紫外分光光度法测定蔬菜中硝酸盐含量的不确定度评定

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摘要：为评定紫外分光光度法测定蔬菜中硝酸盐含量的测量不确定度，建立了数学模型。不确定度的主要分量为校正过程、溶液体积和样品称量3个方面，计算不确定度分量并合成，结果表明 测量结果的不确定度主要来源于校正过程引入的不确定度，硝酸盐含量测定结果为（1 284±34）mg/kg。

关键词：紫外分光光度法；硝酸盐；蔬菜；不确定度

紫外分光光度法具有操作简便、适应性广、快速等优点，在药品检验、食品检验等学科中被广泛应用[1-5]。该方法的不确定度来源有很多，如取样量、样品处理、容量仪器、测量仪器、测定方法等。笔者根据JJF 1059—1999《测定不确定度评定与标示》中的有关规定，以硝酸盐为例。建立紫外分光光度法测定硝酸盐含量的不确定度计算模型，对该法的不确定度来源及大小进行分析评定，并探讨该法在应用过程中应注意的问题，以提高数据和测量结果的准确性和可靠性。

1 材料和方法

1.1 材料、试剂与仪器

盐酸、氢氧化铵、活性炭、正辛醇、硫酸锌、亚铁氰化钾，均为分析纯。硝酸钾，为优级纯，经（110±5）℃烘干至恒重备用。

UV-2550 紫外可见分光光度计（岛津）；PL202-L型电子天平、BS224S型电子天平。50 mL、100 mL容量瓶；1 mL、5 mL、10 mL移液管。

1.2 实验原理

用pH 9.6～9.7的氨缓冲液提取样品中的硝酸根离子，同时加入活性炭去除色素类，加沉淀剂去除蛋白质及其他干扰物质。利用硝酸根离子和亚硝酸根离子在紫外区219 nm处具有等吸收波长的特性，测定提取液的吸光度，其测得结果为硝酸盐和亚硝酸盐吸光度的总和，鉴于新鲜蔬菜、水果中亚硝酸盐含量甚微，可忽略不计，测定结果即为硝酸盐的吸光度。可从工作曲线上查得相应的质量浓度，计算样品中硝酸盐的含量。

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备与试剂配制

根据NY/T 1279—2007《蔬菜、水果中硝酸盐的测定 紫外分光光度法》对蔬菜样品进行清洗、粉碎与制备，并配制所需试剂。

1.3.2 提取与测定

称取制备好的样品2.00 g（精确至0.01 g）于50 mL烧杯中，用50 mL水分次将样品转移到100 mL容量瓶中，加入5 mL氨缓冲液、2 g活性炭，振荡30 min，加入亚铁氰化钾溶液和硫酸锌溶液各2 mL，充分混匀，加水定容至100 mL，摇匀，放置5 min，用定量滤纸过滤。同时做空白试验。根据需要，吸取10 mL提取液，稀释定容至50 mL，摇匀。用1 cm石英比色皿，于219 nm处测定吸光度。

1.4 数学模型

测定蔬菜中硝酸盐含量的数学模型为：

式中：ω为样品中硝酸盐含量；ρ为从工作曲线查得测试液中硝酸盐质量浓度；V1为提取液定容体积；V2为吸取滤液体积；V3为待测液定容体积；m为样品质量。

1.5 不确定度来源分析

根据JJF 1135—2005《化学分析不确定度评定》可知，其不确定度来源为：（1）校正过程引入的不确定度；（2）样品提取稀释过程中产生的不确定度；（3）样品称量引入的不确定度。

2 结果与分析

2.1 校正过程引入的不确定度

2.1.1 标准溶液配制引入的不确定度

2.1.1.1 标准物质纯度引入的相对不确定度

硝酸钾标准品的纯度不小于99.5%，其最大允许误差为0.5%，按均匀分布处理，标准样品引入的相对标准不确定度为：。

2.1.1.2 标准物质称量引入的相对不确定度

用精确至0.1 mg的电子天平称取81.6 mg硝酸钾标准品，天平最大误差为0.1 mg，称量引入的不确定度属于B类不确定度。按均匀分布处理，其标准不确定度为：；

标准样品称量引入的标准不确定度为：

。

2.1.1.3 标准溶液配制引入的不确定度

根据标准溶液的配制过程，称取81.6 mg硝酸盐标准品于100 mL容量瓶中，用水定容，配制成500 mg/L。用1 mL移液管分别吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL到50 mL容量瓶中，定容，得到浓度为0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L硝酸钾工作液。查移液管、容量瓶的检定证书，得出以下几个不确定度：

u(V100 mL容量瓶)=0.06/=0.035，计算得出urel=0.00035；

u(V50 mL容量瓶)=0.04/=0.023，计算得出urel=0.00046；

u(V1 mL移液管)=0.003/=0.0017，计算得出urel（0.2 mL）=0.0085 urel（0.4 mL）=0.0042 urel（0.6 mL）= 0.0028 urel（0.8 mL）=0.0021 urel（1.0 mL）=0.0017；

因此，

则标准溶液配制产生的相对标准不确定度为： 。

2.1.2 标准工作曲线拟合引入的不确定度

由化学工作站计算得出直线性方程：y=0.0644x+ 0.0011，r=0.99996，按实验方法对样品溶液测量2次，由吸光度通过直线方程求得c0=5.1476 mg/L。由拟合直线求c0时产生的标准不确定u按以下公式计算：

式中：u：由拟合直线求得c0时产生的不确定度；SR：直线的残余标准差，由化学工作站直接得出，为0.00151；p：样品溶液测定次数，p=6；n：标准溶液的测定总次数，n=15；B1：直线方程的斜率，为0.0644；c0：样品溶液中硝酸盐的浓度，mg/L； ：标准溶液中硝酸盐的测定平均值，mg/L；cj：标准溶液中硝酸盐的测定值，mg/L。

将以上数据带入计算公式得出，标准不确定度u=0.0115 mg/L，则urel=u/c0=0.00223。