直接進樣測汞法測定即食海帶中總汞的不確定度評定

占文慧

摘 要：目的：評定直接進樣測汞法測定即食海帶中汞的不確定度。方法：采用測汞儀直接進樣，快速測定即食海帶中汞含量，分析該方法測量不確定度的主要來源，并評估每一個分量的不確定度。結果：即食海帶中汞含量為0.007 9 mg/kg，其擴展不確定為0.001 1 mg/kg（k=2）。結論：直接進樣測汞法主要不確定度來源于制樣均勻性、標準曲線擬合和標準溶液配制。因此采用直接進樣測汞法時，需要嚴格控制制樣均勻性、標準曲線的線性及標準溶液配制過程，從而提高檢測結果的準確度。

關鍵詞：即食海帶;汞;不確定度

Evaluation of Uncertainty in the Determination of Total Mercury in Instant Kelp by Direct Injection Mercury Determination

ZHAN Wenhui

（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision， Foshan 528300， China）

Abstract： Objective： The uncertainty of determination of mercury content in instant kelp by direct mercury analyzer was evaluated. Methods： The mercury content in instant kelp was rapidly determined by direct injection with mercury analyzer， the main sources of measurement uncertainty in this method were analyzed， and the uncertainty of each component was evaluated. Results： The content of mercury in instant kelp was 0.007 9 mg/kg， and its expanded uncertainty was 0.001 1 mg/kg （k=2）. Conclusion： The main uncertainties of direct injection mercury determination method comes from sample preparation uniformity， standard curve fitting and standard solution preparation. Therefore， the direct injection mercury determination method need to strictly control the sample preparation uniformity， the linearity of the standard curve and the preparation process of the standard solution， so as to improve the accuracy of the test results.

Keywords： instant kelp; mercury; uncertainty

隨著工業化進程的發展，工業活動引發的汞污染越來越引起重視[1]?？諝?、水質和土壤一旦受到汞的污染，就可能在海洋生物、水體中生物及農作物中富集，通過食物鏈對人體的神經系統、肝臟、腎臟等造成危害[1]。海帶是生長在海水里的藻類植物，又稱海洋蔬菜，含有人體所需的鈣、磷、硒等營養元素，以及豐富的功能性物質，如褐藻酸、二十碳五烯酸、甘露醇、維生素（A、B、C和F）和?；撬岬?。海帶既有食用價值，又有藥用、保健、工業和農業價值[2-3]。然而海帶中蛋白質、甲殼胺和海藻酸等物質對水體中重金屬有一定的吸附性能[4]。鄭興[5]發現海帶對汞離子有很強的吸附性能。

《綠色食品 藻類及其制品》（NY/T 1709—2021）對藻類及其制品中甲基汞限量要求為0.5 mg/kg[6]。本文通過測定海帶中總汞含量來評估甲基汞，當總汞含量低于甲基汞限量值時，可以明確甲基汞符合限量值，產品安全可靠[7]。

食品中汞的檢測方法有直接測汞法[8]、ICP-MS法[9]、冷原子吸收法[10]、原子熒光光譜法[11-12]及雙硫腙比色法[13]。除直接測汞法，其他檢測方法都需要大量硝酸、硫酸和高氯酸，且具有分析時間長、試劑用量大、消化溫度難以控制、對于易揮發元素汞容易造成損失、方法的靈敏度差和穩定性差等缺點。海帶中汞含量屬于痕量分析，應采用直接測汞法。直接測汞法具有快速、取樣量少，靈敏度高、精度好和無試劑污染等優點，可直接進行樣品測定[14-15]。因此本文采用直接測汞法測定即食海帶中汞含量并對其進行不確定度分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

汞標準溶液（1 000 μg/mL，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院）;硝酸（UPS級，68%，蘇州晶瑞化學股份有限公司）;重鉻酸鉀（GR，99.8%，阿拉?。?試驗用水為Milli-Q凈化系統過濾的純水。

即食海帶為超市采購。

1.2 儀器與設備

DMA-80 evo測汞儀（意大利Milestone公司）;ME204電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）;Milli-Q超純水純化系統（美國Millipore公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

取5包樣品混勻后，按四分法，分取6份樣品勻漿，用作制樣均勻性測量。從6份中選一份樣品做12平行，其中6平行做測量重復性，另外6平行做加標樣品。

1.3.2 樣品測定

樣品舟于馬弗爐650 ℃烘30 min，冷卻后用于稱樣。稱取約0.1 g（精確至0.000 1 g）樣品于樣品舟中，進行上機檢測。

1.3.3 儀器條件

DMA-80 evo測汞儀：干燥溫度200 ℃，干燥時間60 s;分解溫度650 ℃，分解時間60 s;齊化時間12 s;載氣流量100 mL/min。

1.3.4 標準溶液的配制

取汞標準溶液1 000 mg/L，100 μL于100 mL容量瓶中，用重鉻酸鉀的硝酸溶液（0.5 g/L）定容至刻度，配制成濃度為1 000 μg/L的汞標準使用液。用可調移液器分別吸取汞標準使用液0 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.150 mL、0.200 mL、0.300 mL、0.400 mL、0.500 mL、0.750 mL、1.000 mL、1.250 mL、1.500 mL和2.00 mL于50 mL容量瓶中，得含汞濃度為0 μg/L、1.00 μg/L、2.00 μg/L、3.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L、8.00 μg/L、10.00 μg/L、15.00 μg/L、20.00 μg/L、25.00 μg/L、30.00 μg/L和40.00 μg/L的系列標準溶液。

用可調移液器分別吸取0.100 mL汞系列標準溶液置于樣品舟中，其汞含量為0 ng、0.10 ng、0.20 ng、0.30 ng、0.40 ng、0.60 ng、0.80 ng、1.00 ng、1.50 ng、2.00 ng、2.50 ng、3.00 ng和4.00 ng。用同一樣品舟，依次進樣，上機時溫度為25 ℃。

1.3.5 樣品中汞的含量計算

樣品中汞含量的計算如下：

（1）

式中：x為樣品中汞含量，mg/kg;c為汞質量，ng;m為樣品質量，g;

2 結果與分析

2.1 標準曲線擬合

汞校準曲線數據見表1。線性擬合回歸方程為y=0.045 3c-0.000 5，相關系數r=0.999 3，其中，y為峰高、c為汞質量，a=-0.000 5，b=0.045 3。

2.2 方法驗證

測量重復性見表2，平行測定6次，分別為0.007 5 mg/kg、0.007 5 mg/kg、0.007 7 mg/kg、0.007 2 mg/kg、0.007 4 mg/kg和0.007 3 mg/kg，6次相對標準偏差為2.36%，說明測量重復性好，精密度高，滿足GB/T 27404—2008要求。制樣均勻性結果見表3，樣品測量值最小0.007 1 mg/kg，最大值0.009 2 mg/kg，最大值與最小值之間偏差按平均值0.007 9 mg/kg來計算，為26.5%，說明樣品均勻性不好。加標回收試驗結果見表4，平行測定6次，貢加標量為0.8 ng，平均回收率為97.2%，相對標準偏差為3.21%，說明回收率高，加標回收試驗精密度高。所用天平為萬分天平，樣品上機時溫度為25 ℃。

2.3 不確定度來源

根據公式（1）和樣品測定過程，確定不確定度來源為：①天平稱量的相對不確定度urel（m）;②校準曲線擬合的相對不確定度urel（1）;③標準品純度的相對不確定度urel（2）;④標準溶液配制的相對不確定度urel（3）;④制樣均勻性的相對不確定度urel（4）;⑤測量重復性的相對不確定度urel（5）;⑥方法回收率的相對不確定度urel（6）。

不確定度合成算式為urel2（x）=urel2（m）+urel2（1）+urel2（2）+urel2（3）+urel2（4）+urel2（5）+urel2（6）。

2.4 測量結果不確定度各分量的計算

2.4.1 天平稱量urel（m）

查所用天平檢定證書50 g以下的示值允差±下的示值允差，實測誤差error=+0.1 mg，稱量質量m為0.1 g的勻漿液或粉末，稱量2次，一次調零，一次稱樣，按均勻分布，，則0.000 08 g。

由表2知本次即食海帶樣品稱樣量m=0.102 4 g，由天平稱量引入的相對標準不確定度為0.000 80。

2.4.2 校準曲線擬合urel（1）

由工作曲線擬合時引入的試樣中汞含量c的標準不確定度計算公式為：

（2）

（3）

式中：s為校準曲線的剩余標準差;b為工作曲線的斜率;p為樣品測量次數，日常p=2;n為建立工作曲線用標準溶液測量總次數;為樣品濃度平均值;c為校準曲線各點濃度的均值;ci為校準曲線各點的濃度值，yi為校準曲線的儀器信號值;為從校準曲線方程計算的儀器信號值。

將表1、表2對應數據代入公式（2）和（3）中，得s=0.001 182;0.020 1 ng。

標準曲線擬合引入的相對不確定度為0.026 4。

2.4.3 標準品純度urel（2）

從標準溶液證書上，查到汞標準溶液標準值1 000 μg/mL，相對擴展不確定度U=0.4%（k=2）則汞標準溶液相對不確定度為urel（2）=U/2=0.004/2=0.002。

2.4.4 標準溶液配制urel（3）

由1.3.4可知，本次標準曲線配制過程中，使用100 mL容量瓶1次，50 mL容量瓶13次，200 μL移液器5次，移取體積分別為100 μL、50 μL、100 μL、150 μL和200 μL;1 mL移液器5次，移取體積分別為0.300 mL、0.400 mL、0.500 mL、0.750 mL和1.000 mL;5 mL移液器3次，移取體積分別為1.25 mL、1.50 mL、2.00 mL。

容量瓶、移液器體積引入的不確定度采用B類評定，20 ℃時允差為查計量規程所得[16-18]。100 mL容量瓶20 ℃時允差為±0.2 mL;50 mL容量瓶20 ℃時允差為±0.1 mL;200 μL移液器，移取體積分別為100 μL、50 μL、100 μL、150 μL和200 μL時，20 ℃時允差分別為±2%、±3%、±2%、±2%和±1.5%;1 mL移液器，移取體積分別為0.300 mL、0.400 mL、0.500 mL、0.750 mL和1.000 mL時，20 ℃時允差分別為±1.5%、±1.5%、±1.0%、±1.0%和±1.0%;5 mL移液器，移取體積分別為1.25 mL、1.50 mL和2.00 mL時，20 ℃時允差分別為±1.0%、±1.0%和±1.0%。

按三角分布計算k=，100 mL容量瓶體積引入的相對標準不確定度為;0.000 82 ;50 mL容量瓶體積引入的相對標準不確定度為0.000 82;200 μL移液器體積引入的相對標準不確定度為0.019 69;1 mL移液器體積引入的相對標準不確定度為0.011 17;5 mL移液器體積引入的相對標準不確定度為。

實驗室溫度為25 ℃，水的膨脹系數為2.1×10-4/℃，溫度差異引起的體積變化，其不確定度按三角分布計算k=[19]。100 mL容量瓶、50 mL容量瓶、200 μL移液器、1 mL移液器和5 mL移液器與校正時溫度不同引起的相對標準不確定度為。

100 mL容量瓶相對標準不確定度為u2（100 mL容量瓶）=0.000 822+0.000 432=8.573×10-7;50 mL容量瓶相對標準不確定度為u2（50 mL容量瓶）=0.000 822+0.000 432=8.573×10-7;200 μL移液器相對標準不確定度為u2（200 mL移液器）=0.019 692+5×0.000 432=0.000 39;1 mL移液器相對標準不確定度為u2（1 mL移液器）=0.011 172+5×0.000 432=0.000 13;5 mL移液器相對標準不確定度為u2（5 mL移液器）=0.017 12+3×0.000 432=0.000 05。

標準溶液配制引入的相對不確定度為

2.4.5 制樣均勻性urel（4）

制樣均勻性采用單因子方差分析[20]，計算公式為：

（4）

（5）

樣品間不均勻性標準偏差（6）

式中：S1為樣品間方差;S2為樣品內方差;m為樣品數量;N為總測試次數;n為每個樣品的測量次數。由表2和表3可知，m=6，N=12，n=2。

將表3數據帶入公式（4）、（5）、（6）中得

=6.12×10-7

=1.92×10-7

樣品間不均勻性標準偏;。

（7）

式中：n為重復測定次數，n=6;N為本次檢測用6次結果平均值作為最終結果，N=6。將表2數據代入公式（7）得

2.4.7 方法回收率urel（6）

由表4可計算出回收率的標準不確定度為，依據《化學分析中不確定度的評估指南》（CNAS—GL 006：2019）[19]用顯著性檢測t檢驗，確定回收率與1.0是否有顯著性差異，從而確定回收率是否需要作為不確定度來源之一，，95%置信度，n-1自由度的雙邊臨界值tcrit，n-1，查表得tcrit，5=2.57;t<

tcrit，5;則回收率與1無顯著性差異，回收率看作不確定度來源之一。

方法回收率引入的相對不確定度為

。

2.5 標準不確定度的合成、擴展

由表5中各分量的相對標準不確定度，得出合成相對標準不確定度為：

合成標準不確定度為u（x）=x×urel（x）=0.007 9×1.069 4=0.000 55 mg/kg。取擴展因子為k=2（置信概率95%），得擴展不確定度U=0.000 55×2=0.001 1 mg/kg;根據不確定度的評定，采用直接法測即食海帶中汞含量的結果為x=（0.007 9±0.000 1） mg/kg（k=2）[19]。

3 討論與結論

本文建立了直接法測即食海帶中的汞，確定不確定度的來源并進行不確定度評估。從結果評定可知，制樣均勻性、標準曲線擬合和標準曲線配制為不確定度主要來源。天平稱量、標準純度、測量重復性和加標回收率對測定結果影響較小。在日常檢測中，在標準溶液配制和標準溶液上機檢測時，要嚴格控制，如采用精度高并且計量合格容量瓶、移液管或是移液器等，標準溶液配制時應選擇合適的濃度，盡量減少稀釋步驟，從而減小由稀釋過程引入的不確定度。在樣品制樣時，應注意不使試樣污染，樣品混合后，需用四分法進行縮分[21-22]。

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