章明洪，儲德韌，劉 剛

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尿基肥料中縮二脲含量測定及國際標準制定研究*

章明洪，儲德韌，劉 剛

(上海化工研究院有限公司，國家化肥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心〔上?！?上海 200062)

研究開發(fā)了利用高效液相色譜法測定尿基肥料中縮二脲含量的新方法。該方法采用的氨基色譜柱能有效地將縮二脲與其他脲基縮合物及干擾物質(zhì)分離，解決了國家標準《復混肥料(復合肥料)中縮二脲含量的測定》(GB/T 22924—2008)在實施過程中存在的問題。通過對標準物質(zhì)和一系列有代表性的肥料樣品的系統(tǒng)性試驗分析，驗證了該新方法的適用性、準確度和精密度。通過組織國內(nèi)外13家分析實驗室進行的國際實驗室間比對，統(tǒng)計結(jié)果表明該新方法適用性廣且精密度高，因而被推薦作為新的國際標準。

縮二脲；尿基肥料；國際標準；高效液相色譜法

縮二脲是尿素經(jīng)由高溫(接近或超過尿素的熔點132 ℃)下脫氨產(chǎn)生不穩(wěn)定中間體氰酸，然后進一步與尿素反應形成的一系列脲基縮合物的一種，此類脲基縮合物通常還包括縮三脲、N,N- 亞甲基二脲等[1- 2]。在尿素熔融法生產(chǎn)復混肥料工藝中，如果反應溫度過高且反應時間過長，常導致最終產(chǎn)品中縮二脲含量較高(質(zhì)量分數(shù)>1.5%)[3]。許多研究表明，施于土壤或作物葉面的高濃度縮二脲會對作物體內(nèi)氮素的代謝及蛋白質(zhì)的合成造成干擾，從而對作物生長產(chǎn)生抑制作用[1- 2]，對作物種子發(fā)芽及幼根生長的危害尤為顯著[4]。近年來，尿素及尿基肥料(包括脲醛緩釋肥料、尿素硝銨溶液、硫包衣尿素、尿基復合/復混肥料等)在全球范圍內(nèi)日益成為最主要的氮素肥料，由施用上述尿素及尿基肥料帶來的縮二脲危害作物的問題越來越受到人們的關注[5]，業(yè)內(nèi)對肥料中縮二脲含量檢測技術的要求也與日俱增[6]。

目前，國際上通用的縮二脲測定方法主要包括兩大類。一大類是基于縮二脲等物質(zhì)在溶液中與Cu2+形成有色配合物的雙縮脲反應，采用分光光度法(直接法)或原子吸收光譜法(間接法)檢測縮二脲- Cu2+復合物濃度，再換算成縮二脲的質(zhì)量分數(shù)。我國現(xiàn)行國家標準《復混肥料(復合肥料)中縮二脲含量的測定》(GB/T 22924—2008)和農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《復混肥料中縮二脲含量的測定 分光光度法》(NY/T 1376—2007)、美國公職分析化學家協(xié)會(AOAC)標準方法960.04和976.01以及歐盟標準EN 15479:2009都采用類似方法作為標準分析方法。此類方法通常需要在試驗中配制含有Cu2+的顯色試劑，樣品前處理費時費力[2]，且含有酰胺鍵的不少脲基縮合物都有可能與Cu2+形成不同的有色配合物而干擾測定[7]，有許多國家正在尋求替代方法。另一大類方法是利用液相色譜分離縮二脲后再采用紫外檢測器直接進行測定，該方法的發(fā)展得益于高效液相色譜技術的發(fā)展，有望實現(xiàn)對縮二脲的直接定量[8]。當前國內(nèi)外對液相色譜法開展的前沿研究較多，但該方法在樣品適用性、雜質(zhì)干擾下的穩(wěn)定性方面存在一些缺陷[7- 8]，目前只有我國的國家標準GB/T 22924—2008采用此法作為縮二脲測定的標準方法。

在國家標準GB/T 22924—2008的具體實踐過程中，試驗發(fā)現(xiàn)該標準中采用的液相色譜法盡管能夠有效地測定絕大多數(shù)肥料中的縮二脲含量，但也存在如下問題：①該方法中采用的十八烷基硅烷鍵合硅膠填料(C18)色譜柱是反相色譜中最常用的通用型色譜柱，適用于分離非極性或弱極性的有機化合物，由于其并非是為分離含有酰胺鍵的化合物而專門設計的，因此在實際使用中對分離縮二脲、縮三脲、N,N- 亞甲基二脲等含有酰胺鍵的脲基縮合物效果不佳，直接影響了肥料中縮二脲含量測定的準確程度；②按照標準采用C18色譜柱在波長200 nm下檢測含有硝酸根的肥料樣品時，由于硝酸根在該波段有強烈的紫外吸收[9]，導致硝酸根與縮二脲的分離效果不佳，出現(xiàn)硝酸根干擾縮二脲測定的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象在測定尿素硝銨溶液、含硝態(tài)氮的尿基復混/復合肥時經(jīng)常出現(xiàn)，極大地限制了該標準方法的適用性。

針對上述存在的問題，利用專門為分離極性化合物(特別是含有酰胺鍵的化合物及糖類)設計的氨基色譜柱，研究開發(fā)了縮二脲液相色譜測定新方法，并以此為基礎向國際標準化組織——肥料和土壤調(diào)理劑標準化技術委員會提出了建立縮二脲測定國際標準的工作提案，項目申請獲得了投票批準。新的測定方法可有效地將縮二脲與其他脲基縮合物及干擾物質(zhì)分離，并通過對標準物質(zhì)和一系列有代表性的肥料樣品的系統(tǒng)性試驗分析，證實了該方法具有較寬的線性范圍、較高的準確度和精密度。經(jīng)國際標準化組織——肥料和土壤調(diào)理劑標準化技術委員會的推薦，由上?；ぱ芯吭河邢薰緺款^組織了國內(nèi)外13家分析實驗室進行了國際實驗室間比對，統(tǒng)計結(jié)果表明該方法的適用性廣且精密度高，被推薦作為新的國際標準。

1 試驗部分

1.1 方法提要

利用液相色譜法測定各種固體和液體尿基肥料中的縮二脲含量，肥料中的縮二脲由乙腈-水溶液(流動相)提取，采用氨基(氨丙基)色譜柱的反相液相色譜進行分離、紫外檢測器測定，外標法計算縮二脲含量。

1.2 主要試劑與溶液

乙腈，HPLC級，德國Merck公司；超純水，三級，Millipore制備；縮二脲標準物質(zhì)，質(zhì)量分數(shù)>99%，美國Sigma-Aldrich公司；參考物質(zhì)分析純縮二脲，質(zhì)量分數(shù)>97%，美國Alfa Aesar公司。

流動相：850 mL乙腈+150 mL超純水，使用前用0.22 μm濾膜過濾并超聲脫氣。

縮二脲標準溶液(0.5 mg/mL)：稱取0.500 0 g縮二脲標準物質(zhì)并溶解于流動相中，然后移入1 000 mL容量瓶中，用流動相稀釋至刻度，搖勻，靜置。

1.3 主要儀器

高效液相色譜儀(含紫外檢測器)，Waters 1525- 2489- 2707，美國Waters公司；針狀過濾器(包括0.22 μm有機相濾膜)，上海安譜科學儀器有限公司；超聲波清洗器，SK2510HP，上海科導超聲儀器有限公司；試驗篩，篩孔直徑0.5 mm，湖南省常德粒度分析儀器廠。液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀：液相色譜，Shimadzu 20AD XR+UV，日本島津公司；質(zhì)譜，AB SCIEX Triple TOF?4600，美國AB SCIEX公司。

1.4 試驗樣品

方法開發(fā)與研制階段使用的樣品種類做到了盡可能覆蓋各種固體和液體尿基肥料，包括3種不同來源的尿素、5種不同生產(chǎn)工藝及組分的復混肥料、1種氮磷鉀(NPK)復合肥料、1種脲醛復合肥料、1種尿素硝銨溶液(UAN)、1種脲醛緩釋液體肥料(Trisert?)、1種樹脂-硫復合包衣尿素(PSCU)，具體的肥料試驗樣品信息見表1。

表1 肥料試驗樣品信息

注：1)聲明養(yǎng)分級別按N- P2O5- K2O標注； 2)樣品編號以IRT開頭的是作為國際實驗室間比對的樣品

1.5 分析步驟

1.5.1 試樣制備

對于尿素，取縮分后的500 g樣品作為試樣；對于復混肥料，取縮分后的100 g樣品研磨至粒徑小于0.50 mm，混勻，置于潔凈、干燥的瓶中；液體肥料直接取分裝后的500 mL樣品作為試樣。

1.5.2 試樣溶液的制備

稱取試樣0.1～0.5 g(精確至0.000 1 g，以含縮二脲1～2 mg為宜)置于25 mL的燒杯中，加入10 mL流動相，超聲輔助溶解10 min，待冷卻后移入25 mL容量瓶中，用流動相稀釋至刻度，搖勻，靜置；用0.22 μm有機相濾膜過濾，得試樣溶液。

1.5.3 縮二脲工作標準溶液配制

在5個25 mL容量瓶中分別移取0.50，1.00，3.00，5.00和10.00 mL縮二脲標準溶液，用流動相稀釋至刻度，搖勻，靜置，然后用0.22 μm有機相濾膜過濾，得到縮二脲質(zhì)量濃度分別為10.0,20.0,60.0,100.0和200.0 mg/L的系列縮二脲工作標準溶液，備用。

1.5.4 液相色譜及液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜分析條件

方法開發(fā)及驗證中采用的典型液相色譜分析條件見表2，液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜分析條件見表3。

表2 液相色譜分析條件

注：1)如ThermoFisher公司的APS- 2 Hypersil柱(Part # 30705- 254630)或Phenomenex公司的Spherex NH2柱(Part # 00G- 00051- E0)；在國際實驗室間比對中，能夠達到相同分析效果的氨基色譜柱都可使用

1.5.5 測定

標準曲線的繪制：參照1.5.4中的儀器操作條件，將液相色譜儀調(diào)節(jié)至最佳測定狀態(tài)；分別將縮二脲工作標準溶液進樣10 μL，每個濃度重復測定2次，以測得的峰面積均值分別對應縮二脲質(zhì)量或濃度繪制標準曲線，求得線性回歸方程。

表3 液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜分析條件

試樣溶液的測定：用測定工作標準溶液相同的操作條件對試樣溶液進行測定，根據(jù)測得的峰面積，由標準曲線線性回歸方程計算得到試樣溶液中縮二脲的質(zhì)量。

1.6 結(jié)果計算

縮二脲的質(zhì)量分數(shù)w按式(1)計算：

(1)

式中：m1——與試樣溶液峰面積相對應的由標準曲線查得或由線性回歸方程計算出的縮二脲質(zhì)量，mg；

m——試樣質(zhì)量，g。

取平行測定結(jié)果的算術平均值為測定結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇試驗

圖1 C18色譜柱測定縮二脲參考物質(zhì)的液相色譜圖

圖2 C18色譜柱測定含有硝酸根肥料樣品的液相色譜圖

圖3 氨基色譜柱測定含有硝酸根肥料樣品的液相色譜圖

在國家標準《復混肥料(復合肥料)中縮二脲含量的測定》(GB/T 22924—2008)實施過程中，發(fā)現(xiàn)標準中采用C18色譜柱在200 nm波長下檢測含有硝酸根的肥料樣品時，由于硝酸根在該波段有強烈的紫外吸收，導致硝酸根與縮二脲的分離效果不佳，出現(xiàn)硝酸根干擾縮二脲測定的現(xiàn)象，致使標準的適用性受到限制。如圖1和圖2所示，縮二脲的出峰時間在1.81 min左右，硝酸根在1.50～2.00 min有強吸收造成大的出峰包，縮二脲的出峰被包在其中，導致無法進行計算。試驗選擇了氨基色譜柱，其分離效果見圖3，縮二脲的出峰時間在4.00 min左右，而硝酸根的出峰時間在8.00 min左右，縮二脲與硝酸根的出峰能有效分離，從而消除了硝酸根對縮二脲測定的干擾。同時與國外實驗室進行了不同色譜柱測定肥料中縮二脲含量比對試驗，結(jié)果見表4。

表4 國際實驗室間不同色譜柱縮二脲質(zhì)量分數(shù)測定比對試驗 %

經(jīng)綜合比較，C18色譜柱無法檢測含硝酸根肥料中的縮二脲含量，而氨基色譜柱可消除硝酸根對縮二脲測定的干擾，其中中國實驗室選擇的APS- 2 Hypersil色譜柱試驗效果最理想。

2.2 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用樣品組分分析

為確認液相色譜對縮二脲、尿素及其他脲基縮合物的分離效果，采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析參考物質(zhì)分析純縮二脲及部分樣品，試驗結(jié)果如圖4所示，其中：a為參考物質(zhì)分析純縮二脲；b為SLV- 054尿素樣品；c為SLV- 114復混肥料樣品；d顯示了根據(jù)各譜峰的一級質(zhì)譜(MS)和二級質(zhì)譜(MS/MS)在正離子模式下擬合的化合物組成及其可能的裂分形式。

由圖4中的譜圖結(jié)果可知：保留時間(R.T.)為3.03～3.04 min的化合物在一級質(zhì)譜中顯示了母離子m/z=147，其二級質(zhì)譜中出現(xiàn)了子離子m/z分別為130，104，87和61，對應化合物為縮三脲；保留時間(R.T.)為3.16～3.18 min的化合物在一級質(zhì)譜中顯示了母離子m/z=104，其二級質(zhì)譜中出現(xiàn)了子離子m/z分別為87和61，對應化合物為縮二脲；保留時間(R.T.)為3.64～3.65 min的化合物在一級質(zhì)譜中顯示了母離子m/z=61，其二級質(zhì)譜中未顯示明顯的子離子，根據(jù)已知結(jié)果推論對應化合物為尿素；保留時間(R.T.)為4.62～4.63 min的化合物在一級質(zhì)譜中顯示了母離子m/z=133，其二級質(zhì)譜中出現(xiàn)了子離子m/z分別為73和61，對應化合物為N,N- 亞甲基二脲。試驗結(jié)果表明，利用氨基柱可有效地分離尿素、縮二脲、縮三脲、N,N- 亞甲基二脲等組分，從而為采用該方法定量檢測縮二脲，甚至在未來一次同時定量檢測多種脲基縮合物提供了理論基礎。

圖4 參考物質(zhì)分析純縮二脲及部分試驗樣品的液相色譜圖及質(zhì)譜分析

2.3 標準曲線及線性范圍

由縮二脲工作標準溶液進樣所得的色譜圖(圖5內(nèi)插圖)可見,整個譜圖僅見縮二脲的色譜峰，沒有其他可見雜峰。由工作標準溶液進樣所得標準曲線(圖5)可知,縮二脲工作標準溶液在縮二脲質(zhì)量濃度為0～200 mg/L范圍內(nèi)線性良好，相關系數(shù)R>0.999。

圖5 縮二脲工作標準溶液色譜圖及其標準曲線

2.4 方法準確度及適用性分析

為了驗證本方法的準確度，選用1種尿素和2種復混肥料分別進行了加標回收率試驗：將質(zhì)量濃度分別為60，80和100 mg/L的縮二脲溶液加入3種試驗樣品中，檢測加標樣品中縮二脲的最終含量并計算回收率，試驗結(jié)果見表5。

從表5可以看出：樣品中不同濃度梯度的加標回收率在98.14%～107.24%范圍內(nèi)，符合美國公職分析化學家協(xié)會(AOAC)制定的關于方法準確度驗證的相關要求，即測定樣品的質(zhì)量濃度在100 mg/L數(shù)量級時，回收率要求在85%～110%[10]，表明該液相色譜方法的準確度較好。

為了驗證硝酸根離子可以被有效分離，從而對該液相色譜法在195 nm波長下測定無干擾，在SLV- 114樣品的加標回收率試驗中額外加入了0.1 g硝酸銨，添加硝酸銨前后的SLV- 114樣品的液相色譜圖見圖6。

表5 試驗樣品加標回收率試驗結(jié)果

注：1)額外加入了0.1 g硝酸銨

圖6 添加硝酸銨前后的SLV- 114樣品的液相色譜圖

由圖6可見，保留時間(R.T.)為4.10 min左右的化合物為縮二脲，添加的硝酸根在195 nm的紫外強吸收造成大的鼓包[9]，但是硝酸根在7.80 min之后才出峰，完全不會影響縮二脲的定量測定。另外，圖5所示在液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上所得到的縮二脲保留時間與圖6所示在液相色譜上有所不同，其原因是采用了不同的氨基柱和不同液相色譜儀死體積帶來的，并不會影響定量分離和分析結(jié)論。

2.5 方法精密度分析

為驗證該液相色譜法的精密度，選取了2種尿素和4種復混肥料樣品，對每個肥料樣品進行5次重復試驗并計算平行試驗結(jié)果的相對標準偏差，試驗結(jié)果見表6。

從表6可看出：6個樣品5次平行測定的相對標準偏差(RSD)在0.69%～1.85%，符合美國公職分析化學家協(xié)會(AOAC)制定的關于方法精密度驗證的相關要求，即單個實驗室驗證中，對于1%濃度數(shù)量級的樣品測定，要求方法精密度指標——相對標準偏差(RSD)不大于2%[10]，表明該液相色譜法的精密度較好。

表6 方法精密度試驗結(jié)果

2.6 國際實驗室間比對研究

通過上述系統(tǒng)性的驗證研究結(jié)果可以確認：新研究開發(fā)的液相色譜法采用氨基柱可有效地將縮二脲與其他脲基縮合物及干擾物質(zhì)分離，并具有較寬的線性范圍、較高的準確度和精密度。經(jīng)國際標準化組織——肥料和土壤調(diào)理劑標準化技術委員會推薦，由上海化工研究院有限公司牽頭組織了國內(nèi)外13個實驗室進行了實驗室間比對活動，考察新方法的普適性和精密度(重復性與再現(xiàn)性)，進而確認方法的有效性。試驗樣品包括NPK復混肥料(IRT- 001)、脲醛復合肥料(IRT- 002)、尿素(IRT- 003)、NPK復合肥料(IRT- 004)、尿素硝銨溶液(IRT- 005)、樹脂-硫復合包衣尿素(IRT- 006)和脲醛緩釋液體肥料(IRT- 007)共7個樣品。

國際實驗室間比對研究按國際標準項目制定程序進行，試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析依據(jù)ISO 5725- 2:1994《測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第2部分：確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法》(以下簡稱ISO 5725- 2:1994第2部分)進行。13個實驗室測定的7種肥料樣品中的縮二脲質(zhì)量分數(shù)原始數(shù)據(jù)見表7。

表7 13個實驗室測定的7種肥料樣品中的縮二脲質(zhì)量分數(shù)原始數(shù)據(jù)

2.6.1 數(shù)據(jù)一致性和離群性檢驗

根據(jù)ISO 5725- 2:1994第2部分，在對采用實驗室間比對所得到的測定數(shù)據(jù)進行平均值和精密度參數(shù)計算前，必須對數(shù)據(jù)的有效性(一致性)進行統(tǒng)計檢驗，剔除對結(jié)果可能造成干擾的離群值。

(1)Mandel檢驗

本研究首先采用Mandel的實驗室間一致性統(tǒng)計量h和實驗室內(nèi)一致性統(tǒng)計量k來檢驗上述原始數(shù)據(jù)的一致性，即對每個實驗室i的每個水平j計算實驗室間的一致性統(tǒng)計量h和每個實驗室內(nèi)的一致性統(tǒng)計量k，以每個實驗室的不同水平為一組(組內(nèi)數(shù)據(jù)按縮二脲質(zhì)量分數(shù)水平次序排列)進行描點作圖，結(jié)果如圖7和圖8所示，圖中水平虛線分別表示顯著性水平為1%及5%時的Mandel統(tǒng)計量h與k的臨界值。

圖7 按13個實驗室進行分組的Mandel實驗室間一致性統(tǒng)計量h

圖8 按13個實驗室進行分組的Mandel實驗室內(nèi)一致性統(tǒng)計量k

從圖7可以看出，實驗室10在樣品水平IRT- 003和IRT- 005上出現(xiàn)岐離值；實驗室3在樣品水平IRT- 006、實驗室9在樣品水平IRT- 003、實驗室10在樣品水平IRT- 002和IRT- 007上分別出現(xiàn)了離群值。

從圖8可看出：實驗室2和實驗室3在水平IRT- 001上的重復性測試結(jié)果有較大的變異；實驗室2在水平IRT- 003和IRT- 007、實驗室3在水平IRT- 002和IRT- 005、實驗室13在水平IRT- 006上的重復性測試結(jié)果有很大的變異。

Mandel統(tǒng)計圖提示需要采用數(shù)值離群檢驗法對上述數(shù)據(jù)作進一步分析。

(2)Cochran檢驗

實驗室間比對數(shù)據(jù)有效性的一項重要假設是各參與實驗室所提交數(shù)據(jù)的實驗室內(nèi)方差沒有顯著差異[11]。按ISO 5725- 2:1994第2部分的要求，首先采用針對實驗室內(nèi)一致性的Cochran檢驗法對各實驗室的數(shù)據(jù)進行分析，如果計算所得Cochran統(tǒng)計量C大于置信水平5%臨界值但小于等于置信水平1%臨界值，則對應被檢驗項目為岐離值；若計算所得Cochran統(tǒng)計量C大于置信水平1%臨界值，則對應被檢驗項目為離群值。針對13個實驗室測定的縮二脲質(zhì)量分數(shù)Cochran檢驗結(jié)果見表8。

從表8可發(fā)現(xiàn)，在水平IRT- 003，IRT- 005和IRT- 007上，Cochran統(tǒng)計量C的計算結(jié)果分別為0.812，0.741和0.670，超過了其離群臨界值(0.624)，表明針對這3個水平的樣品測試中，有實驗室的數(shù)據(jù)不能使用，此結(jié)果與從圖8得到的直觀結(jié)果基本符合。經(jīng)進一步分析，實驗室2在水平IRT- 003和IRT- 007以及驗室3在水平IRT- 005所測數(shù)據(jù)的絕對差最大，應當拒絕這3個結(jié)果。

表8 針對13個實驗室測定的縮二脲質(zhì)量分數(shù)Cochran檢驗結(jié)果

舍棄3個離群數(shù)據(jù)后，對其余12個實驗室在水平IRT- 003，IRT- 005和IRT- 007的測試值分別再次進行Cochran檢驗(p=12，n=2)，計算得到的檢驗統(tǒng)計量分別為0.547，0.423和0.507，小于顯著水平為1%時臨界值0.653(p=12，n=2)，故不再存在離群值。

(3)Grubbs檢驗

Grubbs檢驗是針對實驗室間數(shù)據(jù)一致性進行的數(shù)理檢驗[12- 13]，此處檢驗是針對通過Cochran檢驗后保留的數(shù)據(jù)，故其中在水平IRT- 003，IRT- 005和IRT- 007剩余12個數(shù)據(jù)。計算得到的Grubbs檢驗結(jié)果見表9。

表9 針對13個實驗室測定的縮二脲質(zhì)量分數(shù)Grubbs檢驗結(jié)果

對于單側(cè)離群值的Grubbs檢驗，如果計算所得Grubbs統(tǒng)計量G大于置信水平5%臨界值為岐離值，大于置信水平1%臨界值為離群值。對于雙側(cè)離群值的Grubbs檢驗，如果計算所得Grubbs統(tǒng)計量G小于置信水平5%臨界值為岐離值，小于置信水平1%臨界值為離群值。

表9表明，13個實驗室的現(xiàn)存所有數(shù)據(jù)(經(jīng)Cochran統(tǒng)計檢驗保留的有效數(shù)據(jù))中不存在離群值，均為通過數(shù)理統(tǒng)計檢驗的有效數(shù)據(jù)。

2.6.2 平均值和標準差的計算分析

通過上述數(shù)據(jù)一致性和離群值的統(tǒng)計檢驗，將13個實驗室采用研究開發(fā)的液相色譜法測定肥料中縮二脲質(zhì)量分數(shù)的平均值(m)、重復性標準差(Sr)和再現(xiàn)性標準差(SR)進行了計算，結(jié)果如表10所示。

表10 13個實驗室數(shù)據(jù)的平均值和標準差計算結(jié)果

考察表10中標準差與m的關系，發(fā)現(xiàn)標準差與m沒有明顯的線性或?qū)?shù)線性關系。根據(jù)ISO 5725- 2:1994第2部分的相關規(guī)定，可以采用所得各含量水平的Sr和SR的平均值來表征該方法的精密度，即對于試驗縮二脲含量水平，該方法的重復性標準差Sr=7.71×10-3，再現(xiàn)性標準差SR=3.66×10-2。

2.6.3 參與比對實驗室的反饋

通過國際實驗室間比對活動，不僅考察了研究開發(fā)的液相色譜法的普適性及精密度，還在試驗過程中得到了參與實驗室的反饋意見，對該方法進一步規(guī)范化具有積極意義。

(1)部分參與實驗室，如實驗室12沒有采用表2所推薦的氨基色譜柱，而是采用了GRACE(Alltima)Amino型氨基色譜柱，導致縮二脲等物質(zhì)的保留時間與圖5所示有差異。隨后進行的統(tǒng)計表明，該實驗室的數(shù)據(jù)通過了一致性檢驗，這進一步印證了表2中提及的能夠達到相同分析效果的氨基色譜柱都可以使用。

(2)實驗室7報告觀測到樣品IRT- 007樹脂-硫復合包衣尿素的實測縮二脲含量隨前處理過程中的超聲時間不同有所差異，其原因可能是超聲時間會影響樣品中縮二脲的測定結(jié)果，這也是在標準中規(guī)定統(tǒng)一的超聲時間為10 min的原因。

2.6.4 國際實驗室間比對結(jié)論

為確定試驗方法的精密度，對尿基肥料樣品中的縮二脲含量開展國際間實驗室比對試驗，在試驗方案實施過程中共征集到13個實驗室并提供了試驗結(jié)果。

對試驗結(jié)果的精密度按ISO 5725- 2:1994第2部分進行統(tǒng)計，共發(fā)現(xiàn)有3個離群值，沒有離群實驗室，所產(chǎn)生的離群值是由隨機誤差引起的。精密度結(jié)果表明研究開發(fā)的高效液相色譜法測定肥料中縮二脲含量是可行的，各實驗室間的測定值有較好的一致性，經(jīng)統(tǒng)計得到的精密度結(jié)果能用來確定試驗方法的重復性標準差和再現(xiàn)性標準差。

3 結(jié)語

通過對標準物質(zhì)和一系列有代表性的肥料樣品的系統(tǒng)性試驗分析，驗證了高效液相色譜法采用氨基色譜柱能有效地將縮二脲與其他脲基縮合物及干擾物質(zhì)分離，具有較寬的線性范圍、較高的準確度和精密度，從而建立了測定尿基肥料中縮二脲含量的新方法——高效液相色譜法。通過組織國內(nèi)外13個分析實驗室進行國際實驗室間比對，統(tǒng)計結(jié)果表明該新方法適用性廣且精密度高，因而被推薦作為新的國際標準。

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DeterminationofBiuretContentinUrea-BasedFertilizersandtheDevelopmentofRelatedInternationalStandard

ZHANG Minghong, CHU Deren, LIU Gang

(Shanghai Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd., National Center for Quality Supervision and Testing of Chemical Fertilizers 〔Shanghai〕, Shanghai 200062, China)

A new analytical method has been developed of determining the biuret content in urea- based fertilizers with high performance liquid chromatography. The new HPLC method utilizing amino column can effectively separate biuret from other urea- condensates and interfering substances, and thus can solve some practical problems encountered during the application of the national standard “GB/T 22924—2008 Determination of biuret content for compound fertilizers (complex fertilizers)”. Systematic experiments on both reference materials and a series of fertilizer samples have verified that the newly- developed method has good applicability, accuracy and precision. An international ring comparison test with 13 participating labs around the world has been conducted. Statistical analysis has revealed that the new method is both universal and precise, thus it is recommended as the next-generation international standard.

biuret; urea- based fertilizer; international standard; high performance liquid chro-matography

上海市科學技術委員會科研計劃項目(15DZ0504700) 作者簡介：章明洪(1968—)，男，高級工程師，從事肥料質(zhì)量監(jiān)測及標準化工作；zmh@ghs.cn

O657.7+2

A

：1006- 7779(2017)03- 0001- 10

2017- 02- 15)