000 μg/mL） 國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；重鉻酸鉀（分析純）、硝酸（優(yōu)級(jí)純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；實(shí)驗(yàn)用水 超純水；其他試劑 均為分析純。

DMA-80全自動(dòng)汞分析儀 意大利Milestone公司；AF610D2原子熒光光譜儀 北京北分瑞利公司；XPE204電子分析天平 瑞士Mettler Toledo公司；MARS6CLASS微波消解儀 美國(guó)CEM公司；EHD-24控溫電熱消解儀 北京東航科儀儀器有限公司；Milli-Q超純水處理系統(tǒng) 美國(guó)Milli-pore公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理 全自動(dòng)測(cè)汞儀法無(wú)需進(jìn)行樣品消解，準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.1 g（精確到0.001 g）于空白值低于0.003 ng的石英舟中，直接測(cè)定。

原子熒光法的樣品前處理：準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.5 g（精確到0.001 g）于消解罐中，加入5 mL硝酸，加蓋放置過(guò)夜，按照微波消解儀的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟進(jìn)行消解。消解完全后，待冷卻取出，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在控溫電熱消解儀中，80 ℃加熱趕酸至近干，取出消解內(nèi)罐，將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL塑料容量瓶中，用少量水分3次洗滌內(nèi)罐，洗滌液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制 準(zhǔn)確移取1.00 mL汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg/mL）于100 mL容量瓶中，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）稀釋至刻度，混勻，此溶液濃度為10 μg/mL。

1.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制 準(zhǔn)確移取1.00 mL汞標(biāo)準(zhǔn)中間液（10 μg/mL）于100 mL容量瓶中，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）稀釋至刻度，混勻，此溶液濃度為100 ng/mL。

1.2.2.3 全自動(dòng)測(cè)汞儀法標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制 準(zhǔn)確移取10.00 mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液（100 ng/mL）于100 mL容量瓶中，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）稀釋至刻度，混勻，此溶液濃度為10 ng/mL。分別吸取10 ng/mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mL于空白值低于0.003 ng的石英舟中，相當(dāng)于汞含量為0.50、1.00、5.00、10.00、20.00 ng的標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.2.2.4 原子熒光法標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制 分別吸取100 ng/mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+9）稀釋至刻度，混勻，配制成汞濃度為0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.2.3 儀器條件

1.2.3.1 全自動(dòng)測(cè)汞儀的升溫程序 采用梯度升溫模式，全自動(dòng)測(cè)汞儀的升溫程序見(jiàn)表1。

表1 全自動(dòng)測(cè)汞儀的升溫程序Table 1 Temperature rising program of automatic mercury analyzer

1.2.3.2 原子熒光光譜儀的工作條件 采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)量方式，原子熒光光譜儀的工作條件見(jiàn)表2。

表2 原子熒光光譜儀的工作條件Table 2 Operation conditions of atomic fluorescence spectrometer

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2010軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)學(xué)模型的建立

2.1.1 全自動(dòng)測(cè)汞儀測(cè)定汞的數(shù)學(xué)模型

式（1）和式（2）中：Y為峰高；a為工作曲線的斜率；b為工作曲線的截距；C為樣品汞的含量，mg/kg；X為標(biāo)準(zhǔn)曲線得出的試樣中汞的質(zhì)量，ng；m為樣品質(zhì)量，g。

2.1.2 原子熒光光譜儀測(cè)定汞的數(shù)學(xué)模型

式（3）中：X為樣品中汞元素的含量，mg/kg；C為樣品消化液中扣除試劑空白后汞的質(zhì)量濃度，mg/L；V為樣品定容體積，mL；m為樣品質(zhì)量，g。

2.2 不確定度的主要來(lái)源

根據(jù)數(shù)學(xué)模型和測(cè)定的具體過(guò)程分析，兩種方法對(duì)竹蓀中汞測(cè)定的不確定度分量主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)曲線配制過(guò)程中量具引入的不確定度，溫度變化引入的不確定度，樣品稱(chēng)樣質(zhì)量引入的不確定度，定容體積引入的不確定度，加標(biāo)回收率引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合以及樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度等[26?29]。

2.3 不確定度分量的計(jì)算與分析

2.3.1 汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度 根據(jù)國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液GSB 04-1729-2004（1000 μg/mL）證書(shū)所提供的其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.7%，k=2，則汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)不確定度為

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程量具引入的不確定度 根據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中使用到的量具引入的不確定度按B類(lèi)不確定度評(píng)定，容量瓶按三角分布計(jì)算，吸量管及移液器按矩形分布計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)可知：全自動(dòng)測(cè)汞儀法中，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中量具引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中量具引入的不確定度Table 3 Uncertainty resulting from the preparation of standard solution by measuring instruments

原子熒光法中，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中量具引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中溫度變化引入的不確定度 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中溫度變化引入的不確定度是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中使用的量具與其檢定時(shí)溫度的不一致而產(chǎn)生的。由于各量具在檢定時(shí)的溫度為20 ℃，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制時(shí)，溫度一般控制在（20±5）℃范圍內(nèi)，而水在20 ℃時(shí)的體積膨脹系數(shù)為α=2.1×10?4/℃，按矩形分布，各量具因溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按計(jì)算，相對(duì)不確定度按計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 4。

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)可知：全自動(dòng)測(cè)汞儀法中，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中溫度變化引入的不確定度Table 4 Uncertainty resulting from the preparation of standard solution by temperature variation

原子熒光法中，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.4 樣品前處理過(guò)程中稱(chēng)樣質(zhì)量引入的不確定度根據(jù)天平檢定證書(shū)的最大允許誤差為±0.0005 g，按矩形分布，全自動(dòng)測(cè)汞儀法中，稱(chēng)取0.1 g（精確到0.001 g）的試樣，得到稱(chēng)樣質(zhì)量引入的相對(duì)不確定度為原子熒光法中，稱(chēng)取0.5 g（精確到0.001 g）的試樣，得到稱(chēng)樣質(zhì)量引入的相對(duì)不確定度為

2.3.5 樣品定容體積引入的不確定度 全自動(dòng)測(cè)汞儀法中，樣品無(wú)需消解，稱(chēng)量后直接檢測(cè)，不存在樣品定容體積引入的不確定度；原子熒光法中，樣品消化液定容至25 mL容量瓶中定容后測(cè)定，根據(jù)計(jì)量證書(shū)得知25 mL A級(jí)單標(biāo)線容量瓶的最大允差為±0.04 mL，可計(jì)算樣品定容體積引入的相對(duì)不確定度為

2.3.6 加標(biāo)回收率引入的不確定度 按1 g樣品中加入50 ng汞的加標(biāo)量（與樣品中汞的含量相當(dāng)），全自動(dòng)測(cè)汞儀法中，稱(chēng)取0.1 g的樣品，加入5 ng汞；原子熒光法中，稱(chēng)取0.5 g樣品，加入25 ng汞。考察回收率對(duì)不確定度的影響，按A類(lèi)評(píng)定，由回收率引入的相對(duì)不確定度根據(jù)公式計(jì)算，同時(shí)對(duì)回收率進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)若tt（0.05,n?1）=t（0.05,1）=12.71，則有顯著性差異，需在計(jì)算結(jié)果中乘以回收率校正因子進(jìn)行修正。結(jié)果見(jiàn)表5。

2.3.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度 按照1.2.3測(cè)定條件對(duì)兩種方法的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定2次，采用最小二乘法擬合得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、殘余標(biāo)準(zhǔn)誤差，同時(shí)對(duì)一陽(yáng)性樣品進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定，根據(jù)公式（4）對(duì)兩種方法中標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 曲線擬合數(shù)據(jù)及不確定度Table 6 Data for fitting calibration curve and uncertainty

式（4）中：S為殘余標(biāo)準(zhǔn)誤差，ng/mL；b為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；N為標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定的總次數(shù)；n為樣品的測(cè)量次數(shù)；c為被測(cè)樣品溶液質(zhì)量濃度的平均值，為標(biāo)準(zhǔn)溶液各校準(zhǔn)點(diǎn)質(zhì)量濃度的平均值，ng/mL；Scc為標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度的殘差和，ng/mL。

2.3.8 樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度 采用兩種方法分別對(duì)樣品重復(fù)測(cè)定3次，根據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，樣品重復(fù)測(cè)定產(chǎn)生的不確定度按A類(lèi)不確定度評(píng)定，可由公式（5）計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表7。

式中，n為樣品重復(fù)測(cè)定的次數(shù)；Xi為樣品每次的測(cè)度值，mg/kg,；為樣品重復(fù)測(cè)定的平均值，mg/kg。

2.4 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成

兩種方法中各不確定度分量相互獨(dú)立，不需要考慮分量間的相關(guān)性，全自動(dòng)測(cè)汞儀法測(cè)定竹蓀中總汞含量的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

原子熒光法測(cè)定竹蓀中總汞含量的合成相對(duì)不確定度為：

2.5 擴(kuò)展不確定度及結(jié)果表示

根據(jù)JJF1135-2005《化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定》[30]的要求，置信區(qū)間為95%時(shí)，擴(kuò)展因子k=2,全自動(dòng)測(cè)汞儀法測(cè)定竹蓀中總汞含量擴(kuò)展不確定度為U（Hg）=2×Urel（Hg）×X樣=2×0.053×0.052=0.006，測(cè)定結(jié)果表示為：（0.052±0.006）mg/kg；原子熒光法測(cè)定竹蓀中總汞含量擴(kuò)展不確定度為U′（Hg）=2 ×U′rel（Hg）×X′樣=2×0.024×0.050=0.0024，測(cè)定結(jié)果表示為：（0.050±0.002）mg/kg。

3 結(jié)論

通過(guò)比較全自動(dòng)測(cè)汞儀和原子熒光光譜儀測(cè)定竹蓀中總汞含量的不確定度評(píng)定，結(jié)果表明，兩種方法測(cè)定竹蓀中總汞含量的不確定度主要來(lái)源于：標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的擬合、樣品前處理過(guò)程、加標(biāo)回收率以及樣品測(cè)量重復(fù)性等。從兩種方法不確定度的評(píng)定過(guò)程看，汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度兩種方法一樣大；標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中量具、樣品前處理過(guò)程中稱(chēng)樣質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合引入的不確定度，全自動(dòng)測(cè)汞儀法大于原子熒光法；加標(biāo)回收率及樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度，原子熒光法大于全自動(dòng)測(cè)汞儀法。其中，加標(biāo)回收率、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的擬合、樣品測(cè)量重復(fù)性這三方面不確定度的貢獻(xiàn)較大。在實(shí)際工作中應(yīng)選擇合適的加標(biāo)濃度，繪制合理的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，使得樣品濃度接近工作曲線各濃度點(diǎn)的平均值，盡量增加樣品重復(fù)測(cè)定的次數(shù)來(lái)減小由此引入的不確定度。從兩種方法的擴(kuò)展不確定度的結(jié)果看，原子熒光法小于全自動(dòng)測(cè)汞儀法，因此，當(dāng)樣品中汞含量為0.050 mg/kg濃度水平時(shí)，原子熒光法的檢測(cè)結(jié)果更可信。這為檢測(cè)人員在今后的檢測(cè)工作中合理選擇檢測(cè)方法及怎樣提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供了參考。