张曼 肖亚兵 卢丽 石硕

盐是人类膳食中必不可少的调味品，对维持人体正常新陈代谢、调节人体生理机能等起着重要作用^[1-3]。食盐主要来自于海洋、湖泊、盐岩和盐井等，在原料加工、运输等环节可能引入化学污染物，从而影响食盐的质量^[3]。铅、镉是两种对人体危害极大的重金属，容易在体内沉积，导致慢性中毒^[1-4]。GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》对食盐中铅、镉含量进行了明确规定，食盐中铅、镉允许的最大含量水平分别为1.0 mg/kg和0.5 mg/kg^[5]。

食盐的主要成分为氯化钠，在大量钠盐存在的情况下，用原子吸收法检测其中的痕量重金属元素时，氯化钠会影响电弧温度并产生很大的背景干扰^[1-2,6-15]。此外，盐分在雾化器、采样锥、透镜以及石墨锥口上的沉积也会对仪器的响应强度造成影响，从而影响检测结果的准确性。目前，对于食盐中铅、镉的测定，通常是将样品直接用水溶解或者酸消化后，通过石墨炉或火焰原子吸收光谱法、ICP-MS法进行测定^[1,3-18]，石墨炉原子吸收光谱法最为常用。

本研究研制了氯化钠含量适中、均匀性和稳定性良好的食盐水溶液的铅和镉的标准样品。采用SN/T 4887—2017《出口高盐食品中镉的测定 石墨炉原子吸收光谱法》和SN/T 4888—2017《出口高盐食品中铅的测定 石墨炉原子吸收光谱法》^[19-20]对研制的标准样品进行均匀性和稳定性检验，经8家实验室协作定值，按照标准物质研制的相关标准和规范，合理评估了特性值的不确定度^[21-23]。该标准样品的成功研制有利于提高我国对复杂基体的食盐以及高盐样品中铅、镉的实验室检测质量，有效保证该类样品的食品质量安全。

1 试验部分

1.1 实验材料

硝酸（优级纯）购自苏州晶瑞化学有限公司；乙酸钠（CH₃COONa，高纯）购自罗恩试剂。

铅标准溶液（编号GBW 08619，1000 μg/mL，中国计量科学研究院）、镉标准溶液（编号GBW 08612，1000 μg/mL，中国计量科学研究院）；水经超纯水机制备（18.3 MΩ.cm）。

1.2 主要仪器

PE AA900原子吸收光谱仪（美国PE公司）；MASTER40微波消解仪（上海新仪）；超纯水仪（密里博Milli-Q）；固相萃取柱（自制）：填料为亚氨基二乙酸型树脂（100～200目，0.5 g，3 mL）。

1.3 仪器工作条件

使用PE AA900原子吸收光谱仪对食盐水溶液中铅、镉含量进行测定。

铅的测试参数为：波长283.3 nm，狭缝0.7 nm，塞曼扣背景，灯电流10 mA，读数时间5 s，程序升温为110℃，30 s；130℃，30 s；450℃，20 s；1700℃，5 s；2300℃，5 s。

镉的测试参数为：波长228.8 nm，狭缝0.7 nm，塞曼扣背景，灯电流4 mA，读数时间5 s，程序升温为110℃，30 s；130℃，30 s；350℃，20 s；1500℃，5 s；2300℃，5 s。

1.4 小型离子交换柱的制备

采用5 mL酸滴定管加工制成，柱上部有长5 cm，18 mm×50 mm的广口，如图1所示。

图1 小型离子交换柱

Fig.1 Small ion exchange column

装柱：柱底部垫涤纶丝，将约5.0 g Chelex-100树脂或5.0 g活性氧化铝置于100 mL烧杯中。加20 mL水，用玻璃棒搅拌后，用吸管将树脂转入柱内，然后加0.5 cm高的涤纶丝，用玻璃棒稍压紧，使树脂层高度为5 cm，树脂层体积为1 mL^[14-17]。

1.5 标准样品的分析

参考SN/T 4887—2017和SN/T 4888—2017。称取标准样品约0.5 g（精确至0.001 g），用乙酸钠溶液稀释并定容到25 mL。同时做空白试验，分别以10 mL稀硝酸（1+99，v/v），5 mL水活化固相萃取柱，吸取样液和空白试剂各10 mL，以5 mL/min流速过柱，5 mL水淋洗，弃去淋洗液，最后用10 mL稀硝酸（1 + 99，v/v）洗脱，收集洗脱液，待上机测试。

2 结果与讨论

2.1 标准样品的制备

食用盐经纯水溶解后，以梯度稀释的方式，配制质量浓度为8%的食盐水溶液20 kg于25 L大桶中，滚动混匀，静置12 h后再次充分滚动混匀，静置12 h，每12 h反复操作一次。3 d后，观察静置至无结晶析出。再次滚动混匀，分别加入铅、镉两种重金属标准溶液（1000 μg/mL），制备铅含量1.5 mg/kg、镉含量0.8 mg/kg的食盐水溶液样品。重复静置-滚动混匀操作10 d，获取完全混匀的样品。分装样品，每瓶含有标准食盐水样品20 mL。将样品分装至预先清洗、干燥过的25 mL聚乙烯瓶中，迅速拧紧瓶口。分装时环境温度为（20±2）℃，共分装食盐水标准样品80瓶，将分装后的标准物质置于阴凉避光处保存。

2.2 均匀性检验

均匀性是标准样品的3大重要特性之一。标准样品研制后，从样品分装的最小包装样品中，随机抽取15份，每瓶样品测定3个平行样，依据SN/T 4887—2017和SN/T 4888—2017两个方法进行铅、镉含量的检测试验，按1.5节所述方法对标准样品进行前处理和测定，按照GB/T 15000.3—2023《标准样品工作导则 第3部分：标准样品 定值和均匀性与稳定性评估》^[21]，采用单因素方差分析法进行统计处理，根据自由度及显著性水平，查出临界Fα，若统计值F＜Fα，则认为组间与组内无显著性差异，即说明样品是均匀的。检验结果见表1、表2，分析结果见表3。

由表1、表2可以看出，铅、镉单次测量值的相对标准偏差RSD在0.964%～6.91%和0.813%～4.99%之间，经计算，单元数m = 15，组内测量次数n = 3, F_铅= 1.79，F_镉= 1.14，小于临界值F_0.05(14,30) = 2.04，这表明在显著水平为0.05时，组间与组内差异无显著统计学意义，标准样品均匀性良好。

每个样品重复测定3次，按下式计算样品间的均匀性不确定度(u_bb)，公式如下

(1)

式（1）中，MS_间为瓶间均方；MS_内为瓶内均方；n为单瓶标准样品的重复测定次数。经计算， u_bb(铅) = 0.0264 mg/kg _；u_bb(镉) = 0.00545 mg/kg。

2.3 稳定性检验

2.3.1 长期稳定性

对常温保存的质控样进行了长期存放稳定性研究，按照前密后疏的原则，考察标准样品在一定时间间隔内的稳定性。测定间隔时间分别为0、1、3、6、12、18、24个月，每个时间点均随机抽取3瓶标准样品，每瓶标准样品平行测定2次。铅和镉的检测结果分别见表4和表5。

根据GB/T 15000.3—2023^[21]推荐的标准样品稳定性方法进行统计检验。采用直线作为经验模型，假定标准样品特性量值变化（Y）与保存时间（X）之间存在线性关系Y＝b₁X + b₀（b₁，b₀为系数）。

s(b₁)为b₁的标准偏差，若b₁＜s(b₁)×t(α,n-2)，则标准样品的含量对时间变量无明显差异，标准样品稳定性良好。n为稳定性检验次数；α为t检验的分位数置信水平；t(α,n-2)为自由度为n-2时α置信水平的t分布的临界值。查表t_(0.95,5)＝2.571。由数据可见，b₁＜s(b₁)×t_(0.95,5)，故斜率是不显著的，因而未观测到不稳定性。在24个月的稳定性检验时间内该标准样品的铅、镉稳定性良好，标准样品的有效期至少为24个月。

参照GB/T 15000.3—2023标准定值方法中8.5的长期稳定性不确定度计算方法，按下式计算不稳定性引入的不确定度（u_lts）。u_lts(铅) = sb₁×t = 0.000685×24 = 0.0164 mg/kg，u_lts(镉）=sb₁×t = 0.000795×24 = 0.0191 mg/kg。

2.3.2 运输稳定性

按照GB/T 15000.3—2023，考虑到极限温度的影响，模拟运输条件，在-20℃（模拟低温条件），0℃、20℃和45℃（模拟高温条件）条件下保存1 d、3 d、7 d和10 d，采用双因素方差分析，考察温度、时间两因素对样品特性值的影响。随机抽取12份样品，分成4份，将其置于上述4个温度条件下保存，确认外观无异常后，进行同步测试，每份样品在重复性条件下测试2次。每次稳定性检验的方法、人员、仪器、实验室均相同。

运输稳定性的研究是在不同温度（℃）积累特性值的测量数据，以x代表温度，y代表标准样品的特性值，拟合一条直线，则有斜率b₂

(2)

截距的估计值依据式（3）计算

(3)

直线的标准偏差S²依据式（4）计算

(4)

斜率的不确定度s(b₂)依据式（5）计算

(5)

运输稳定性的不确定度S_T为s(b₂)和拟规定的保存温度（℃）的乘积，即

(6)

由此得到运输稳定性不确定度分量，数据见表6。

采用一元线性回归分析标准物质短期稳定性，斜率不显著，因此没有观察到不稳定性。由表6可见，铅和镉运输稳定性不确定度较小，可忽略不计。

表6 运输稳定性结果（T = 25℃）

Table 6 Transportation stability results (T = 25℃)

2.4 标准样品定值

按照GB/T 15000.3—2023的要求，采用多个实验室使用同一种方法进行协作定值。随机抽取8瓶标准样品，分发给8个实验室，即每个实验室一瓶标准样品，8家实验室铅、镉项目的相应定值检测方法均获得CNAS认可。要求所有实验室均采用1.5所述方法处理标准样品，每个标准样品平行分析3次。所得数据经离群值筛查后用于标准样品定值。

参考GB/T 6379.2—2004《测量方法与结果的准确度（正确度与精密度） 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法》^[22]和GB/T 4883—2008《数据的统计处理和解释 正态样本离群值的判断和处理》^[23]，定值结果见表7，方差分析结果见表8。总体平均值为24次结果的平均值，铅、镉分别为1.4362 mg/kg和0.7676 mg/kg，8家实验室未检出离群值，以各实验室测定结果的总平均值作为标准样品的认定值。

表8 单因素方差得到的结果

Table 8 Results obtained from one-way ANOVA

平均值的不确定度按公式（7）进行计算

(7)

式（7）中，s_L为实验室间标准偏差，s_r为重复性标准偏差，p为参与定值的8家实验室，n为每个样品检测次数。其中，s_r² = MS_内；s_L(铅)² =（MS_间-MS_内）/n₀=（0.00766-0.00543）/3 = 0.000743，s_L(镉)²=（MS_间-MS_内）/n₀ = (0.00262-0.000948)/3 = 0.000556。各个分量代入计算，铅的总平均值的不确定度为0.0179 mg/kg；镉的总平均值的不确定度为0.0104 mg/kg。

2.5 不确定度评定

根据GB/T 15000.3—2023对不确定度评估的规定，考虑标准样品定值、均匀性、稳定性对量值总不确定度的贡献。采用因测定引起的标准不确定度u_char、因瓶间均匀性引起的u_bb、因长期不稳定性引起的u_lts作为不确定度的分量，按式（8）计算合成标准不确定度（u_CRM），计算获得指定值的技术参数见表9。

(8)

表9 指定值及指定值不确定度汇总表

Table 9 Summary of assigned values and their uncertainties

2.7 溯源性分析

研制单位根据GB/T 15000.3—2023的要求，进行了以下三方面的工作，保证所研制的标准样品的溯源性。1）检测过程中，使用的电子天平、定值检测仪器和容量瓶、吸量管等设备均经过检定或校准。2）使用规定的检测方法SN/T 4887—2017和SN/T 4888—2017。3）参与定值的单位使用有证标准物质满足溯源性要求。

3 结论

本研究研制的食盐水溶液铅、镉标准样品，氯化钠含量约为8%，铅和镉标准样品的均匀性良好，在24个月内的稳定性良好。标准样品经8个实验室协作定值，标准样品中总铅的标准值为1.4362 mg/kg，扩展不确定度（k = 2）为±0.0718 mg/kg，镉的标准值为0.7676 mg/kg，扩展不确定度（k = 2）为±0.0448 mg/kg。在实验室进行食盐、酱腌菜等高盐食品检测中，该标准样品可用于铅、镉定量分析的质量控制、方法评价以及人员和仪器比对等，可有效提高检测结果的准确性和可靠性。

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基金项目：海关总署科技项目（2021HK183）

第一作者：张曼（1973—），女，汉族，天津人，本科，高级工程师，主要从事食品检测工作，E-mail: maggie715@126.com

通信作者：肖亚兵（1974—），男，汉族，湖北武汉人，硕士，研究员，主要从事仪器分析工作，E-mail: 19232258@qq.com

1. 天津海关 天津 300461

2. 广州海关 广州 510623

3. 北京海光仪器有限公司 北京 101300

1. Tianjin Customs, Tianjin 300461

2. Guangzhou Customs, Guangzhou 510623

3. Beijing Haiguang Instrument Co., Ltd., Beijing 101300

表1 均匀性测定结果（铅）

Table 1 Results of uniformity test (Pb)

表2 均匀性测定结果（镉）

Table 2 Results of uniformity test (Cd)

表3 方差分析结果

Table 3 Analysis of ANOVA

表4 长期稳定性结果（铅）

Table 4 Long-term stability results (Pb)

表5 长期稳定性结果（镉）

Table 5 Long-term stability results (Cd)

表7 标准样品协作定值结果

Table 7 Collaborative value assignment results for reference materials

表10 设备汇总

Table 10 Equipment summary

第一作者：张烈远（1992—），男，汉族，江西南康人，硕士，工程师，主要从事商品检验检测工作，E-mail: zhanglieyuan1992@126.com

通信作者：江龙发（1981—），男，汉族，安徽东至人，硕士，高级工程师，主要从事商品检验检测工作，E-mail: jianglongfa@126.com

1. 南昌海关技术中心 南昌 330038

2. 萍乡海关 萍乡 337099

1. Technical Center of Nanchang Customs, Nanchang 330038

2. Pingxiang Customs, Pingxiang 337099