胡桂英，邹邵华，汪文姝

（长春市粮油卫生检验监测站，吉林长春 130103）

砷是一种类金属物质，存在于自然界中或由人类活动而产生，分为无机砷和有机砷[1]。无机砷具有较高的毒性，对人体健康有很多严重的危害，如导致心血管疾病、癌症等[2]。水稻比其他谷物更容易积累更多的砷，研究表明，稻米累积无机砷的量可以超过大麦和小麦的10倍[3-5]。在GB 2762—2017中规定，稻谷中无机砷（以糙米计）限量为0.2 mg·kg-1，因此准确分析稻谷中无机砷的含量对评价人群无机砷摄入风险具有重要的意义。基于CNAS—GL01—G003：2021 测量不确定度的要求[6]中第6条要求，本文参照JJF 1059.1—2012[7]，依据GB 5009.11—2014[8]对整个检测过程进行了不确定度的评价，以期为提高检测结果的准确性提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

糙米，将稻谷脱壳制备成糙米。

亚砷酸根As（Ⅲ）标准物质[编号：GBW08666；质量浓度：以砷（As）计，为（75.7±1.2） µg·g-1，以亚砷酸根（AsO33-）计，为（124.3±2.0） µg·g-1]，中国计量科学院；砷酸根As(Ⅴ)标准物质（编号：GBW08667；质 量 浓 度：以 砷（As）计，为（17.5±0.4） µg·g-1， 以砷酸根（AsO53-）计，为（32.4±0.7） µg·g-1]，中国计量科学院；硝酸、盐酸、氢氧化钾，均为优级纯，北京化工厂；硼氢化钾（分析纯），aladdin试剂；磷酸二氢铵、磷酸氢二铵，均为优级纯，北京化工厂；实验用水（自制）。

SAP-50-LC/AFS-8330型液相原子荧光仪，北京吉天仪器；TD5E型离心机，长沙英泰仪器有限公司；DHG-9053A型电热恒温箱，上海申贤恒温设备厂；PHS-3E型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；JA2003型电子天平，上海精科天平厂； GM-0.33A型隔膜真空泵，天津市津腾实验设备有限公司；有机滤膜（孔径为0.45 µm），上海安谱实验科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 方法标准

无机砷测定的标准方法为GB 5009.11—2014第二篇 第一法：液相色谱-原子荧光光谱法[8]。

1.2.2 仪器条件

（1）SAP-50-LC条件。色谱柱：阴离子交换色谱柱（柱长250 mm，内径4 mm）；流动相：1 L水中加入1.725 g磷酸二氢铵和0.206 4 g磷酸氢二铵，混合均匀，pH值约为5.99；流速：1.0 mL·min-1；进样体积：100 µL。

（2）原子荧光光谱仪条件。载气流速： 400 mL·min-1；负高压：295 V；灯电流：90 mA；载液：7%盐酸；辅助气流速：400 mL·min-1；还原剂：2% KBH4+0.5% KOH。

1.2.3 试样前处理

按照GB 5009.11—2014第二篇 第一法：液相色谱-原子荧光光谱法（Liquid Chromatography-Atomic Fluorescence Spectroscopy，LC-AFS）法[8]中27.2.1的方法进行处理。

1.2.4 标准溶液的配制

（1）三价砷标准使用溶液配制。称取三价砷标准物质0.330 7 g，置于25 mL容量瓶中，用水定容至刻度（浓度为1.0 µg·mL-1，以As计）。

（2）五价砷标准使用溶液配制。称取五价砷标准物质1.428 9 g，置于25 mL容量瓶中，用水定容至刻度（浓度为1.0 µg·mL-1，以As计）。

（3）混合标准使用溶液配制。准确吸取2.5 mL三价砷标准使用溶液，2.5 mL五价砷标准使用溶液，一起置于25 mL容量瓶，用水定容至刻度（其中，AsO33-为100 ng·mL-1，AsO53-为100 ng·mL-1， 以As计）。

（4）混合标准系列溶液的配制。分别取混合标准使用溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL和10.0 mL，置于10 mL容量瓶中，配制成浓度为0 ng·mL-1、5.0 ng·mL-1、10.0 ng·mL-1、20.0 ng·mL-1、30.0 ng·mL-1、50.0 ng·mL-1和100.0 ng·mL-1的 混 合标准溶液。

2 结果与分析

2.1 数学模型

无机砷含量计算的数学模型为

式中：X为三价砷与五价砷含量，mg·kg-1；C为试样中三价砷和五价砷浓度，ng·mL-1；C0为样品空白溶液中的三价砷和五价砷浓度，ng·mL-1；V为稻谷试样提取液体积，mL；m为糙米质量，g； 1 000为换算系数；取三价砷与五价砷之和作为无机砷含量。

2.2 测量不确定度来源分析

通过文献[9-16]，分析不确定度主要来自：①标准溶液因素带入的不确定度，包括标准溶液证书给出不确定度、标准溶液称量、标准使用液稀释、配制标准溶液、配制定容过程中温度变化和标准曲线拟合等因素产生的不确定度；②制备样品、前处理过程带入的不确定度，包括样品均匀性、提取液体积、前处理过程中样品回收率等因素带入的不确定度；③称量样品引入的不确定度；④重复性测量引入的不确定度。

2.3 无机砷不确定度各分量评定

2.3.1 标准溶液因素带入的不确定度，urel(d)

（1）标准溶液自身引入的不确定度，urel(d1)。使用的亚砷酸根As（Ⅲ）标准物质，证书给出质量浓度以砷（As）计，为（75.7±1.2） µg·g-1。砷 酸根As（Ⅴ）标准物质[质量浓度：以砷（As）计，为（17.5±0.4） µg·g-1]，按均匀分布考虑，k=则三价砷标液自身引入的相对标准不确定度为；五价砷标液自身引入的相对标准不确定度为=1.32×10-2；标准溶液自身不确定性所引入的相对标准不确定度为

（2）称量标准溶液引入的不确定度，urel(d2)。分别称取0.330 7 g三价砷标准物质、1.428 9 g五价砷标准物质，万分之一天平检定证书给出的最大允许误差为0.5 mg。假设为矩形分布，则称量三价砷标液引入的相对标准不 确定度为称量 五价砷标液引入的相对标准不确定度为由标准溶液称量引入的相对标准不确定度为

（3）稀释标准溶液、配制标准系列过程中，计量器具引入的不确定度，urel(d3)。稀释标液、配制标准系列过程中，用到的玻璃器具的容量允许误差依据JJG 196—2006[17]确定，容量瓶按三角分布，吸量管按矩形分布计算，各不确定度来源和计算结果见表1。

表1 标准溶液稀释、配制过程中由计量器具引入的 不确定度

根据表1中数据，计算稀释标液、配制标准系列过程中，计量器具引入的相对标准不确定度为

（4）定容标准溶液过程中，温度变化引入的不确定度，urel(d4)。实验室温度在（20±5） ℃内变化，玻璃量器的膨胀系数很小，因此只考虑液体的体积膨胀。纯水在20 ℃的膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按均匀分布，则定容标准溶液过程中，温度变化引入的相对标准不确定度为配制标准系列定容引入的相对标准不确定度为

（5）曲线拟合过程带入的不确定度，urel(d5)。①对标准系列溶液分别进行测定，每个点测3次，采用最小二乘法进行拟合，测定结果见表2和表3。由表2、表3可知，三价砷与五价砷的标准曲线分别为Y= 2 023.1C-913.41，R2=0.999 5和Y=1 289.3C+532.68，R2=0.999 9。②本实验对样品溶液测定6次，由三价砷和五价砷的标准曲线测得As3+平均浓度为 4.493 0 ng·mL-1，As5+平均浓度为2.233 4 ng·mL-1，无机砷的平均含量为0.134 mg·kg-1。

由标准曲线拟合引入的不确定度计算公式为

式中：n为试样测定次数，n=6；p为标准溶液测定的总次数，p=21；Cj为各标准溶液中三价砷和五价砷的浓度，ng·mL-1；C—为标准溶液浓的平均浓度值，ng·mL-1；C—0为实测样品溶液的平均浓度值，ng·mL-1；a为标准曲线的截距；b为标准曲线的斜率。

经计算，Sy(As3+)=1 890.05 ng·mL-1；Scc(As3+)= 6 220.83 ng·mL-1；Scc(As5+)=6 220.83 ng·mL-1；Sy(As5+)=607 62 ng·mL-1。

则三价砷和五价砷曲线拟合过程引入的不确定度分别为

无机砷含量测定中由曲线拟合过程引入的相对标准不确定度为

表2 三价砷标准曲线测定结果

表3 五价砷标准曲线测定结果

2.3.2 样品制备、前处理过程引入的不确定度，urel(q)

（1）样品均匀程度引入的不确定度，urel(q1)。根据GB 5009.11—2014[8]的规定，糙米试样去杂后粉碎，混合均匀，装入洁净的聚乙烯瓶中，密封保存备用。称量前搅匀，可以认为样品是均匀的，由此引入的不确定度可忽略不计。

（2）提取液体积引入的不确定度，urel(q2)。JJG 196—2006[17]规 定，20 mL单 标 线 吸 量 管（A级）的 最大允许误差为±0.030 mL，假设为矩形分布，则由移取提取液过程引入的相对标准不确定度为，因20 ℃时检定20 mL单标线吸量管（A级），而本实验室温度在（20±5） ℃，而液体膨胀系数，明显大于吸量管膨胀系数，所以考虑液体膨胀的影响。提取液浓度仅为0.15 mol·L-1，可忽略其体积膨胀的影响。纯水在20 ℃的膨胀系数为2.1×10-4℃-1，由样品提取液受温度影响引入的相对不确定度为，则由 提取液体积引入的合成相对标准不确定度为

（3）样品的回收率引入的不确定度，urel(q3)。上机前处理样品过程步骤很多，会引起很多不确定度，这一过程通过回收率测定评定。回收率测定结果见表4。

表4 回收率测定结果

2.3.3 样品称量引入的不确定度，urel(m)

称 取 糙 米 试 样 约1.0 g（.1精 确 到0.001 g），使用的千分之一电子天平，检定证书给出最大允 许 误 差 为±0.5 mg，取k=3，则 称 量 样 品时，由天平的不确定度引入的相对标准不确定度为

2.3.4 重复测量引入的不确定度，urel(r)

对6份 平 行 样 品 测 定，结 果 见 表4，由此得到的重复测量引入的不确定度为则重复测量引入的相对标准不确定为

2.4 合成不确定度

将以上各项相对标准不确定度用方和根法合成，得到

无机砷的合成不确定度为u=urel×X—=0.042 4× 0.134=0.005 68 mg·kg-1。

2.5 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为U=k×u=2×0.005 68=0.011 mg·kg-1。

2.6 不确定度报告

液相色谱-原子荧光光谱法测定无机砷含量为（0.134±0.011） mg·kg-1，k=2。

3 结论

本文采用液相色谱-原子荧光光谱法，测定稻谷中无机砷的含量，结果为（0.134±0.011） mg·kg-1， k=2。符合国标GB 5009.11—2014[8]中“29”精密度要求。

通过各分量评定，稻谷中无机砷含量不确定度主要来自标准曲线拟合产生的不确定度，其次为样品制备、前处理过程引入的不确定度以及稀释配制标准溶液时由计量器具引入的不确定度，而样品称量和重复测定产生的不确定度很小，可忽略不计。因此，在今后测定中要注意对主要影响因素的控制，确保检验检测结果准确可靠。