韋敢

摘要：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8538—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法 》，采用硅鉬黃光譜法測(cè)定水樣中偏硅酸含量，對(duì)整個(gè)測(cè)量過(guò)程的不確定度來(lái)源進(jìn)行了分析，并對(duì)不確定度的各個(gè)分量進(jìn)行了評(píng)定與合成。評(píng)定結(jié)果顯示，樣品測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量對(duì)總不確定度的影響不是很大。所以本實(shí)驗(yàn)室在測(cè)定水樣中偏硅酸含量具有較高的準(zhǔn)確性，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：水樣;偏硅酸;光譜;測(cè)量不確定度

水樣中偏硅酸含量的高低，是我國(guó)鑒定天然礦泉水是否達(dá)標(biāo)所采用的重要的界限指標(biāo)之一;按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8538—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法 》，采用硅鉬黃光譜法測(cè)定礦泉水樣中偏硅酸含量。本文采用硅鉬黃光譜法測(cè)定水樣中偏硅酸含量進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，對(duì)于檢驗(yàn)結(jié)果包含可置信區(qū)間，反映出檢測(cè)結(jié)果的可信程度，檢驗(yàn)最終結(jié)果的有效、可靠，作為檢驗(yàn)室對(duì)偏硅酸檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)的一個(gè)重要依據(jù)。對(duì)進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制體系具有重要意義。

1.1方法依據(jù)

依據(jù)GB 8538—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法 》，對(duì)水中偏硅酸的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。

1.2 方法原理

在酸性溶液中，可溶性硅酸與鉬酸銨反應(yīng)，生成可溶性的黃色硅鉬雜多酸[H4Si（Mo3O10）4]，在一定濃度范圍內(nèi)，其吸光度與可溶性硅酸含量成正比。，通常測(cè)定波長(zhǎng)在420-430nm范圍[1]。

1.3 儀器設(shè)備

UV1280紫外分光光度計(jì);玻璃量器：100mL容量瓶（A）級(jí)，50.00mL移液管（A）級(jí)，10.00mL移液管（A）級(jí)，1.00mL移液管（A）級(jí)50mL比色管（A）級(jí)等。

1.4 操作步驟

1.4.1 校準(zhǔn)曲線繪制

1.4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制

標(biāo)準(zhǔn)溶液（由北京北方偉業(yè)計(jì)量技術(shù)研究院提供）標(biāo)準(zhǔn)值為1000?g/mL，擴(kuò)展不確定度為2%，（k=2）。用1.00mL移液管（A級(jí)）準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL於100mL容量瓶（A級(jí)）中，去離子水稀釋制刻度，搖勻備用。該標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度為100ug/L。

1.4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1）分別取偏硅酸標(biāo)準(zhǔn)工作液0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00mL、8.00mL、10.00mL于50mL比色管中，加入去離子水，至刻度。

2）加1.0mL鹽酸溶液和2.0mL鉬酸銨溶液，充分搖勻，放置15min（放置時(shí)間與溫度有關(guān)，溫度低于20℃時(shí)放置30min，溫度在30℃～35℃時(shí)放置10min，溫度高于35℃時(shí)放置5min，在波長(zhǎng)425mm處，用1cm比色皿，以樣品空白做參比，得到校正吸光值，繪制以偏硅酸含量對(duì)校正吸光值的校正曲線

1.4.2 樣品的測(cè)定

取50mL水樣于比色管中，以下操作手續(xù)同標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟（2）。

1.4.3 空白實(shí)驗(yàn)

以去離子水（無(wú)氨蒸餾水）代替水樣，以下操作手續(xù)同標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟（2）做全程空白測(cè)定。

2 .數(shù)學(xué)模型

校正曲線擬合的回歸方程：y=bx+a

式中：y—溶液的吸光值;

x—曲線上查得的偏硅酸量?g;

a—回歸方程的截距;

b—回歸方程的斜率。

水中偏硅酸濃度的計(jì)算公式為：ρ=m/v

式中：ρ—水樣中偏硅酸濃度mg/L;

m—由校準(zhǔn)曲線計(jì)算的偏硅酸量?g;

v—水樣體積mL。

根據(jù)檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)模型分析，各輸入量估計(jì)值彼此不相關(guān)，按不確定度傳播律，合成不確定度表示為：[2]

式中：uc（c）—水樣偏硅酸濃度的合成不確定度;

—偏硅酸標(biāo)準(zhǔn)溶液配置過(guò)程中引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

u（V）—取樣過(guò)程中引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

u（A）—測(cè)量結(jié)果重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

u（m）—曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.不確定度分量的來(lái)源分析

硅鉬黃光譜法測(cè)定水樣中偏硅酸的不確定度，由檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)模型分析來(lái)源有以下幾個(gè)方面：

3.1 配置標(biāo)準(zhǔn)工作容液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)工作容液的不確定度包括購(gòu)入標(biāo)準(zhǔn)溶液本身的不確定度和配制稀釋操作過(guò)程中引入的不確定度：

1）標(biāo)準(zhǔn)溶液（購(gòu)入）的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB（c）

2）100mL容量瓶量取溶液體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V100），包括：

①容量瓶體積刻度允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1（V100）;

②溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2（V100）。

3）10.00mL移液管量取溶液體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V5），包括：

①移液管體積刻度允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1（V5）;

②溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2（V5）。

4）1.00mL移液管量取溶液體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V1），包括：

①移液管體積刻度允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1（V1）;

②溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2（V1）。

3.2 取水樣體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V）

①50.00mL移液管體積刻度允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（V50）;

②溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3（V50）;

3.3 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（A）

3.4 曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）

5、合成不確定度（計(jì)算）

相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

7、結(jié)論

1）偏硅酸結(jié)果為：（5.69±0.86）mg/L ，k=2。

2）測(cè)量不確定度主要分量在配制標(biāo)準(zhǔn)工作容液、校準(zhǔn)曲線擬合等過(guò)程中。

參考文獻(xiàn)

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