楊榮，劉苗，李曉晶，甘平勝，曾濤，潘心紅，羅曉燕

（廣州市疾病預(yù)防控制中心，廣州 510440）

氯酚類化合物（CPs）被廣泛用于木材防腐、除銹劑、除草劑、殺菌劑和造紙工業(yè)中。在亞洲、美洲和南美洲氯酚類化合物被大量用于殺滅釘螺以防治血吸蟲病[1-2]。其在應(yīng)用過程中通過揮發(fā)、泄露、廢水排放和農(nóng)藥噴灑等途徑進(jìn)入水體。同時(shí)，受酚類污染的江河水作為飲用水的水源，經(jīng)氯消毒時(shí)水中的酚類物質(zhì)也會(huì)被氧化成氯酚類化合物[3]。氯酚類化合物的毒性隨著苯環(huán)上氯原子數(shù)目的增多而增強(qiáng)[4]，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難降解，具有較強(qiáng)的生物蓄積毒性和“三致”效應(yīng)，因此被許多國家列入優(yōu)先控制污染物名單[5]。我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749—2022 中生活飲用水水質(zhì)擴(kuò)展指標(biāo)及限值規(guī)定2,4,6-三氯苯酚和五氯苯酚的限值標(biāo)準(zhǔn)分別為0.2、0.009 mg/L[6]。

測量不確定度是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，目前測量不確定度評定已成為檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室必不可少的工作之一，我國檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)RB/T 214—2017《檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價(jià)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)通用要求》[7]與合格實(shí)驗(yàn)室評定依據(jù)文件CNAS CL01—2018《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》[8]中均規(guī)定檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)具備不確定度評價(jià)的能力。飲用水中氯酚類化合物的檢測方法研究報(bào)道較多[9-12]，而鮮少報(bào)道氯酚類化合物檢測的不確定度[13-14]。衍生化氣相色譜內(nèi)標(biāo)法是生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法GB/T 5750.10—2023 中規(guī)定的氯酚類化合物含量測定的第一法[15]。內(nèi)標(biāo)法是氣相色譜定量分析中的一種重要方法，能在一定程度上消除樣品處理操作、色譜條件的微小變化等所引起的誤差，因而測定的結(jié)果較為準(zhǔn)確。筆者綜合考慮實(shí)驗(yàn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)對測量結(jié)果的影響，以2,4,6-三氯苯酚為例對氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定生活飲用水中氯酚類化合物的結(jié)果不確定度進(jìn)行了分析和評估，為實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制及其它類似測定的正確評價(jià)，提供科學(xué)可靠的依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC7890B型，配有ECD檢測器，美國安捷倫科技有限公司。

鹽酸：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

環(huán)己烷、乙酸乙酯：均為色譜純，德國默克公司。

乙酸酐、吡啶、碳酸鉀：均為分析純，廣州化學(xué)試劑廠。

2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液：100 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為91564A，壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為GBW (E) 082862，北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 樣品處理

取50 mL 水樣，置于50 mL 比色管中，加入500 μL 質(zhì)量濃度為1.00 mg/L 的2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)使用液，用2.4 mol/L 的鹽酸調(diào)pH 值小于2，加入4 mL萃取液（環(huán)己烷-乙酸乙酯，體積比為4∶1），萃取1 min，靜置分層后，取出2.0 mL 有機(jī)相于10 mL 比色管中，加入10 μL衍生化試劑（乙酸酐-吡啶，體積比為1:1），于60 ℃水浴中放置20 min，冷卻后，加入2 mL 0.2 mol/L碳酸鉀溶液，充分混勻，靜置10 min，棄去水相，重復(fù)操作一次，取出有機(jī)相，上機(jī)測定。

1.3 色譜條件

色譜柱：DB-1701P 柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）；進(jìn)樣口溫度：180 ℃；檢測器：300 ℃；載氣流量：0.9 mL/min；柱溫：初溫為120 ℃，保持0 min，以5 ℃ /min 升至220 ℃；進(jìn)樣體積：1 μL；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為5∶1。

1.4 定量方法

用純水將2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成100μg/L 的2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液，根據(jù)儀器的靈敏度用重蒸水將100 μg/L 的2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.200、0.500、1.00、2.00、4.00 μg/L 的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按1.2 方法處理后，上機(jī)測定。以2,4-二溴苯酚為內(nèi)標(biāo)，2,4,6-三氯苯酚和2,4-二溴苯酚的色譜峰面積比為縱坐標(biāo)，以2,4,6-三氯苯酚質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 數(shù)學(xué)模型

水樣中氯酚類化合物的質(zhì)量濃度按照式(1)計(jì)算：

式中：ρx——水樣中氯酚類化合物的質(zhì)量濃度，μg/L；

ρ——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的試樣中氯酚類化合物的質(zhì)量濃度，μg/L；

V1——萃取液總體積，mL；

V——分取水樣體積，mL。

3 不確定度來源

根據(jù)數(shù)學(xué)模型，測量的不確定度主要來源有以下4個(gè)方面：（1）測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(R)，采用對同一樣品平行測定6 次的結(jié)果計(jì)算；（2）由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氯酚類化合物質(zhì)量濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ρ)，來自于標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、校準(zhǔn)曲線擬合、樣品前處理引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；（3）量取萃取液總體積V1引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V1)；（4）量取測定水樣體積V引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)。

4 不確定度分量的評定

4.1 測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(R)

對同一水樣，在相同條件下連續(xù)檢測6次，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差s，測量結(jié)果見表1。

表1 樣品重復(fù)性測定結(jié)果

由表1 可知，6 次測定均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.010 7，則

4.2 由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氯酚類化合物濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ρ）

由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氯酚類化合物濃度引入的不確定度來自于2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液、2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。

4.2.1 樣品中2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,1(ρ）

（1）移液器容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,1。加入2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度主要來源于內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液、內(nèi)標(biāo)物的稀釋、移取等。1.00 mg/L 的2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)使用液由100 mg/L 2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋而成。由于配制2,4,6-三氯苯酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品共用的是一瓶內(nèi)標(biāo)使用液，因此2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度和稀釋定容在計(jì)算過程中抵消。在實(shí)驗(yàn)過程中，僅加入內(nèi)標(biāo)使用液體積這一過程對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

測定過程中使用移液器加入500 μL 2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)使用液。根據(jù)JJG 646—2006《移液器檢定規(guī)程》要求，1 000 μL 移液器在500 μL 檢定點(diǎn)時(shí)的容量允許誤差為1.0%，按三角分布計(jì)算，k= 6，則

（2）溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT1,rel。實(shí)驗(yàn)溫度和校準(zhǔn)溫度不同也會(huì)引入不確定度，校準(zhǔn)溫度為20 ℃，實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)范圍±5 ℃，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，則溫度效應(yīng)引起的移液器最大相對體積變化為0.5×5×2.1×10-4=5.25×10-4(mL)，假定溫度變化呈均勻分布，k= 3，則：

4.2.2 2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,2(ρ)

2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液證書載明其相對擴(kuò)展不確定度為3%（k=2），則

4.2.3 2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,3(ρ)

100 μg/L 2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液由1 000 mg/L 2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋而成（1 000→10.0 mg/L，10.0 mg/L→100 μg/L）。按照J(rèn)JG 196—2006《常用玻璃量器》的要求，1.00 mL（A級）單標(biāo)線吸量管最大容量允差為±0.007 mL，100.0 mL（A級）容量瓶最大容量允差為±0.10 mL。

（1）移液管和容量瓶容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,2。1.00 mL 移液管和100.0 mL 容量瓶均使用2次，按三角分布計(jì)算，k= 6，則：

（2）溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT2,rel。同4.2.1 (2)，由溫度效應(yīng)引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為6.06×10-4。稀釋過程中移液和定容兩個(gè)步驟均存在溫度效應(yīng)，則：

4.2.4 2,4,6-三氯苯酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,4(ρ)

（1）移液管和比色管容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,3。分別移取100 μg/L的2,4,6-三氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液0.10、0.25、0.50、1.00、2.00 mL 至5 只50 mL具塞比色管中，用水稀釋至標(biāo)線，得到2,4,6-三氯苯酚質(zhì)量濃度分別為0.200、0.500、1.00、2.00、4.00μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按照J(rèn)JG 196—2006《常用玻璃量器》的要求，使用到的0.10、0.25、0.50 mL（A 級）分度吸量管最大容量允差分別為±0.002、±0.004、±0.005 mL，1.00、2.00 mL（A級）單標(biāo)線吸量管最大容量允差分別為±0.007、±0.010 mL。根據(jù)JJG 10—2005《專用玻璃量器》的要求，50 mL 具塞比色管校準(zhǔn)容量的最大允差為±0.40 mL。以配制0.200 μg/L標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的移液管和比色管容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,4為例，0.10 mL（A 級）分度吸量管最大容量允差為±0.002，50 mL 比色管校準(zhǔn)容量的最大允差為±0.40 mL，按三角分布計(jì)算，k= 6，則：

同理，得配制0.500、1.00、2.00、4.00 μg/L標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的移液管和比色管容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定 度 分 別 為urel,5=7.30×10-3、urel,6=5.23×10-3、urel,7=4.34×10-3、urel,8=3.85×10-3，則：

（2）溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT3,rel。同4.2.1 (2)，由溫度效應(yīng)引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為6.06×10-4。5 個(gè)系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液移液和定容兩個(gè)步驟均存在溫度效應(yīng)，則：

4.2.5 2,4,6-三氯苯酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中加入2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)使用液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,5(ρ)

（1）移液槍容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,9。用移液槍向2,4,6-三氯苯酚系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中加入500 μL 2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)使用液。根據(jù)JJG 646—2006《移液器檢定規(guī)程》的要求，1 000 μL 移液器在500 μL檢定點(diǎn)時(shí)的容量允許誤差為1.0%，按三角分布計(jì)算，k= 6，則：

（2）溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT4,rel。同4.2.1 (2)，由溫度效應(yīng)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為6.06×10-4。共5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濃度點(diǎn)，則：

4.2.6 校準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,6(ρ)

按照1.4方法擬合校準(zhǔn)曲線，校準(zhǔn)曲線各標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)質(zhì)量濃度和對應(yīng)的2,4-二溴苯酚、2,4,6-三氯苯酚色譜峰面積見表2。

對表2中測定數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，線性方程為y=0.078 59x+0.007 586，斜 率b=0.078 59；截 距a=0.007 586，線性相關(guān)系數(shù)為0.999。

校準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6(ρ)按式(2)、式(3)計(jì)算：

式中：sR—標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

xi—標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)對應(yīng)的2,4,6-三氯苯酚的質(zhì)量濃度，μg/L；

n—標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)點(diǎn)總測量次數(shù)；

p—樣品測量總次數(shù)；

按照實(shí)驗(yàn)步驟，n=5，p=6，2,4,6-三氯苯酚曲線擬合詳細(xì)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3。將以上數(shù)據(jù)帶入式(2)、式(3)計(jì)算，u6(ρ)=0.012 5 μg/L，則：

表3 2,4,6-三氯苯酚曲線擬合參數(shù)

將4.2.1～4.2.6計(jì)算所得各不確定度分量合成，得標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氯酚類化合物濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(ρ）=2.64×10-2。

4.3 量取萃取液總體積V1引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V1）

加入萃取溶劑時(shí)，已經(jīng)加入2,4-二溴苯酚內(nèi)標(biāo)液，加入萃取劑及其整個(gè)提取衍生過程引入的不確定度因?yàn)閮?nèi)標(biāo)的加入抵消，因此urel(V1）可忽略。

4.4 量取測定水樣體積V 引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V）

量取測定水樣體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度來自于比色管校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)溫度、校準(zhǔn)溫度的差別。

（1）比色管容積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel,1(V)。采用50 mL 具塞比色管直接量取水樣體積，根據(jù)JJG 10—2005《專用玻璃量器》的要求，50 mL具塞比色管校準(zhǔn)容量的最大允差為±0.40 mL，按照三角分布，k= 6，則：

（2）溫度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定uT5，rel。同4.2.1(2)，uT5，rel=6.06×10-4。

4.5 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ρx）

水樣中2,4,6-三氯苯酚測定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ρx）按式（4）計(jì)算：

將各不確定度分量數(shù)據(jù)帶入式(4)，計(jì)算得到urel(ρx）=0.027 0。

4.6 擴(kuò)展不確定度U

在95%的置信水平下，取擴(kuò)展因子k=2，則其擴(kuò)展不確定度：U=urel(ρx）×-x×k=0.054 μg/L。水樣中2,4,6-三氯苯酚測量結(jié)果可表示為(1.00±0.054) μg/L，k=2。

5 結(jié)語

結(jié)合日常采用衍生化氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定生活飲用水中氯酚類化合物，以2,4,6-三氯苯酚為例分析了測量過程的不確定度來源，對測定結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定。根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析，標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度、系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度分量較大。為提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，減小測量不確定度，應(yīng)使用較高純度標(biāo)準(zhǔn)品、高校準(zhǔn)級別的容量瓶及校準(zhǔn)合格的移液器等，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)過程，根據(jù)實(shí)際需求選擇合適濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍，從而提高測定結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性。本模型的建立為實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制及其他類似測定的正確評價(jià)提供科學(xué)可靠的依據(jù)。