吳文鑄，石利利，郭敏，單正軍，宋寧慧

（環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042）

氣相色譜法測(cè)定土壤中乙蟲(chóng)腈的不確定度評(píng)定*

吳文鑄，石利利，郭敏，單正軍，宋寧慧

（環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042）

根據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》提供的不確定度分析思路，對(duì)氣相色譜法測(cè)定土壤中乙蟲(chóng)腈的不確定度進(jìn)行了評(píng)估，分析了影響測(cè)量不確定度的各個(gè)因素。對(duì)實(shí)際土壤樣品中的乙蟲(chóng)腈殘留量進(jìn)行了測(cè)定，得到乙蟲(chóng)腈農(nóng)藥殘留量為（1.75±0.15）mg/kg，置信概率為95%，k=2。

氣相色譜法；乙蟲(chóng)腈；不確定度

表征合理地賦予被測(cè)量的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，即為測(cè)量不確定度［1］。測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量質(zhì)量的定量表征，測(cè)量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小。為了保障實(shí)驗(yàn)室提供的分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，及時(shí)總結(jié)與評(píng)定分析結(jié)果的不確定度具有重要意義。筆者利用加速溶劑萃取提取土壤中乙蟲(chóng)腈，以氣相色譜–電子捕獲檢測(cè)器(GC–μECD)檢測(cè)特征化合物，參照《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》等相關(guān)文獻(xiàn)［2–6］，對(duì)萃取過(guò)程中提取液體積的量取、樣品提取溶液的定容、標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的測(cè)量、分析儀器的進(jìn)樣量以及儀器重復(fù)測(cè)定等不確定度來(lái)源進(jìn)行評(píng)定與表述。

筆者采用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部非標(biāo)準(zhǔn)方法《氣相色譜法測(cè)定土壤中乙蟲(chóng)腈殘留量》測(cè)定，土壤中的乙蟲(chóng)腈用加速溶劑萃取儀提取。提取液過(guò)濾后，用 fl orisil小柱凈化，洗脫液用乙酸乙酯定容。用帶有電子捕獲檢測(cè)器的氣相色譜儀測(cè)定，外標(biāo)法定量。通過(guò)對(duì)影響測(cè)定結(jié)果的不確定度分量的分析和量化，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度，并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了表述。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent6890N型，配電子捕獲檢測(cè)器（ECD），美國(guó)Agilent公司；

自動(dòng)進(jìn)樣器：7863 series型，美國(guó)Agilent公司；

加速溶劑萃取儀：ASE–300型，美國(guó)Dionex公司；

旋轉(zhuǎn)濃縮儀：SB–2000型，日本EYELA公司；

組織搗碎機(jī)：A11型，德國(guó)IKA公司；

全溫度振蕩器：HZQ–F型，蘇州華美儀器廠；

乙酸乙酯、石油醚、乙腈、氯化鈉（140℃烘烤4 h）、無(wú)水硫酸鈉（130℃烘烤4 h）、硅藻土：分析純，南京化學(xué)試劑有限公司；

fl orisil小柱：AccuBONDⅡ型，美國(guó)Agilent公司。

1.2 樣品提取與凈化方法

準(zhǔn)確稱取土壤20.0 g，加入硅藻土進(jìn)行研磨，然后裝入萃取池中，用加速溶劑萃取儀進(jìn)行萃取，萃取溶劑為乙腈。萃取完成后取出收集瓶，加入適量無(wú)水硫酸鈉，然后將溶劑過(guò)濾到三角瓶中，旋轉(zhuǎn)濃縮近干后用石油醚定容至10 mL，待凈化。

ASE萃取條件 溫度：85℃；預(yù)熱5 min，靜態(tài)提取5 min；50%溶劑快速吹掃樣品，氮?dú)獯祾咻腿〕氐臅r(shí)間為60 s；壓力：103.4 kPa(1 500 psi)；循環(huán)兩次，收集全部溶劑。

提取液經(jīng)旋蒸濃縮至近干后，用10 mL石油醚溶解并過(guò) fl orisil小柱，然后分別用石油醚–乙酸乙酯（體積比為8∶1）和石油醚–乙酸乙酯（體積比為4∶1）混合溶劑各10 mL洗脫小柱，合并洗脫液，蒸至近干，以乙酸乙酯定容，待測(cè)。

1.3 色譜分析條件

色譜柱：HP–1701石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm， 0.25 μm），固定相為5%苯基甲基硅酮（HP，USA）；檢測(cè)器：μECD；載氣：N2，流速2.0 mL/min；柱溫：80℃，保持2 min，以10℃/min的速率升溫至260℃，保持30 min；進(jìn)樣口溫度：250℃；檢測(cè)器溫度：310℃；進(jìn)樣體積：1 μL，不分流進(jìn)樣。上述色譜條件下，乙蟲(chóng)腈保留時(shí)間為17.43 min。

1.4 測(cè)量結(jié)果計(jì)算

乙蟲(chóng)腈殘留量可按下式計(jì)算：

式中：C——樣品中乙蟲(chóng)腈殘留量，mg/kg；

c——乙蟲(chóng)腈測(cè)定值，μg/mL；

V——定容體積，mL；

w——稱樣量，g；

f——回收率校正因子。

2 不確定度來(lái)源分析

按照數(shù)學(xué)模型及方法概要，不確定度來(lái)源為：

（1）天平稱量3個(gè)主要影響因素：天平稱量最大允許誤差；稱量重復(fù)性；浮力影響。

（2）量器體積3個(gè)主要影響因素：體積重復(fù)性；量器校準(zhǔn)；測(cè)量時(shí)溫度變化及容器校準(zhǔn)時(shí)溫度差異。

（3）測(cè)量重復(fù)性：包括前面兩項(xiàng)中提到的天平稱量重復(fù)性、容量瓶定容體積及移液管移液體積的重復(fù)性；標(biāo)準(zhǔn)使用液色譜峰面積響應(yīng)值重復(fù)性；測(cè)試樣品的色譜峰面積響應(yīng)值重復(fù)性。

3 不確定度的評(píng)定

3.1 標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度c0引入的不確定度u(c0)

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液引入的不確定度

準(zhǔn)確稱取純度為（99.4±0.3）%的乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)品0.103 3 g于100 mL容量瓶中，加入90 mL乙酸乙酯，超聲處理5 min后，加乙酸乙酯定容，得1 027 mg/L乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度由下式計(jì)算：

式中：c1——乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的濃度，mg/mL；

m1——乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量，g；

P——乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)品的純度，%；

V1——標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液定容體積，mL。

（1）m1引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m1)

稱量乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)品所用天平計(jì)量證書標(biāo)明其最大稱量允差為0.08 mg，稱量重復(fù)性為0.04 mg。假定為矩形分布，換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

凈重由兩次稱量操作所得，因每一次稱量均為獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果，故稱取0.103 3 g樣品引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）P引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P)

乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)品純度為（99.4±0.3）%，則:

（3）V1引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V1)

①100 mL容量瓶校準(zhǔn)引入的不確定度u1(V1)

計(jì)量證書標(biāo)明100 mL容量瓶的最大允差Δ V1為±0.10 mL，假設(shè)為矩形分布，則:

②溫度引入的不確定度u2(V1)

實(shí)驗(yàn)溫度控制在(20±3)℃，有機(jī)液體膨脹系數(shù)為1.0×10–3℃–1，假定溫度變化為矩形分布，則：

③重復(fù)性操作引入的不確定度u3(V1)

100 mL容量瓶充滿刻度10次做稱量試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)差為0.036 mL，則u3(V1)=0.036 mL

合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.2 稀釋過(guò)程引入的不確定度

用已知1 mL移液管取V2=0.5 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于V3=50 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容。

（1）移液管引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V2)

①1 mL移液管校準(zhǔn)引入的不確定度u1(V2)

1 mL移液管計(jì)量證書標(biāo)明其容量允差Δ V2為±0.007 mL，假定為矩形分布，換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

②溫度引入的不確定度u2(V2)

實(shí)驗(yàn)溫度控制在(20±3)℃，有機(jī)液體膨脹系數(shù)為1.0×10–3℃–1，假定溫度變化為矩形分布，則：

③重復(fù)性操作引入的不確定度u3(V2)

多次吸取排液稱量，標(biāo)準(zhǔn)差為0.004 9 mL,則：

合成得V2引入的相對(duì)不確定度為：

（2）50 mL容量瓶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V3)

①50 mL容量瓶校準(zhǔn)引入的不確定度u1(V3)

計(jì)量證書標(biāo)明50 mL容量瓶容量允差Δ V3為±0.10 mL，假定為矩形分布，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

②溫度引入的不確定度u2(V3)

按照3.1.1（3）②分析，得：

③重復(fù)性操作引入的不確定度u3(V3)

多次稱量試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)差為0.037 mL，則：

合成得V3引入的相對(duì)不確定度為：

合成得標(biāo)準(zhǔn)使用液c0引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c0)為：

標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 樣品質(zhì)量m引入的不確定度u(m)

稱量樣品所用天平計(jì)量證書標(biāo)明其稱量的最大允差為10 mg。稱量重復(fù)性為10 mg。假設(shè)為矩形分布，凈重由兩次稱量操作所得，因每一次稱重均為獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果，故稱取m=20 g樣品引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 樣品最終定容體積Vi引入的不確定度

（1）2 mL移液管校準(zhǔn)引入的不確定度u(Vi)

2 mL移液管計(jì)量證書標(biāo)明其容量允差Δ V為±0.010 mL，假定為矩形分布，換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）溫度引入的不確定度u2(Vi)

（3）重復(fù)性操作引入的不確定度

多次吸取排液稱量，標(biāo)準(zhǔn)差為0.010 mL，則：

合成得Vi引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積A0引入的不確定度u(A0)

乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積A0值見(jiàn)表1。

表1 乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積A0

測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由6次測(cè)量結(jié)果的平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積A0引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

乙蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積A0引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.5 乙蟲(chóng)腈測(cè)試樣品色譜峰面積Ai引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ai)

乙蟲(chóng)腈測(cè)試樣品色譜峰面積Ai值見(jiàn)表2。

表2 乙蟲(chóng)腈測(cè)試樣品色譜峰面積相應(yīng)Ai

同3.4，乙蟲(chóng)腈測(cè)試樣品色譜峰面積Ai引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.6 回收率校正因子f引入的不確定度u(f )

u(f)與平均加標(biāo)回收率的不確定度u(R)有關(guān)。由于提取凈化等原因，以及轉(zhuǎn)移過(guò)程中的損失或污染，有可能造成土壤中乙蟲(chóng)腈回收率的差異。本方法提取土壤中乙蟲(chóng)腈的平均回收率為75.3%～85.7%。則樣品中回收率的不確定度，(α–+α+)/2=(75.3+85.7)/2=80.5%，而其半寬α=(α––α+)/2=(85.7–75.3)/2=5.2%，假設(shè)為矩形分布，則回收率引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

對(duì)估算的平均回收率進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，本例不需做回收率校正，回收率校正因子f =1。

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將上述各不確定度分量合成得：

土壤中乙蟲(chóng)腈含量的測(cè)定結(jié)果w=1.75 mg/kg，則乙蟲(chóng)腈含量測(cè)定結(jié)果的不確定度為：

5 擴(kuò)展不確定度與測(cè)量結(jié)果表示

95%置信概率下，取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為：U=ku(w)=2×0.075≈0.15 (mg/kg)。

土壤中乙蟲(chóng)腈含量為：（1.75±0.15）mg/kg，k=2。

6 結(jié)論

以氣相色譜法測(cè)定土壤中乙蟲(chóng)腈含量為例，討論了測(cè)定土壤中乙蟲(chóng)腈不確定度的主要來(lái)源及其各不確定度分量評(píng)定方法。經(jīng)過(guò)評(píng)定，方法回收率、測(cè)定過(guò)程中使用的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響較大。由此可知，在測(cè)定過(guò)程中應(yīng)對(duì)方法回收率、使用的工作曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線配制過(guò)程以及測(cè)量的重復(fù)性進(jìn)行重點(diǎn)質(zhì)量監(jiān)控。

［1］ ISO/IEC 17025：1999 General requirement for the competence of testing and calibration laboratories，the International Organization for Standardization［S］.

［2］ JJF 1059–1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.

［3］ CNAS–GL 06 化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南［S］.

［4］ 倪曉麗.化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定指南［M］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2008.

［5］ 李松，饒竹.氣相色譜法測(cè)定地下水中六六六結(jié)果的不確定度評(píng)定［J］.巖礦測(cè)試，2008，27(4): 295–298.

［6］ 陳嘉文，彭虹.液相色譜法測(cè)定土壤中甲萘威的不確定度評(píng)定［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35(7): 120–127.

Uncertailty Evaluation of Determination of Ethiprole in Soil by Gas Chromatography

Wu Wenzhu， Shi Lili， Guo Min， Shan Zhengjun, Song Ninghui
(Nanjing Institute of Environmental Sciences， MEP， Nanjing 210042， China)

According to Guide to Uncertainty Evaluation in Chemistry Analysis， the uncertainty for ethiprole content in soil determined by using gas chromatography was evaluated, and the in fl uence factors were analyzed. The determination result was described as (1.75±0.15) mg/kg, 95% con fi dence probability，k=2.

gas chromatography; ethiprole; uncertainty

O657.7

A

1008–6145(2012)01–0010–04

10.3969/j.issn.1008–6145.2012.02.003

*國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101307）；農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留試驗(yàn)項(xiàng)目（2007PR03）

聯(lián)系人：吳文鑄；E-mail: wwz@nies.org

2012–01–08