红木家具涂饰用漆蜡铅的不确定度分析

许超群

（国家木雕及红木制品质量监督检验中心（浙江），浙江 东阳 322100）

红木家具不仅实用性强，而且满足消费者环保和耐用性要求。随着“绿色消费”理念日益普及，其装饰的安全功能也日渐重视。漆蜡常用作红木家具涂饰辅料，其中重金属元素含量备受关注。根据国家强制性标准GB 28010—2011《红木家具通用技术条件》[1]本文以微波消解—石墨炉原子吸收光谱法测定漆蜡中铅含量为例，按照《测量不确定度评定与表示（JJF 1059.1—2012）》[2]中规定，探讨方法不确定度。

1.1 仪器

原子吸收光谱仪，240ZAA，美国安捷伦科技有限公司；
微波消解仪，WX-8000，上海屹尧仪器科技发展有限公司；
加热板，DB-3，常州国华电器有限公司；
电子天平，CPA225D，德国赛多利斯；
可调移液器，上海精宏实验设备有限公司。

1.2 主要试剂

铅标准液，500 μg/mL，编号为GSB 07—1282—2000，环境保护部标准样品研究所；
硝酸，优级纯；
纯水，GB/T 6682 规定的二级水。

2.1 取样、称量与前处理

用刀片切去漆蜡表面氧化部分，并通过磁力搅拌器粉碎。称取0.2 g～0.8 g 左右（精确至0.001 g）漆蜡样品放到微波消解瓶中，加入5 mL 硝酸，参照微波消解程序（表1）将样品消解。待消解完成后冷却至室温取出，将消解罐在却140 ℃～160 ℃电热板赶酸至1 mL左右。待消解罐冷却后，将消化液转移至25 mL 容量瓶中，用少量水洗涤消解罐2 次～3 次，合并洗涤液于容量瓶中并用水定容至刻度混匀。同时做试剂空白实验。

表1 微波消解程序表

2.2 标液配制

准确吸取铅标准溶液（500 μg/mL）1.00 mL 于100 mL 容量瓶，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混匀得铅一级标准中间液（5 mg/L），再用1.00 mL 单刻度移液管吸取一级标准溶液于100 mL 量瓶中定容，混匀得二级铅标准中间液（50 ng/mL）。

参照《食品安全国家标准食品中铅的测定》（GB 5009.12—2017）中规定的方法，漆蜡样品经微波消解完全后，对其铅的残留量建立数学模型，见式（1）：

式中：Q 为漆蜡中铅的含量，mg/kg；
ρ 为样品溶液中铅的质量浓度，μg/mL；
ρ0为空白溶液中铅质量的浓度，μg/mL；
V 为试样消化液定容体积，mL；
m 为试样质量，g。

根据数学模型分析不确定度来源，如图1 中可以看出，红木家具涂饰用漆蜡中铅测量不确定度主要由漆蜡样品称量（m）、试样消解液定容（V）、前处理（p）以及铅质量浓度（ρ）组成。可表示为式（2）：

图1 不确定度来源分析

5.1 漆蜡样品称量引入的相对标准不确定度urel（m）

用电子分析天平称量，称取漆蜡质量为0.501 0 g，根据检定证书最大允差为±0.5 mg，按均匀分布，k=，由于称量时有去皮和称重两次操作，分量应计算两次，则：，所以urel（m）=

5.2 消解液定容引入的相对标准不确定度ur（V）

5.2.1 容量瓶允差引入的标准不确定度u1（V）

消解液定容采用A 级容量瓶为25 mL，允差为±0.030 mL，按三角形分布，，则：u1（V）=

5.2.2 温度变化引入的标准不确定度u2（V）

假定实验室环境温度变化在20 ℃±5 ℃，水的体积膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀，考虑水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，按均匀分布，则：u2（V）=

5.2.3 估读误差引入的标准不确定度u3（V）

单标线25 mL 容量瓶充满液体时，估读误差约为±0.01 mL，按均匀分布，0.005 8。

5.3 铅质量浓度ρ 引入的相对标准不确定度urel（ρ）

5.3.1 标准溶液配制过程引入的相对不确定度

铅标准溶液证书（编号GSB 07—1282—2000）中提供相对扩展标准不确定度（k=2）为1%，得urel（ρ1）=0.005。

5.3.2 配制标准溶液引起的相对标准不确定

稀释过程：准确吸取铅标准溶液（500 μg/mL）1.00 mL 于100mL 容量瓶，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混匀得一级铅标准中间液（5 μg/mL）。再用1.00 mL单刻度移液管吸取铅一级标准溶液于100 mL 量瓶中加硝酸溶液（5+95）至刻度定容，混匀得二级铅标准中间液（50 ng/mL）。

查阅A 级1 mL 移液管最大容许误差为0.007 mL和A 级100mL 容量瓶的最大容许误差为0.10 mL，A级5 mL 移液管最大允许误差为0.015 mL，均采用均匀分布[4]。

5.3.3 标准曲线拟合引入的相对不确定度

标准溶液吸光度测定数据如表2 所示，曲线拟合得到一元线性方程为Abs=0.002 19×ρ+0.006 66（R=0.999 3）。

表2 铅标准溶液浓度与吸光度

由标准曲线拟合引起的不确定度计算公式，见式（3）、式（4）[5]：

式中：n1为被测溶液测量次数；
n2为5 个标准溶液总共测量次数；
ρj为标准溶液的质量浓度值；
ρˉ为标准溶液质量浓度平均值；
Aj为标准溶液的吸收率测定值；
B1为标准曲线斜率；
B0标准曲线的截距。

将表2 中数据代入式（4），得到sR=0.001 268。拟合标准曲线所引入的相对标准不确定度为：urel（ρ3）=0.045 6。

5.3.4 重复性测定引入的相对标准不确定度

取同一份漆蜡样品测定6 次，结果如表3。

表3 样品中铅含量的测定结果

由贝塞尔公式（5）[5]可得：

计算铅含量的标准偏差s=0.008 85，则由于重复性导致A 类标准不确定度为

5.4 前处理引入的相对标准不确定度

前处理主要通过微波消解回收率引入的不确定度，结合本实验室数据，本方法铅回收率范围在92%～109%，采用近似公式（6）计算：

式中：u（R）为回收率不确定度；
R+为回收率的上界；
R-为回收率的下界。经计算u2（R）=0.002 4。

5.5 扩展不确定度及报告

漆蜡中铅含量的合成相对标准不确定度计算为式（7）：

代入数值得：urel（Q）=0.046 9。

合成标准不确定度：u（Q）=0.046 9×0.407 6=0.019 mg/kg。

按正态分布，在置信概率95%时选择包含因子k=2，则红木家具涂饰用漆蜡铅含量测定结果的扩展不确定度报告为0.4076 mg/kg±0.038 mg/kg（k=2）。

本文通过微波消解—石墨炉原子吸收光谱法对漆蜡中铅含量进行不确定度评价，从评定结果看，不确定度主要由标准曲线拟合所引入。因此，在实验检测过程中，增加平行测定次数，并严格按规范进行操作，尽可能降低不确定度，提高实验室的检测水平。