原子吸收法测定牛奶中铜镉铅的不确定度评定

原子吸收法测定牛奶中铜镉铅的不确定度评定
孙建民;夏良艳;孙汉文
【摘要】The uncertainty in the determination of Cu,Cd and Pb in milk by GAAS was analyzed.The main influencing of the uncertainty was digestion of sample.The contents of Cu,Cd and Pb in milk were
(μg/kg):32.32±1.94;1.59±0.12;45.30±2.l0,respectively.%对原子吸收法测定牛奶中铜、铅、镉含量的不确定度进行了分析,确定样品消解带来的不确定度是影响测定不确定度的最主要来源.对市售纯牛奶中铜、镉、铅的测定结果分别为
32.32±1.94,1.59士0.12,45.30±2.10 μg/kg.
【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(033)004
【总页数】4页(P365-368)
【关键词】牛奶;不确定度;铜;镉;铅
【作者】孙建民;夏良艳;孙汉文
【作者单位】河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002;河北大学化学与环境科学学院,河北保定071002【正文语种】中文
【中图分类】O614
对检测结果不确定度的评定是对检测数据客观真实性的评价，在检测、校准和合格评定中具有重要作用.国家标准GB/T27025-2008《检测和校准实验室能力的通用
要求》在评定测量不确定度的技术要求方面进行了强化[1-3].文献[4]报道了采用ICP-MS法测定食用油中铅含量的不确定度分析.本文以销售面广、食用人群较多
的市售袋装纯牛奶为样品，采用石墨炉原子吸收法测定了牛奶样品中重金属元素Cu,Cd和Pb的含量，通过对影响检测结果的若干不确定度因素进行分析和评定，确定主要测定误差来源及其对检测结果的影响程度，如实反映了测定纯牛奶中重金属元素含量的置信度和准确性.
1.1 仪器与试剂
AA-7000原子吸收分光光度计,硝酸、高氯酸(分析纯)；混合酸：HNO3∶HCLO4体积比为5∶1;铜、镉、铅的标准储备液(1 mg/mL)；样品来源：市售纯牛奶.
1.2 实验方法
1.2.1 牛奶样品消化处理
称取牛奶样品25.000 0 g置于500 mL烧杯中，加入混合酸20～30 mL，放置
12 h，在电热板上先低温加热消化样品，逐步升温至样品冒棕黄色烟，再降低温
度消解，当溶液呈无色透明状并出现白烟后停止加热，冷却至室温，加少量二次水，转移样品到50 mL容量瓶中，定容待测.
1.2.2 分析结果
在最佳的仪器工作参数下，依次对Cu,Cd,Pb 3种元素(每元素作4个平行样)进行
测定，结果见表1.
2.1 不确定度来源分析
根据实验数据，计算牛奶中元素质量分数的数学模型为
其中X为试样中重金属元素质量分数(μg/kg);c为实验测得元素质量浓度(μg/L)；
v为样品溶液定容体积(mL)；d为稀释因子(本实验中稀释因子为1)；m为样品称
取量(g).根据此数学模型，分别计算可能引起元素质量分数X误差的各项不确定度u ，最后计算合成标准不确定度uX以及在一定置信概率下的扩展不确定度uK.
2.1.1 称量样品带来的不确定度um
称量样品所用天平最小分度值为0.1 mg，准确称量25.000 0 g样品，按均匀分布计算(B类)，标准不确定度um1 = 0.001 mg/=5.77×10-4(g)，相对标准不确定度ur el,m=um1/m=5.77×10-4/25.000 0=0.002 3%.
2.1.2 样品消解带来不确定度upre
由于样品处理过程中会有金属元素损失或污染，致使样品中金属元素不能100%进入测定液中.根据本实验方法处理样品测定元素的Cu,Cd,Pb的回收率分别为97%～102%， 96%～103%， 97%～101%，JJF1059--1999《测量不确定度评定与表示》中关于样品分解率的不确定度计算公式为
upre=，b+=R大-100%，b-= 100%-R小，( 其中R大， R小分别为回收率最大值和最小值)
所以计算结果分别为uCu,pre=1.44%，uCd,pre=2.02%，uPb,pre=1.15% . 2.1.3 容量瓶容积引入的不确定度uv
温度误差引入的容量瓶容积不确定度uv1：
50 mL容量瓶在20 ℃进行校准，水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，实验室温度在±5 ℃之间变动.因此产生的体积变化为：±(50×5×2.1×10-4)=±0.052 5 mL.计算容量瓶因温度变动引入的误差带给检测的不确定度为uv1 =0.052 5/=0.030 3 mL.
根据重复性实验的需要，重复性使用容量瓶而带来的不确定度为uv2：
采用50 mL容量瓶，进行10次重复性实验，求出标准偏差σ=0.024 3 mL，所以uv2=0.024 3/=0.007 7 mL.
体积偏差引入的容量瓶容积不确定度为uv3
50 mL容量瓶示值允许误差为±0.05 mL，按均匀分布，则uv3=0.05/=0.028 9 mL.
由于容量瓶容积误差引入的不确定度uv==0.042 6 mL.相对不确定度为
urel,v=uv/V=0.042 6/50=0.000 85=0.085%.
2.1.4 仪器测量重复性标准不确定度u重和相对标准不确定度urel重
样品测量重复性标准不确定度u重=S/，其中S为标准偏差， P为测量次数.所以Cu,Cd,Pb的测量重复性不确定度分别为u重=0.270 0/=0.135 0 μg/kg，u重=0.005 8/=0.002 9 μg/kg ，u重=0.124 1/=0.062 0 μg/kg
相对标准不确定度urel,重=u重/样品浓度， Cu,Cd,Pb的测量相对标准不确定度分别为urel,重=0.135 0/32.32=0.42%，urel,重=0.002 9/1.59=0.18%，urel,重=0.062 0/45.30=0.14%.
2.2 相对合成标准不确定度urel
相对合成标准不确定度为urel=,
uCu,rel==1.50%,
uCd,rel==2.02%,
uPb,rel==1.16%.
2.3 合成标准不确定度uX
合成标准不确定度为uX=×urel%,
则
2.4 扩展不确定度uK
扩展不确定度为uK=K×uX，其中K为包含因子.
取置信概率为95%，K=2，则扩展不确定度为
2.5 纯牛奶中的铜、镉、铅元素质量分数
根据以上不确定度计算结果，纯牛奶中铜、镉、铅元素质量分数分别为
通过检测纯牛奶中的铜、镉、铅，分析了因各种因素带来的检测结果不确定度，该方法的诸多不确定度来源中，样品消解过程带来的不确定度是影响检测结果的主要
因素.所以在实际操作中，要想获得较小不确定度的测定结果，要掌握好样品消解过程，尽可能保证测量结果的准确、可靠.
【相关文献】
[1]国家质量技术监督局. JJF1059--1999测量不确定度评定与表示[S].北京:中国计量出版社，1999:2-5.
[2]国家质量监督检验检疫总局. JJF1135--2005 化学分析测量不确定度评定[S]. 北京:中国计量出版社,2006:2-9.
[3]国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会 .GB/T27025-2008检测和校准实验室能力的通用要求[S].北京:中国计量出版社,2008:2-13.
[4]郭松年，徐驰.冯歆轶,等. ICP-MS法测定食用油中铅含量的不确定度分析[J].微量元素与健康研究，2010 (6):24-26.
GUO Songnian,XU Chi,FENG Xinyi,et al. Estimation of uncertainties in determination of lead in edible oil by ICP-MS[J].Studies of Trace Elements and Health,2010(6):24-26.
[5]国家质量技术监督局.测量不确定度评定与表示指南[M].北京: 中国计量出版社， 2001:23-34.
[6]国家质量技术监督局.JJG99-2006 中华人民共和国国家计量检定规程砝码[S].北京:中国计量出版社,2007:4-7.。