紫外/可见分光光度计测定食品中亚硝酸盐含量的不确定度评定
郑冬妮
测量不确定度是“根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。”一个完整的测量结果，除了应给出被测量的最佳估值之外，还应同时给出测量结果的不确定度。所以食品检测中给出检测结果外同时给出检测结果的不确定度是很有必要的。
方法
测定过程。称取样品，加入饱和硼砂溶液和适量水，倒入容量瓶中沸水浴加热15min，冷却后加入亚铁氰化钾和乙酸锌定容，放置30min，摇匀后过滤，滤液上机测定。
工作曲线的绘制。亚硝酸盐标准使用液：吸取50mg/L亚硝酸盐溶液10mL，用水定容至100mL，制成5.000mg/L标准液。分别取亚硝酸盐标准使用液0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL于25mL带塞比色管中，加入显色剂，加水至刻度，混匀，静置15min，用1cm比色杯，于538nm处测吸光度，同时做试剂空白。
仪器设备。电子天平 BS 210s 量程：（0～210）g最小分度值：0.0001g； 分光光度计 Cary 50比色皿：1cm 波长：538nm
结果与分析
数学模型：
式中： m0 为从工作曲线上查得试剂空白NO2-的含量，?g；m1为从工作曲线上查得样品测试中的NO2-，?g；m为称样量，g；V1为分取样品溶液体积，mL；V为样品溶液总体积，mL；（在实验中m≈5g，V1=10.0mL，V=250mL）
不确定度来源分析。从测量过程和被测量的数学模型分析，不确定度的主要来源：测量重复性标准不确定度分量u1；天平示值误差引起的标准不确定度分量u2；回收率引起的标准不确定度分量u3； 250mL容量瓶容积误差引起的不确定度分量u4；10mL移液管體积误差引起的不确定度分量u5；分光光度法测定过程引起的不确定度分量u6。
标准不确定度分量的评定。测量重复性引入不确定度u1计算。为获得重复性测量的不确定度，从同一样品中独立称取试样10次，分别进行测量，数据如表1。
具体计算过程：重复测量的平均值；
本次测量的标准差s（xi）为s（xi）== 0.1527 ；
的标准差；u1的自由度u1= × =4.83×10-2
天平称量时引入的不确定度u2的计算。天平检定证书给出校准值的扩展不确定度为U95=0.4mg，则有u2（k）=0.4mg=0.0004g（k=3）灵敏度系数为；；u2的自由度υ2→∞
回收率引起的不确定度u3的计算。由于样品在反应过程中可能引入玷污导致NO2-含量的损失或增加，且反应液转移过程也会导致损失等，使样品中的NO2-含量不能按100%比率进入到测定液。其加标回收率为99.2%-101.7%；取极限值得样品的加标回收率为99.2%-101.7%，样品回收率计算。
U（回收）=；b+=101.7%-100%=1.7% ；b-=100%-99.2%=0.8%；u（回收）=0.72%；
υ（回收）→∞；u3=×u（回收）= 7.34?g/g×0.72%=5.3×10-2；υ3=υ（回收）→∞
250mL容量瓶容积引起的不确定度u4的计算。样品转移至250mL容量瓶中，作为测定液。250mL容量瓶的容量允差为0.15mL（A级，据GB/T 12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，按分散区间半宽；u4（k）的自由度υ4K→∞；灵敏度系数为=0.0293 ；u4=×u4（k）=0.0293×0.10 =2.9×10-3；u4的自由度υ4→ ∞
10.0mL移液管体积的不确定度u5的计算。从250mL容量瓶中移取10mL溶液至比色管中。10mL移液管的容量允差为±0.05 mL（A级，据GB/T 12806-2011），按均匀分布，取因子k= 分散区间半宽a=0.05.u5（k）===0.03；u5（k）的自由度V51→∞灵敏度系数为 ==0.0029；u5=×u5（k）=0.0029×0.03=9×10-5；u5的自由度υ5 →∞
分光光度法测定过程引起的不确定度u6的计算
NO2-标准溶液的不确定度u61：
500?g/mL标准溶液的质量浓度1mL移液管的容量允差为 0.01 mL（A级，据GB/T12806-2011），按均匀分布，取因子k=，
半宽a=0.01mL.；u611（k）的自由度υ621（k）→∞；灵敏度系数为；；u711的自由度υ611→∞；500mL容量瓶的容量允差为0.25mL（A级，据GB/T12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.25mL；其不确定度分量为u612（k）=0.173；灵敏系数为；自由度υ622→∞标准储备液为GB/T 5009.33-2010中提供方法配制，确定其不确定度为1?g/mL，即标准储备液的不确定度分量u0=1?g/mL，灵敏度 自由度υ0→∞ u61= =0.085自由度υ61 →∞
标准溶液（1.0000mg/L）的质量浓度
ρ=ρ1 10mL吸量管（移液管）的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T12806-2011），按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.02mL。u621（k）==0.01
灵敏度系数为c621==0.05；u621（k）的自由度υ621→ ∞ 100mL容量瓶的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.02；其不确定度分量为u622（k）=0.01mL 灵敏度系数为c622==0.02自由度υ624→∞；1mg/L标准溶液的不确定度分量u61=0.085，灵敏度为c61==0.1自由度υ61→∞；u62==0.0165吸光度测量部分数学模型，所以u72灵敏度系数为c62=取Vx的极大值Vx=10mL计算得c62=25mL/g 自由度υ72 →∞
标准系列溶液中的不确定度u63
标准系列溶液中NO2-量m3=Vi×c （其中Vi= 0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL）。针对不同的Vi，有不同的不确定度值，将Vi=2mL的不确定度分量作为整个标准系列溶液的不确定度，则有m3=Vi×c=2mL×5.0?g/mL=10?g；10mL吸量管的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T 12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a =0.02mL；其不确定度分量为u63（k）==0.01mL灵敏系数为c63（k）== 5.0标准溶液的不确定度u63=|c63|u63（k）=5.0×0.01=0.05 吸光度测量部分数学模型，所以u63靈敏度系数为c63==2.5；u63的自由度υ63 →∞
吸光度引起的不确定度u64
紫外可见分光光度计示值分辨率引起的不确定度u641。紫外可见分光光度计示值分辨率为sx=0.0001，按均匀分布u641=0.29sx=0.29×0.0001=2.9*10-5自由度υ641→∞ 紫外可见分光光度计示值误差引起的不确定度分量u642分光光度计经有关部门校准合格，并给出不确定度uT为0.6%uT=0.06吸光度（A）与透射率（T）的关系为A=log=log=-。实际上，在实验中测得最大吸光度值为0.1090，此时透射率T=78%，则灵敏系数为；u642=×uT=0.5567×0.06=0.033；自由度υ642 →∞；u64的计算：由于彼此独立，有u64==0.039吸光度测量部分数学模型，所以u75灵敏度系数为c64==53自由度υ64→∞
U6的计算：由于u62，u63，u65各个不确定度分量彼此独立，所以U7==1.749
自由度υ6→ ∞
合成标准不确定度的评定。不确定度分量一览表如下表
合成标准不确定度uC的计算：由于上述各个输入量估计值彼此独立，有
扩展不确定度的评定
合成标准不确定度uC的有效自由度υeff的计算：
υeff=→∞
以υeff→∞，p=0.95查t分布表，得包含因子kp=1.65.扩展不确定度Up的计算：Up=kp×uC=1.65×1.750 mg/kg =2.888 mg/kg不确定度报告：扩展不确定度为U95=2.888 mg/kg ，υeff →∞。
测量不确定度是“根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。”一个完整的测量结果，除了应给出被测量的最佳估值之外，还应同时给出测量结果的不确定度。所以食品检测中给出检测结果外同时给出检测结果的不确定度是很有必要的。
方法
测定过程。称取样品，加入饱和硼砂溶液和适量水，倒入容量瓶中沸水浴加热15min，冷却后加入亚铁氰化钾和乙酸锌定容，放置30min，摇匀后过滤，滤液上机测定。
工作曲线的绘制。亚硝酸盐标准使用液：吸取50mg/L亚硝酸盐溶液10mL，用水定容至100mL，制成5.000mg/L标准液。分别取亚硝酸盐标准使用液0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL于25mL带塞比色管中，加入显色剂，加水至刻度，混匀，静置15min，用1cm比色杯，于538nm处测吸光度，同时做试剂空白。
仪器设备。电子天平 BS 210s 量程：（0～210）g最小分度值：0.0001g； 分光光度计 Cary 50比色皿：1cm 波长：538nm
结果与分析
数学模型：
式中： m0 为从工作曲线上查得试剂空白NO2-的含量，?g；m1为从工作曲线上查得样品测试中的NO2-，?g；m为称样量，g；V1为分取样品溶液体积，mL；V为样品溶液总体积，mL；（在实验中m≈5g，V1=10.0mL，V=250mL）
不确定度来源分析。从测量过程和被测量的数学模型分析，不确定度的主要来源：测量重复性标准不确定度分量u1；天平示值误差引起的标准不确定度分量u2；回收率引起的标准不确定度分量u3； 250mL容量瓶容积误差引起的不确定度分量u4；10mL移液管體积误差引起的不确定度分量u5；分光光度法测定过程引起的不确定度分量u6。
标准不确定度分量的评定。测量重复性引入不确定度u1计算。为获得重复性测量的不确定度，从同一样品中独立称取试样10次，分别进行测量，数据如表1。
具体计算过程：重复测量的平均值；
本次测量的标准差s（xi）为s（xi）== 0.1527 ；
的标准差；u1的自由度u1= × =4.83×10-2
天平称量时引入的不确定度u2的计算。天平检定证书给出校准值的扩展不确定度为U95=0.4mg，则有u2（k）=0.4mg=0.0004g（k=3）灵敏度系数为；；u2的自由度υ2→∞
回收率引起的不确定度u3的计算。由于样品在反应过程中可能引入玷污导致NO2-含量的损失或增加，且反应液转移过程也会导致损失等，使样品中的NO2-含量不能按100%比率进入到测定液。其加标回收率为99.2%-101.7%；取极限值得样品的加标回收率为99.2%-101.7%，样品回收率计算。
U（回收）=；b+=101.7%-100%=1.7% ；b-=100%-99.2%=0.8%；u（回收）=0.72%；
υ（回收）→∞；u3=×u（回收）= 7.34?g/g×0.72%=5.3×10-2；υ3=υ（回收）→∞
250mL容量瓶容积引起的不确定度u4的计算。样品转移至250mL容量瓶中，作为测定液。250mL容量瓶的容量允差为0.15mL（A级，据GB/T 12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，按分散区间半宽；u4（k）的自由度υ4K→∞；灵敏度系数为=0.0293 ；u4=×u4（k）=0.0293×0.10 =2.9×10-3；u4的自由度υ4→ ∞
10.0mL移液管体积的不确定度u5的计算。从250mL容量瓶中移取10mL溶液至比色管中。10mL移液管的容量允差为±0.05 mL（A级，据GB/T 12806-2011），按均匀分布，取因子k= 分散区间半宽a=0.05.u5（k）===0.03；u5（k）的自由度V51→∞灵敏度系数为 ==0.0029；u5=×u5（k）=0.0029×0.03=9×10-5；u5的自由度υ5 →∞
分光光度法测定过程引起的不确定度u6的计算
NO2-标准溶液的不确定度u61：
500?g/mL标准溶液的质量浓度1mL移液管的容量允差为 0.01 mL（A级，据GB/T12806-2011），按均匀分布，取因子k=，
半宽a=0.01mL.；u611（k）的自由度υ621（k）→∞；灵敏度系数为；；u711的自由度υ611→∞；500mL容量瓶的容量允差为0.25mL（A级，据GB/T12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.25mL；其不确定度分量为u612（k）=0.173；灵敏系数为；自由度υ622→∞标准储备液为GB/T 5009.33-2010中提供方法配制，确定其不确定度为1?g/mL，即标准储备液的不确定度分量u0=1?g/mL，灵敏度 自由度υ0→∞ u61= =0.085自由度υ61 →∞
标准溶液（1.0000mg/L）的质量浓度
ρ=ρ1 10mL吸量管（移液管）的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T12806-2011），按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.02mL。u621（k）==0.01
灵敏度系数为c621==0.05；u621（k）的自由度υ621→ ∞ 100mL容量瓶的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a=0.02；其不确定度分量为u622（k）=0.01mL 灵敏度系数为c622==0.02自由度υ624→∞；1mg/L标准溶液的不确定度分量u61=0.085，灵敏度为c61==0.1自由度υ61→∞；u62==0.0165吸光度测量部分数学模型，所以u72灵敏度系数为c62=取Vx的极大值Vx=10mL计算得c62=25mL/g 自由度υ72 →∞
标准系列溶液中的不确定度u63
标准系列溶液中NO2-量m3=Vi×c （其中Vi= 0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL）。针对不同的Vi，有不同的不确定度值，将Vi=2mL的不确定度分量作为整个标准系列溶液的不确定度，则有m3=Vi×c=2mL×5.0?g/mL=10?g；10mL吸量管的容量允差为0.02mL（A级，据GB/T 12806-2011）。按均匀分布，取因子k=，半宽a =0.02mL；其不确定度分量为u63（k）==0.01mL灵敏系数为c63（k）== 5.0标准溶液的不确定度u63=|c63|u63（k）=5.0×0.01=0.05 吸光度测量部分数学模型，所以u63靈敏度系数为c63==2.5；u63的自由度υ63 →∞
吸光度引起的不确定度u64
紫外可见分光光度计示值分辨率引起的不确定度u641。紫外可见分光光度计示值分辨率为sx=0.0001，按均匀分布u641=0.29sx=0.29×0.0001=2.9*10-5自由度υ641→∞ 紫外可见分光光度计示值误差引起的不确定度分量u642分光光度计经有关部门校准合格，并给出不确定度uT为0.6%uT=0.06吸光度（A）与透射率（T）的关系为A=log=log=-。实际上，在实验中测得最大吸光度值为0.1090，此时透射率T=78%，则灵敏系数为；u642=×uT=0.5567×0.06=0.033；自由度υ642 →∞；u64的计算：由于彼此独立，有u64==0.039吸光度测量部分数学模型，所以u75灵敏度系数为c64==53自由度υ64→∞
U6的计算：由于u62，u63，u65各个不确定度分量彼此独立，所以U7==1.749
自由度υ6→ ∞
合成标准不确定度的评定。不确定度分量一览表如下表
合成标准不确定度uC的计算：由于上述各个输入量估计值彼此独立，有
扩展不确定度的评定
合成标准不确定度uC的有效自由度υeff的计算：
υeff=→∞
以υeff→∞，p=0.95查t分布表，得包含因子kp=1.65.扩展不确定度Up的计算：Up=kp×uC=1.65×1.750 mg/kg =2.888 mg/kg不确定度报告：扩展不确定度为U95=2.888 mg/kg ，υeff →∞。
