張 晗，趙云榮，劉 靜，曾興宇

(自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所, 天津 300192)

有機(jī)磷農(nóng)藥作為一種廣譜化學(xué)合成農(nóng)藥被廣泛用于農(nóng)業(yè)中各種除草、殺蟲和提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量[1]，但同時(shí)也通過(guò)大氣、海洋、土壤、生物體等介質(zhì)在全球傳播，給人類生存造成了潛在的威脅。目前其對(duì)水環(huán)境污染已引起廣泛關(guān)注。因此，快速準(zhǔn)確地檢測(cè)水中微量毒死蜱具有重要意義[2]。為了提供更科學(xué)、 更完整的檢測(cè)數(shù)據(jù), 測(cè)量不確定度逐漸受到各檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的重視。利用測(cè)量不確定度定量評(píng)定測(cè)量水平或質(zhì)量, 是誤差理論發(fā)展的一個(gè)重要成果[3-4]。文章結(jié)合檢測(cè)方法和實(shí)際操作，參照J(rèn)JF 1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[5]對(duì)氣相色譜測(cè)定水中毒死蜱殘留量的不確定度進(jìn)行了評(píng)價(jià), 系統(tǒng)介紹了評(píng)價(jià)過(guò)程。

1 測(cè)量方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀Agilent 7890A，火焰光度(FPD)，自動(dòng)進(jìn)樣器；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。高純氮(99.999%)；二氯甲烷，色譜級(jí)。無(wú)水硫酸鈉，600 ℃烘烤4 h，冷卻后密封保存。毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液(GSB 05-1869-2016，100.0 μg/mL，1.0 mL/支，不確定度0.11 μg/mL)。

1.2 色譜條件

進(jìn)樣溫度250 ℃；檢測(cè)器(FPD)溫度200 ℃；柱溫初始溫度100 ℃，保持2 min，以15 ℃/min升溫速率升至230 ℃，保持10 min；柱流量：1.0 mL/min，氫氣流量75 mL/min，空氣流量150 mL/min；外標(biāo)法定量。

1.3 樣品的處理與測(cè)定

取250 mL水樣置于500 mL分液漏斗中，用二氯甲烷50 mL分兩次萃取，合并萃取液，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉脫水后，濃縮至近干，定容至2.0 mL，供分析用。

2 建立數(shù)學(xué)模型

能力驗(yàn)證樣品溶液中毒死蜱含量按式(1)計(jì)算：

(1)

式中：ρ(B)——樣品溶液中毒死蜱的濃度,mg/L;ρ1——GC進(jìn)樣測(cè)試溶液濃度，mg/L;V2——提取濃縮后的體積,mL，10 mL;V1——萃取水樣的體積,mL,500 mL。

根據(jù)測(cè)量過(guò)程和公式(1)，樣品中毒死蜱濃度的測(cè)量不確定度的來(lái)源有：①標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度，包括：標(biāo)準(zhǔn)液純度引入的不確定度(u1)，標(biāo)準(zhǔn)工作液稀釋過(guò)程中移液器引入的相對(duì)不確定度(u2)，容量瓶自身引入的不確定度(u3) ，定容時(shí)的人為讀數(shù)誤差引入的不確定度(u4)；②標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線引入的不確定度(u5)；③樣品取樣時(shí)引入的不確定度，包括：萃取水樣量取時(shí)量筒自身的準(zhǔn)確程度引入的不確定度(u6)，量取時(shí)人為讀數(shù)誤差引入的不確定度(u7) ；④μECD檢測(cè)器響應(yīng)值引入的不確定度(u8)。

除上述影響因素外，還應(yīng)考慮到萃取樣品處理過(guò)程中引入的不確定度(u9)，氣相色譜儀自動(dòng)進(jìn)樣器引入的不確定度(u10)。因此，數(shù)學(xué)模型按公式(2)計(jì)算：

(2)

式中:fprep——樣品萃取過(guò)程對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響所引入的修正因子；finject——?dú)庀嗌V儀自動(dòng)進(jìn)樣器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響所引入的修正因子。

上述2個(gè)因子的數(shù)學(xué)期望均等于1。即:

E(fprep)=E(finject)=1

注：容量瓶與量筒的溶液溫度與校準(zhǔn)時(shí)不同所引起的體積變化引入的不確定度忽略不計(jì)。

2 不確定度評(píng)定

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)液純度引入的相對(duì)不確定度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)說(shuō)明書，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度C毒死蜱為100 μg/mL，不確定度U毒死蜱為0.11 μg/mL，按矩形均勻分布計(jì)算(B類評(píng)定)，則：

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液稀釋過(guò)程中移液管引入的相對(duì)不確定度

用移液管移取1.00 mL標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液移液管校準(zhǔn)證書給出擴(kuò)展不確定度為5 μL，按矩形分布計(jì)算(B類評(píng)定)，則：

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液定容過(guò)程中容量瓶自身引入的相對(duì)不確定度

B級(jí)單標(biāo)線10 mL 容量瓶最大誤差±0.04 mL，按矩形分布計(jì)算(B類評(píng)定)，則：

2.1.4 定容時(shí)人為讀數(shù)誤差引入的相對(duì)不確定度

定容分散性引入的相對(duì)不確定度可根據(jù)重復(fù)量取實(shí)驗(yàn)(數(shù)據(jù)見(jiàn)表1)，計(jì)算(A類評(píng)定),則：

表1 10 mL容量瓶重復(fù)定容實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Experimental results of repeated constant volume of 10 mL volumetric bottle

2.2 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線引入的不確定度

配制一系列濃度的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度分別為0.20 μg/mL、1.00 μg/mL、5.00 μg/mL、10.0 μg/mL、15.0 μg/mL，每一濃度溶液進(jìn)樣3次，得到相應(yīng)的峰面積(共15個(gè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2)，用曲線擬合方法(最小二乘法)得到校正曲線方程，y=ax+b，a為斜率，b為截距。則：

計(jì)算出實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

表2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的測(cè)量結(jié)果Tab.2 Measurement results of standard series solution

對(duì)測(cè)定樣品中毒死蜱濃度進(jìn)行3次測(cè)定, 由線性回歸方程求得質(zhì)控樣品質(zhì)量濃度分別為10.4 μg/mL、10.0 μg/mL、10.0 μg/mL，平均質(zhì)量濃度為10.1 μg/mL，則用工作曲線求得樣品濃度引入的相對(duì)不確定度(B類評(píng)定)計(jì)算：

2.3 樣品取樣時(shí)引入的不確定度

2.3.1 量筒自身的準(zhǔn)確程度引入的相對(duì)不確定度

量取水樣所用的250 mL量筒，由檢定規(guī)程JJG 196-2007可知，500 mL量筒的允許誤差為±1.0 mL， 根據(jù)制造商提供的建議，以三角分布估計(jì)(B類評(píng)定)，由此引入的相對(duì)不確定度分量為：

2.3.2 定容時(shí)人為讀數(shù)誤差引入的相對(duì)不確定度

定容分散性引入的相對(duì)不確定度可根據(jù)重復(fù)量取實(shí)驗(yàn)(數(shù)據(jù)見(jiàn)表3)，計(jì)算(A類評(píng)定),則：

表3 500 mL量筒重復(fù)量取實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Experimental results of repetitive measurement of 500 mL volumetric cylinder

2.4 檢測(cè)器響應(yīng)值引入的不確定度

由于氣相色譜儀靈敏度很高，所以儀器穩(wěn)定性及測(cè)定值分散性是構(gòu)成檢測(cè)器測(cè)量不確定度的主要來(lái)源，連續(xù)測(cè)定6次(濃度數(shù)據(jù)見(jiàn)表4)，以濃度值的分散性計(jì)算相對(duì)不確定度(A類評(píng)定)：

表4 標(biāo)準(zhǔn)工作液重復(fù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Experimental results of repeated determination of standard working solution

2.5 樣品萃取處理過(guò)程中引入的不確定度

萃取過(guò)程需要經(jīng)過(guò)用二氯甲烷分兩次萃取，無(wú)水硫酸鈉脫水和濃縮等步驟，要確定每一步驟對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的貢獻(xiàn)很困難，采用回收率對(duì)萃取過(guò)程引入的不確定度進(jìn)行評(píng)定。在測(cè)試結(jié)果為未檢出的樣品中添加0.50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)測(cè)定6次，根據(jù)6次添加回收率的測(cè)定結(jié)果(見(jiàn)表5)計(jì)算平均加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u9(fr)為：

表5 回收試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果、平均加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Tab.5 Result of recovery test, average recovery rate and relative standard deviation

2.6 GC自動(dòng)進(jìn)樣器引入的不確定度

進(jìn)樣量引入的不確定度，主要源于自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣針體積重現(xiàn)性。根據(jù)本氣相色譜儀自動(dòng)進(jìn)樣器技術(shù)參數(shù)(進(jìn)樣體積為1 μL，進(jìn)樣重現(xiàn)性≤0.5%)，按矩形分布計(jì)算(B類評(píng)定)相對(duì)不確定度，則：

3 擴(kuò)展不確定度

3.1 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將上述不確定度分量結(jié)算結(jié)果代入以下公式，計(jì)算相對(duì)合成不確定度：

3.2 擴(kuò)展不確定度

測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)樣品的毒死蜱濃度為Cx=0.36 μg/mL，取95%的置信概率，包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為：

U=k·urelCx=0.01 μg/mL

樣品毒死蜱濃度測(cè)量結(jié)果表示為:(0.36±0.01) μg/mL，k=2。