原子荧光光谱法测定黄金茶中总砷含量的不确定度评定

Uncertainty Evaluation and Method Improvement of Total Arsenic Content in Golden Tea by Atomic Fluorescence Spectroscopy

TAN Yongsheng1，LIANG Xianchang²， CHEN Yichao1， YANG Qian1， XIANG Yu'， SHI Meilian1，3*

（1.Quality Inspection and Metrology Verification Center of Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture， Jishou

416000， China; 2.Centers for Disease Control and Prevention of Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture， Jishou 416000， China; 3.College of Materials， Xiamen University， Xiamen 361005， China）

Abstract： The content of total arsenic in golden tea was determined using atomic fluorescence spectrometry. According to the JJF1059—2012 and JCGM100：2008，the uncertaintyof the measurement results was evaluated for the detection processByestablishinga mathematical model， the uncertainty components in thequantification were analyzed.Thefactors contributing totheuncertainty，listed indescending orderof magnitude，wereasfollws：sample recovery rate > standard curve fitting > standard solution preparation > repeatability measurement > sample dilution > sample weighing. The expanded uncertainty of the total arsenic content in golden tea was 0.003 2mg⋅kg^-1 （k=2） ， and the measurement result was expressed as （0.0526±0.0032）mgcdotkg^-1 .By modifying the sample digestion method，increasing the number of calibration points inthe standard curveand repeated measurements，adjusting the sample weight and dilution volume，the introduction of uncertainty can be effectively reduced，thereby improving detection accuracy.In the testing work，the scientific application of measurement uncertainty evaluation technology plays a crucial role in optimizing detection methods and standardizing operational procedures.This quantitative evaluation approach can significantly enhance the reliability and accuracy of elemental analysis results.

Keywords： atomic fluorescence spectrometry; golden tea; total arsenic; uncertainty; method improvement

湘西州地处武陵山区，得益于其得天独厚的气候条件和深厚的茶文化底蕴，孕育了丰富的黄金茶资源，是中国重要的茶叶产区之一[。砷是一种毒性极强的非金属元素，广泛存在于自然界中，可以通过大气、土壤、水质、生产资料以及加工机械等途径对黄金茶产生污染，这不仅影响黄金茶的品质，长期饮用砷污染的黄金茶，还会损害人体健康，因此精确测定黄金茶中总砷的含量，对于保证黄金茶质量安全显得尤为重要[2-4]。

茶叶中碑含量的测定方法主要有分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法和电感耦合等离子体质谱法等[5-9]，分光光度法和原子吸收光谱法灵敏度低、选择性差、分析速度慢，而电感耦合仪器价格昂贵，分析成本高，原子荧光光谱法因其操作简单、灵敏度高、检出限低、分析速度快等优点而被广泛应用[。任何方法和测量过程都会存在随机或系统误差，不确定度作为衡量测量结果可靠性的关键指标，对其进行评定能有效反映测量结果的准确度和可信度[10-11]。

本文根据《测量不确定度评定与表示》（JJF1059—2012）、JCGM100：2008等[12-14]对原子荧光光谱法测定黄金茶中总砷含量过程中不确定度的来源进行分析，通过数学模型和数据计算，对各不确定度分量进行准确量化，从而评定该方法测量结果的不确定度，并针对方法中的样品消解、标准溶液配制和样品测定过程，提出了改进措施，为提高黄金茶中总砷含量检测的准确性和可靠性提供理论依据和实践参考。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

黄金茶样品，购自湘西州吉首市某茶企业。硝酸、盐酸、过氧化氢，均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司；硫脲（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；砷单元素溶液标准物质（GBW08611），浓度为 ，中国计量科学研究院；AFS-933原子荧光光度计，北京吉天仪器有限公司；BSA224S电子天平（ d=0.1mg ），赛多利斯科学仪器有限公司；实验用水，分析实验室一级水。

1.2 实验方法

1.2.1 样品消解

称取已粉碎均匀的黄金茶样品 1.0g （精确至0.000lg ）于聚四氟乙烯烧杯中，加入 10mL 硝酸放置过夜，次日加入 2mL 过氧化氢，于 140°C 左右加热消解至消解液约 1mL ，呈无色澄清，待消解液冷却至室温后，将其转移到 25mL 容量瓶中，加2.5mL 硫脲溶液（ 50g⋅L^-1 ），然后用水定容至刻度，摇匀备用。同时做平行试验及空白试验。

1.2.2 标准溶液配制

（1）砷标准溶液的稀释。精确量取 1.0mL 砷标准溶液（ ）于 100mL 容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，得 10μgmL^-1 的砷标准储备溶液；继续量取 1.0mL 的砷标准储备溶液（ 10μg⋅mL^-1 ）于100mL 容量瓶中，加人 1mL 硝酸，用水定容至刻度，摇匀，配制成 100ng⋅mL^-1 的砷标准使用液。

（2）砷标准系列溶液配制。量取 5.0mL 的砷标准使用液（ 100ng⋅mL^-1 ）于 100mL 的容量瓶中，加入 10mL 硫脲溶液，用水定容至刻度，摇匀，即得浓度为 5.0ng⋅mL^-1 的砷标准工作溶液，采用仪器自动稀释，制成0、1、2、3、 4ng⋅mL^-1 和 5ng⋅mL^-1 砷标准系列溶液。

1.2.3 样品测定

原子荧光光度计预热稳定后，设置仪器参数条件（元素：砷；载气：氩气；负高压： 270V ；灯电流： 60mA ；载气流量： 400mL⋅min^-1 ；屏蔽气流量：800mL⋅min^-1 ），测定砷标准系列溶液、样品空白溶液和样品消解液，以原子荧光强度为纵坐标，以砷浓度为横坐标，制作标准曲线，得到回归方程，根据回归方程计算出样品中总砷的含量。

1.2.4数学模型建立

根据原子荧光光谱法测定原理[15]，建立的数学模型为

式中： W 为样品中砷的含量， mg⋅kg^-1 . C₁ 为样品待测液中砷含量， μg⋅L^-1 ; C₀ 为空白待测液中砷含量， μg⋅L^-1 ： V 为样品定容体积， mL . m 为样品取样量，g。

2 结果与分析

2.1不确定度来源分析

通过对实验过程进行分析，发现影响原子荧光光谱法测定黄金茶中碑含量的不确定度评定的主要因素如图1所示。

2.2 不确定度分量评定

2.2.1 样品称量引入的相对标准不确定度 u_rel（m）

样品称量引入的标准不确定度主要考虑电子天平的示值误差、偏载误差和重复性误差，数据均由校准证书查出，依据天平校准[证书，其示值误差为0.000 3g ，按均匀分布计算， ，则示值误差引人的标准不确定度 重复性误差为 0.0002g ，按均匀分布计算， ，则重复性误差引入的标准不确定度为 ；偏载误差为0.0001g ，按均匀分布计算， ，则偏载误差引人的标准不确定度 故样品称量（ 1.0g ）引入的相对标准不确定度为

2.2.2 样品液定容引人的相对标准不确定度