铅是一种具有蓄积性的有毒有害重金属元素，长期积累在体内会造成慢性中毒，铅和人体中的-SH基团作用对血液和造血系统、消化系统、生殖系统均产生毒性作用[1-2]。成年人血铅达到0.8 μg/mL会出现贫血、血管痉挛、腰痛、视网膜小动脉痉挛、高血压等临床症状[3-4]，所以必须严格控制食品中铅的含量[5]。
2017年6月23日实施的国家标准GB 5009.268—2016[6]《食品安全国家标准食品中多元素的测定》和2017年10月6日实施的国家标准GB 5009.12—2017[7]《食品安全国家标准食品中铅的测定》规定食品中铅的测定方法有石墨炉原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、火焰原子吸收光谱法和二硫腙比色法。用石墨炉原子吸收法进行检测时，由于酱油中含有高含量的氯化钠和氯化钾，按照食品的前处理方法，其很强的背景吸收会掩盖铅元素的信号，严重影响测定的灵敏度，导致样品测定值与真实值不相符，准确度差；用电感耦合等离子体-质谱法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）进行分析时，高含量的氯化钠和氯化钾往往会带来严重的非质谱干扰。
氢化物原子荧光光谱（hydride atomic fluorescence spectrometry，HAFS）法是一种高效率、低成本发展较快的一种痕量分析技术，主要具有将分析元素与可能引起干扰的样品基体分离（气液分离），不受酱油食品中氯化钠和氯化钾的干扰，把待测元素充分富集，原子化效率和灵敏度较高、干扰小、操作简单、性价比高的优点。酱油食品中铅的准确检测一直是公认的难点，GB 5009.12—2010[8]《食品安全国家标准食品中铅的测定》第二法采用氢化物原子荧光光谱法检测酱油中铅时，由于前处理样品中残留高氯酸对仪器荧光信号强度值严重干扰，检测数据结果与真实值不符，导致酱油中铅氢化物原子荧光光谱法的使用受到了限制，因此新版GB 5009.12—2017《食品安全标准 食品中铅的测定》删除了氢化物原子荧光光谱法作为国标方法。为了保证酱油数据的真实性和可靠性，应对酱油中测定方法（铅氢化物原子荧光光谱法）实施实验室内部和外部质量控制分析。实际工作中参照GB/T 5750.3—2006《生活饮用水标准检验方法》[9]水质分析质量控制，对该方法实施质量控制分析，同时进行精密度和准确度测定和评价。通过质量控制分析全面了解该方法在整个实验过程中的适用性、有效性，对主要影响因素加以有效地控制，以保证检测数据结果准确可靠。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
铅标准溶液（1 000 mg/L）：国家标准物质研究中心；硼氢化钾、高氯酸、盐酸（均为分析纯）：上海国药集团化学试剂有限公司；硝酸（分析纯）：德国Merck公司；水为超纯水。
1.2 仪器与设备
AFS—230E型原子荧光光谱仪：北京海光分析仪器公司；铅高性能特种空心阴极灯：北京有色金属研究总院；EH45C型数显石墨恒温电热板：美国LabTech公司。
1.3 方法
1.3.1 样品处理方法[10-14]
准确吸取5.0mL试样置于250mL三角烧瓶中，加入15mL高氯酸＋硝酸（1∶20），加几粒玻璃珠，放一小玻璃漏斗在瓶口上，加热摇匀浸泡过夜（冷消化），然后置于数显石墨恒温电热板上，升温至100～120 ℃进行消化直至无色溶液（分解试样有机物，消除干扰，使待测元素呈离子状态），待硝酸棕色气体散尽后，再升温至180～220 ℃，消解完全（消化液不发生碳化现象）后升温至300 ℃左右，直至瓶内剩干燥的白色结晶物（NaCl不会迸溅），把残留的高氯酸赶尽（不冒高氯酸白烟）。用盐酸（1.0%）洗涤3次，移入50 mL容量瓶中，分别加入铁氰化钾溶液2.0 mL，草酸溶液10 mL，最后用盐酸（1.0%）定容至刻度并摇匀，同时做样品空白，按优化好的仪器工作条件测定样品荧光强度（fluorescence intensity，FI）值。
还原剂硼氢化钠浓度对形成铅氢化物（PbH4）生成速度影响很大：浓度太大产生氢气量增多，稀释了生成的铅氢化物（PbH4）浓度，荧光强度也减小；浓度太小，反应速度缓慢，荧光强度偏低。参照文献[15-17]，硼氢化钠溶液最适质量浓度为15.0 g/L，而氢氧化钠最适质量浓度为2.0 g/L。
1.3.2 仪器工作条件
原子化器高度：7 mm；灯电流：70 mA；光电培增管负高压：270 V；载气流量：600 mL/min；屏气流量：900 mL/min；读数时间：18 s；延迟时间：2.0 s；进样体积：0.5 mL；读数方式：峰面积；测量方式：标准曲线法[18]。
1.3.3 标准工作曲线的绘制
用移液管准确吸取标准使用液（1.0 mg/L）0、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL于50 mL容量瓶中，加入2.0 mL铁氰化钾溶液，1.0 mL草酸溶液，用盐酸（1.0%）定容至50 mL。摇匀，放置30 min后待测，配制质量浓度为0、5.00 ng/mL、10.00 ng/mL、20.00 ng/mL、40.00 ng/mL、60.00 ng/mL、80.00 ng/mL、100.00 ng/mL铅标准工作溶液，以铅标准溶液质量浓度（x）为横坐标，荧光强度（FI）值（y）为纵坐标，绘制铅标准曲线。
1.3.4 测定步骤
设置仪器工作条件并优化测定参数，将样品取样量及定容体积输入工作站后，用盐酸（1.0%）作为载流，用铅标准空白溶液进样，待基线读数稳定后进行标准系列浓度测定，仪器自动记录荧光强度（FI）值，并拟合出铅标准工作曲线。然后进行样品空白测定、样品测定，采用标准曲线法定量。
1.3.5 实验室分析质量控制
分析质量控制（analytical quality control，AQC）是指包括误差的测定与控制在内的各种活动，应用统计学的原理去发现和控制分析中的误差，及时发现和控制分析过程产生误差的来源，以便采取措施予以纠正，以保证分析数据结果的可靠性及可比性。
（1）实验室内部质量控制分析
实验室内部质量控制分析是用质量控制图是记录和控制所获得的检验结果精密度和准确度最好的方法。它是以实验结果为纵坐标，实验次序为横坐标，实验结果的均值为中心线，±2S（标准差）为警戒线，±3S（标准差）为控制线制作。质量控制图有均值-标准差控制图（X-S图）、均值-极差控制图（X-R图）、回收控制图（p-控制图）和空白值-控制图（Xb-Sb图）。
（2）实验室间质量控制分析
实验室间分析质量控制是在做好内部质量控制的基础上进行的，主要分为二个部分：①标准溶液的比较：要求实验室使用的标准溶液与上级实验室发放的标准溶液之间的误差控制在1%～5%（试验的可信限为95%）。②盲样考核（未知浓度样考核）：由中国合格评定国家认可委员会（China national accreditation service for conformity assessment，CNAS）组织的能力验证或上级实验室发放的未知浓度样考核。
（3）不确定度结果分析
先建立数学模型，对测量不确定度来源进行分析，计算合成不确定度和扩展不确定度，最后得出不确定度。
2 结果与分析
2.1 铅标准曲线绘制
按实验方法进行测定，铅标准溶液浓度在0.00～100.00 ng/mL范围内线性关系良好，以铅标准溶液质量浓度（x）为横坐标，荧光强度（FI）值（y）为纵坐标，绘制铅标准曲线，结果见图1。由图1可知，铅标准曲线回归方程为y=95.83x+51.81，相关系数R2=0.999 8，表明二者线性关系良好。
图1 铅标准曲线
Fig.1 Standard curve of lead
2.2 仪器和方法的检出限和定量限
检出限（limit of detection，LOD）指产生一个能可靠地被检出的分析信号所需要的某元素的最小浓度或含量。定量限（limit of quantification，LOQ）在限定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确定量测定被测物质的最低浓度或含量。根据国际理论和化学联合会（international union of pure and applied chemistry，IUPAC）的规定，其计算公式为LOD=3×K×SD，式中：K为校准曲线的回归系数的倒数=0.010 435；SD为标准偏差。
用本法（湿法）消化处理样品，当取样量为5.0 mL，定容体积为50 mL时，方法的最低检出限为0.007 4 mg/L、最低定量限=0.022 2 mg/L。
2.3 精密度和加标回收率试验
按GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》[19]要求在同一样品中分别加入高、中、低3种浓度的铅标准溶液，按本法分别进行6次平行测定精密度，取平均值，计算精密度试验结果相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）及回收率，结果见表1。由表1可知，精密度试验结果RSD为1.16%～4.48%，加标回收率为93.3%～106.6%，表明该检测方法精密度及准确度良好。
表1 精密度和回收率试验结果
Table 1 Results of precision and recovery tests
2.4 实验室内部质量控制分析
用日常积累的20个质控样及样品测定值计算出平均值
标准差S，上下控制限为：
±3S，上下警告限为：±2S，结果见图2。由图2可知，质控样及样品测定值均在上下警告限范围，表明该方法可行。
图2 氢化物原子荧光光谱法检测酱油中铅均值-标准差控制（A）、均值-极差控制（B）
Fig.2 Mean-standard deviation control (A) and mean-range control (B)chart of lead in soy sauce detected by hydride atomic fluorescence spectrometry
用日常积累的20个质控样测定结果计算出百分回收率
=测定值/已知值×100%，标准差SP，上下控制限为
上下警告限为
，结果见图3。由图3可知，质控样回收率在上下警告限范围，表明该方法可行。
图3 氢化物原子荧光光谱法检测酱油中铅准确度控制图
Fig.3 Control chart of the accuracy of hydride atomic fluorescence spectrometry in the detection of lead in soy sauce
2.5 实验室间质量控制分析
用标准溶液比较试验使实验室间的检测数据具有可比性。实验室可用国家标准物质校准自配的标准溶液，以检查自配标样与标准物质之间的误差。结果表明，实验室使用的标准溶液与铅标准样品之间的误差＜5%。
2.6 测定结果的准确度检验分析
用
±SP控制图检验分析结果的准确度。实验的平均回收
=99.5，SP=5.2，则上控制限为
，下控制限为
；上警告限为
，下警告限为：
。质控图数据表明，控制值落在警告限之内，或控制值落在警告限和控制限之间但其前两个控制值落在警告限之内，则认为方法受控。在这种情况下，表示该批样品分析结果正常，数据可靠，可以报告分析结果。
本研究检测方法的测定结果的准确度检验分析均获得满意结果。
2.7 能力验证计划结果分析
参加2017年8月由中国合格评定国家认可委员会（CNAS）组织的能力验证——酱油中重金属铅（编号T0366）检测。由于能力验证样品酱油本身盐分含量较高，给铅的准确检测造成了很大的难度。通过在考核过程中实施该方法质量控制分析，同时进行精密度和准确度测定和评价，对酱油中重金属铅含量的分析误差进行预测并控制在容许范围内后，将两个高和低浓度测量结果X高=0.94 mg/L和X低=0.46 mg/L参与（CNAS）进行的检测结果指标的统计学评价（Z比分数法），结果分别如下：Z值（高浓度）=1.18；Z值（低浓度）=1.09，表明考核结果符合要求（|z|≤2），成绩满意。
2.8 盲样考核样不确定度结果分析[20]
检验结果出来以后，选择评定结果的不确定度来表述被测量之值的分散性，对检验结果可靠程度作出判断。用氢化物原子荧光光谱法对酱油中铅的测量不确定度进行分析，找出影响不确定度的来源及其大小并采取相应措施加以控制，对不确定度进行评估，如实反映测量的置信度和准确性。根据测定方法建立数学模型，分析测量不确定度来源，计算各不确定度分量、合成不确定度和扩展不确定度，当k=2（95%置信概率）时，能力验证食品考核盲样中铅含量为0.46 mg/L时，计算合成不确定度为0.049，扩展不确定度为0.098，不确定度为0.035。
3 结论
本研究所述的分析质量控制结果和不确定度结果分析显示，用氢化物原子荧光光谱法对酱油中铅的误差可控制在允许的范围内，该方法的精密度和准确度均符合GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》和GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》相关要求。通过对氢化物原子荧光光谱法测定酱油中铅的分析质量控制，以及从能力验证结果的不确定度分析中可看出，测量方法主要步骤包括称量取样、样品消化、消化液定容、仪器分析等，而标准系列配制、仪器的稳定性所引起的不确定度包含在标准曲线拟合的不确定度中。评定结果显示，其测量不确定度的最主要因素是标准曲线的拟合引起的不确定度和试样重复测定产生的不确定度，占合成不确定度的95%。研究结果表明：采用水质分析质量控制工作程序对氢化物原子荧光光谱法测定酱油中铅进行分析质量控制，保证实验结果误差在可控制的范围内，获得高度可信的分析结果。
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