氣相色譜法測定蔬菜中氰戊菊酯含量的不確定度評估

王冬群，韓敏暉，陸 宏

(浙江省慈溪市農業監測中心，浙江 慈溪 315300)

測量不確定度是評定測量水平的指標，是判定測量結果的依據。測量結果的不確定度評定與表示，在國際上正逐步走向統一。JJF 1059—1999測量不確定度評定與表示［1］、ISO/IEC 17025—2005檢測和校準實驗室能力認可準則［2］明確規定檢測實驗室應對測量結果給出不確定度評定，對其所承擔的每個檢測項目均應有能力進行測量不確定度評定。因此檢驗室的技術人員必須能夠對典型的測量結果進行不確定度分析，并熟練掌握測量不確定度的評定與表示方法。

本文簡要闡述了氣相色譜法檢測蔬菜中氰戊菊酯殘留量的不確定度評定與表示方法，對類似的以氣相色譜儀外標法定量測定菊酯類農藥殘留量試驗具有借鑒和參考作用。

1 材料與方法

1.1 儀器

安捷倫6890N氣相色譜儀，μ－ECD檢測器;色譜柱:DB－1701 30 m ×0.32 mm(id) ×0.25 μm(film)。

1.2 操作步驟

樣品前處理:稱取25.0 g蔬菜樣品置于125 mL的試劑瓶中，加入乙腈50.0 mL，用組織勻漿機高速勻漿2 min，倒入加有4 g氯化鈉的50 mL離心管中，充分振蕩1 min，搖勻;離心管以4 000 r·min－1離心6 min，吸取上層乙腈10.0 mL到10 mL帶塞玻璃刻度試管中，用水浴80℃的氮吹儀吹至近干，加入2 mL正己烷，蓋上管塞，待凈化。

凈化柱制備:在10 mm(id) ×300 mm玻璃層析柱中，底部加入2 g無水硫酸鈉，然后加入1 g弗羅里硅土，最后加入2 g無水硫酸鈉，敲實;依次用5 mL正己烷/丙酮 (90∶10，V∶V)、5 mL正己烷潤洗，棄去淋洗液。當溶劑液面到達柱吸附層表面時，立即倒入樣品溶液，用干凈的10 mL帶塞試管接收洗脫液，用5 mL正己烷/丙酮(90∶10，V∶V)洗帶塞試管后淋洗弗羅里硅柱，并重復1次。將盛有淋洗液的帶塞試管置于氮吹儀上，在水浴溫度50℃條件下，氮吹蒸發至小于5 mL，用正己烷準確定容至5.0 mL，混勻，待測。

檢測條件:具體參照文獻［3］，采用外標法面積定量。

氰戊菊酯標準樣品:含量100 mg·L－1，不確定度為±0.17 mg·L－1，由農業部環境保護科研監測所監制。

2 不確定度評定過程

2.1 數學模型

氰戊菊酯質量分數的計算公式:

式中:W為試樣中氰戊菊酯的殘留量;V1為提取劑體積，單位為mL;V2為吸取體積，單位為mL;V3為定容體積，單位為mL;A為被測氰戊菊酯的峰面積;p為參考標準中農藥的質量濃度，單位為mg·L－1;AS為參考標準的峰面積;M為樣品質量;frec為回收率校正因子，等于回收率的倒數。

2.2 不確定度分量主要來源

2.2.1 校準過程引入

包括由標準儲備液和標準儲備液稀釋成標準溶液所引入的不確定度。

2.2.2 樣品質量引入的不確定度

天平稱量引起的測量不確定度包括稱取試樣引起的不確定度分量u(m樣)。由天平的最大允許誤差構成。

2.2.3 體積引入

由體積量取器具的校準不確定度和其校準溫度和使用溫度不同導致的不確定度組成。包括容量瓶定容引起的測量不確定度包括標樣溶液定容引起的不確定度分量u(V)，以及試樣溶液定容引起的不確定度分量u(V樣)。

2.2.4 制樣過程引入

測試樣品的制備過程非常復雜，需經過提取、凈化、濃縮等步驟，每一步操作都會引入不確定度，要逐步確定每一步驟對測量結果不確定度的貢獻是相當困難的，可采用檢測方法確認中的有關數據 (如回收率)，對制樣過程引入的不確定度進行評定。

2.2.5 測試過程隨機效應引起

包括樣品的均勻性和代表性，天平的重復性，體積刻度充滿的重復性，制樣過程中凈化、濃縮等各步驟的重復性，進樣的重復性和氣相色譜儀積分面積重復性等因素引入的不確定度。

2.3 不確定度分量評定

2.3.1 標準物質引入

屬B類不確定度。標準儲備液的不確定度。標準儲備液濃度校準值為 (100±0.17)mg·L－1，其標準不確定度為:u(cs)=0.17 mg·L－1。

標準溶液配制過程引入的不確定度。1 mg·L－1標準溶液的配制:將1 mL標準儲備溶液完全轉移至100 mL容量瓶 (A級)中，用正己烷定容。容量瓶體積引入的不確定度:根據GB12806—1991實驗室玻璃儀器單標線容量瓶規定:A級單標線100 mL容量瓶的容量允許差為±0.10 mL［4］。按矩形分布處理，標準不確定度為:u(V1) = 0.10/=0.058 mL。

0.5 mg·L－1標準溶液的配制:使用5 mL移液管吸取1 mg·L－1標準溶液5 mL，移至10 mL容量瓶 (A級)中，用正己烷定容。配制過程引入的不確定度:根據 GB12806—1991實驗室玻璃儀器單標線容量瓶和 GB12808—1991實驗室玻璃儀器單標線吸量管規定:A級單標線10 mL容量瓶的容量允許差為±0.02 mL，單標線5 mL移液管的容量允許差為 ±0.015 mL［4］。按矩形分布處理，容量瓶和移液管標準不確定度分別為:

0.5 mg·kg－1標準溶液的配制過程的相對不確定度為:

0.1 mg·L－1標準溶液的配制:使用2 mL移液管吸取0.5 mg·L－1標準溶液2 mL，移至10 mL容量瓶 (A級)中，用正己烷定容。配制過程引入的不確定度:根據 GB12806—1991實驗室玻璃儀器單標線容量瓶和 GB12808—1991實驗室玻璃儀器單標線吸量管規定:A級單標線10 mL容量瓶的容量允許差為標準不確定度分別為:±0.02 mL，單標線2 mL移液管的容量允許差為 ±0.010 mL［4］。按矩形分布處理，容量瓶和移液管標準不確定度分別為:

0.1 mg·kg－1標準溶液的配制過程的相對不確定度為:

按上述步驟計算，0.1，0.5，1.0 mg·L－1標準溶液的配制過程的相對標準不確定度分別為0.003 1，0.002 1，0.000 58 mL。計算時取 0.1 mg·L－1濃度標準溶液最大的不確定度值。

溫度效應:實驗室溫度變化引起的不確定度就是容量瓶和溶液實際溫度與校準溫度不同引起的不確定度。根據廠商提供的資料，容量瓶出廠時校準溫度為20℃，實際配制溶液時的平均溫度變化范圍為±5℃。已知正己烷體積膨脹系數a=1.36×10－3/℃，Vtemp=10 ×5 ×1.36 ×10－3=0.068。按矩形分布，標準不確定度為:u(Vtemp)=0.068/

標準物質引入的相對不確定度:

2.3.2 樣品稱量引起

屬B類不確定度。方法要求樣品稱量準確至0.1 g，天平的說明書給出的最大允許誤差 (MPE)為±0.01 g，按矩形分布處理，標準不確定度和相對標準不確定度分別為:

2.3.3 體積引入

屬B類不確定度。由定容體積引入的不確定度。

由定容刻度試管引入的不確定度。樣品經過萃取、凈化后用刻度試管定容至5 mL，根據JJG10—2005專用玻璃量器管，5 mL刻度試管容量的允許差為±0.1 mL［5］，按矩形分布處理，標準不確定度為:u(V5)

溫度效應。實驗室溫度變化引起的不確定度就是容量瓶和溶液實際溫度與校準溫度不同引起的不確定度。根據廠商提供的資料，容量瓶出廠時校準溫度為20℃，實際配制溶液時的平均溫度變化范圍為±5℃。已知正己烷體積膨脹系數a=1.36×10－3/℃ ，Vtemp=5 × 5 × 1.36 × 10－3=0.034 mL。按矩形分布，標準不確定度為:

由進樣體積的引入的不確定度。測試中儀器配置的微量注射器體積為10 μL。進樣量為1 μL，根據JJG700—1999附錄A微量注射器的標準，微量注射器體積的相對標準偏差 (RSD)為 ±1%［6］，按矩形分布處理。則進樣體積引入的相對標準不確定度為:

由體積引入的相對標準不確定度為:

2.3.4 制樣過程引入

屬A類不確定度。制樣過程產生的不確定度采用0.2 mg·kg－1，3次樣品添加回收率的相關數據進行計算。3次平均回收率為=98.00%，標準偏差為S=0.011 8 mg·kg－1。標準不確定度采用平均值的標準偏差，標準不確定度和相對標準不確定度分別為:

同時，必須對平均回收率進行顯著性檢驗，以確定回收率校正因子frec是否在計算公式中采用。顯著性檢驗采用t檢驗，當檢驗值t大于或等于臨界值t(95.4)=4.30時，則與100%有顯著性差異，說明frec必須在計算公式中采用，以修正結果;當檢驗值t小于臨界值f95.4時，則與100%無顯著性差異，說明不必采用frec修正結果。計算結果如下:

t值 (4.30)小于臨界值 (95.2)，說明與100%沒有顯著性差異，不必在計算公式中采用fref修正結果。

2.3.5 測試過程隨機效應導致

屬A類不確定度。按照本文方法，測定蔬菜中氰戊菊酯農藥殘留量，結果分別為0.106 4、0.104 9、0.094 4 mg·kg－1，平均值=0.101 9 mg·kg－1，標準偏差 =0.006 54 mg·kg－1，標準不確定度采用平均值的標準偏差，則測試過程隨機效應導致的標準不確定度和相對標準不確定度分別為:

2.4 合成不確定度

由于表1中各不確定度分量來源彼此獨立不相關，所以各不確定度分量的靈敏系數均為1，總的相對合成標準不確定度為根據已知數據以及數學模型公式可以得出樣品中氰戊菊酯質量分數。

因數學模型中各計算因子全部為乘除關系，因此蔬菜中氰戊菊酯殘留量測定結果的相對合成不確定度的計算可簡化為:

表1 不確定度分量

2.5 擴展不確定度

在沒有特殊要求的情況下，按國際慣例，取擴展因子k=2，則擴展不確定度:

3 小結和討論

通過本例評定可以發現:在多個不確定度來源當中，測試過程隨機效應所引入的相對不確定度要遠高于其它因素所帶來的相對不確定度，定容刻度試管所帶來的分量其次。因此為降低檢測結果的不確定度，要提高試驗操作者的技能和熟練程度，并按照規范熟練操作和定期維護好儀器。本文的最終擴展不確定度的評定結果在符合上述方法和條件的規范化測量情況下可直接引用。

［1］國家質量技術監督局.JJF 1059—1999測量不確定度評定與表示［M］.北京:中國計量出版社，1999:13－19.

［2］中國合格評定國家認可委員會.CNAS－CL01檢測和校準實驗室能力認可準則 (ISO/IEC 17025:2005)［M］.北京:中國計量出版社，2006:18－19.

［3］王冬群.蔬菜中9種農藥殘留的氣相色譜同時測定法［J］.浙江農業科學，2009(1):180－182.

［4］國家標準局.實驗室玻璃儀器、玻璃器具［M］.北京:中國標準出版社，1992:32－37.

［5］國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG10－2005專用玻璃量器管［M］.北京:中國計量出版社，2005.

［6］國家標準物質研究中心.JJG700－1999氣相色譜儀檢定規程［M］.北京:中國計量出版社，1999.