蔬菜中農(nóng)藥殘留測定的測量不確定度評定

王璐 賀澤英 羅銘 彭袆

摘要

[目的]評定蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測最常用的標(biāo)準(zhǔn)方法之一——NY/T 761方法的測量不確定度。[方法]以NY/T 761-2008標(biāo)準(zhǔn)方法為研究對象，選擇甲胺磷、甲氰菊酯和甲萘威分別代表方法的3個(gè)部分，從樣品前處理過程、儀器測定分析和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制等幾方面對檢測方法的測量不確定度進(jìn)行了評估。[結(jié)果]方法3個(gè)部分的相對擴(kuò)展不確定度分別為5.70%、5.66%和6.30%（k=2），其中色譜儀的測量重復(fù)性偏差和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度分量是主要來源。[結(jié)論]為客觀評價(jià)蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果提供了參考。

關(guān)鍵詞 測量不確定度;農(nóng)藥殘留;檢測方法

中圖分類號 S481+.8 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A ?文章編號 0517-6611（2015）03-113-03

Measurement Uncertainty Evaluation of Determination Pesticide Residues in Vegetables

WANG Lu， HE Zeying， LUO Ming et al

（Agroenviornmental Protection Institute， Ministry of Agriculture， Tianjin 300191）

Key words [Objective] The aim was to evaluate the measurement uncertainty of NY/T 761 method for determining pesticide residues in vegetables. [Method] With the standard method of NY/T 7612008 as the research objects， methamidophos， fenpropathrin and carbaryl that represent the three parts of method were selected， and the measurement uncertainty of the determination method was evaluated from the sample pretreatment process， instrument measuring analysis and standard solution preparation and other aspects. [Result] The relative expanded uncertainty of three parts of method respectively were 5.70%， 5.66% and 6.30% （k=2）， which mainly come from the measurement repeatability error of chromatograph and the standard solution preparation introduced uncertainty components. [Conclusion] The results provide reference for objective evaluating the detection results of pesticide residues in vegetables.

Key words Measurement uncertainty evaluation; Pesticide residues; Determination method

測量不確定度是表征賦予被測量值分散性的非負(fù)參數(shù)^[1]，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在出具檢測數(shù)據(jù)的同時(shí)，相應(yīng)作出測量不確定度分析，在國際上已經(jīng)成為慣例^[2-3]。農(nóng)藥殘留測定結(jié)果作為判定蔬菜中農(nóng)藥殘留量是否符合最大殘留限量（MRL）要求的依據(jù)，需要檢測機(jī)構(gòu)具備完善的質(zhì)量保證體系確保檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性，而測量不確定度的評定則是其中極為重要的措施之一。將科學(xué)的測量不確定度引入農(nóng)藥殘留檢測過程中，可以極大地統(tǒng)一理解和說明測量結(jié)果，對于客觀評價(jià)檢測結(jié)果，尤其是對檢測結(jié)果臨界值的判斷具有重要意義。NY/T 761方法是蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測最常用的標(biāo)準(zhǔn)方法之一，很多學(xué)者針對該方法進(jìn)行過測量不確定度的評定。例如，羅小玲等^[4-5]評定小白菜中毒死蜱和蔬菜中氧樂果殘留量檢測的相對擴(kuò)展不確定度分別為3.16%和3.18%;黃榮浪等^[6]評定黃瓜中甲胺磷、毒死蜱、對硫磷和三唑磷殘留量檢測的相對擴(kuò)展不確定度在4.0%～6.8%;王立君等^[7]評定甘藍(lán)中氯氰菊酯殘留量檢測的相對擴(kuò)展測量不確定度為4.0%;上官苗苗等^[8]評定豇豆中滅多威殘留量檢測的相對擴(kuò)展不確定度為1.8%。由于前人多是針對特定蔬菜和農(nóng)藥品種開展研究，而作為通用型方法標(biāo)準(zhǔn)，761方法適用于各種蔬菜和水果中105種農(nóng)藥殘留量的測定，為確保方法測量不確定度評定結(jié)果的科學(xué)性和實(shí)際應(yīng)用效果，筆者從計(jì)量學(xué)角度出發(fā)，結(jié)合方法標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際操作步驟，建立數(shù)學(xué)模型，分析了761方法的測量不確定度來源，并選擇方法三部分各自檢測范圍內(nèi)已列出的農(nóng)藥甲胺磷、甲氰菊酯和甲萘威分別代表有機(jī)磷類農(nóng)藥、有機(jī)氯及擬除蟲菊酯類農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥，對方法的測量不確定度進(jìn)行了分析評定，旨在為客觀評價(jià)蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果提供借鑒。

1 ? 材料與方法

1.1 材料

1.1.1

儀器。2010Plus氣相色譜儀（配FPD檢測器，日本Shimadzu公司）、7890A氣相色譜儀（配ECD檢測器，美國Agilent公司）、1260液相色譜儀（配FLD檢測器及Pickering Pinnacle PCX柱后衍生系統(tǒng)，美國Agilent公司）、Autogizer全自動均質(zhì)器（美國TOMTEC公司）、全自動固相萃取儀（REEKO公司）。

待測溶液定容體積引入的相對合成不確定度為：

urel（V₃）=urel（V₃，1）²+urel（V₃，2）²

2.3.4

樣品體積引入的相對合成不確定度。

將上述不確定度分量合成即為樣品體積引入的相對合成不確定度（表1）：

urel（V）=urel（V₁）²+urel（V₂）²+urel（V₃）²

表1 ?樣品體積不確定度評定

農(nóng)藥名稱V₁

mlΔV₁，1

mlΔV₁，2

mlurel

（V₁，1）

%urel

（V₁，2）

%urel

（V₁）

%V₂

mlΔV₂，1

mlΔV₂，2

mlurel

（V₂，1）

%urel

（V₂，2）

%urel

（V₂）

%V₃

mlΔV₃，1

mlΔV₃，2

mlurel

（V₃，1）

%urel

（V₃，2）

%urel

（V₃）

%urel（V）

%

甲胺磷50.00±0.10±0.500.1150.4080.42410.00±0.01±0.050.0580.2040.2125.00±0.01±0.100.1150.8160.8240.951

甲氰菊酯50.00±0.10±0.500.1150.4080.42410.00±0.01±0.050.0580.2040.2125.00±0.01±0.100.1150.8160.8240.951

甲萘威50.00±0.10±0.500.1150.4080.42410.00±0.01±0.050.0580.2040.2122.50±0.01±0.100.2311.6331.6481.715

2.4 ?儀器測定峰面積（A）引入的不確定度

主要是由色譜儀檢測重復(fù)性偏差導(dǎo)致的，依據(jù)色譜儀檢定規(guī)程^[13-14]，色譜儀定量測定重復(fù)性最大相對偏差為3%，按矩形分布換算成相對不確定度為：

urel（AX）=urel（AS）=3%/3=1.732%

將上述不確定度分量合成即為儀器測定峰面積引入的相對合成不確定度：

urel（A）=urel（AX）²+urel（AS）²=2.449%

2.5 ?被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度（ρ）引入的不確定度

被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)工作液由被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)經(jīng)連續(xù)3次稀釋配制而成：第1次，用0.5 ml移液管吸取0.5 ml農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液于10 ml容量瓶中，用相應(yīng)溶劑定容，配制成濃度為500 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液;第2次，用0.5 ml移液管吸取0.5 ml濃度為500 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 ml容量瓶中，用相應(yīng)溶劑定容，配制成濃度為2.5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液;第3次，用0.5 ml移液管吸取0.4 ml濃度為2.5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 ml容量瓶中，用相應(yīng)溶劑定容，配制成濃度為0.1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液。因此，被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)工作液濃度引入的不確定度來源于被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度和標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過程引入的不確定度。

2.5.1

被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度引入的不確定度。

甲胺磷、甲氰菊酯和甲萘威標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用國家二級農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，編號分別為GBW（E）081334、GBW（E）081377和GBW（E）081314，質(zhì)量濃度均為1 0000 mg/L，擴(kuò)展不確定度為70 mg/L（包含因子k=2），標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對不確定度為：

urel（ρ₁）=0.35%

2.5.2

標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過程引入的不確定度。 配制過程引入的不確定度來源于5個(gè)方面：第一，0.5 ml移液管吸取體積變動性，由于0.5 ml移液管精度較高，因此吸取體積變動性引入的不確定度可忽略不計(jì);第二，0.5 ml移液管最大允差為±0.005 ml^[11]，按三角形分布換算成相對不確定度urel（ρ₂，1）=（0.005/6）/0.5=0.408%;第三，10 ml容量瓶最大允差為±0.02 ml^[11]，按三角形分布換算成相對不確定度urel（ρ₂，2）=（0.02/6）/10=0.082%;第四，人眼觀測容量瓶刻度線引入的不確定度，重復(fù)測定10次的標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.01 ml，按矩形分布換算成相對不確定度urel（ρ₂，3）=（0.01/3）/10=0.058%;第五，溫度變化對體積的影響，試驗(yàn)溫度控制在（25±5）℃范圍內(nèi)，容量瓶體積變化遠(yuǎn)小于溶劑體積變化，因此按矩形分布將溶劑體積變化換算成相對不確定度urel（V₂，3）=（ΔT×α）/3，式中α為溶劑體積膨脹系數(shù)，甲胺磷、甲氰菊酯和甲萘威分別使用丙酮、正己烷和甲醇溶劑定容。

由于標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過程中3次使用的都是相同容量的量器，因此引入的相對合成不確定度為：

urel（ρ₂）=

3×[urel（ρ₂，1）²+urel（ρ₂，2）²+urel（ρ₂，3）²+urel（ρ₂，4）²]

2.5.3

被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度引入的相對合成不確定度。

將上述各不確定度分量合成即為標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度引入的相對不確定度（表2）：

urel（ρ）=urel（ρ₁）²+urel（ρ₂）²

2.6 ?測量均勻性引入的不確定度

測量均勻性主要受樣品前處理和儀器測定2個(gè)方面影響，由于樣品前處理嚴(yán)格按照方法標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，樣品均質(zhì)和固相萃取凈化由全自動設(shè)備完全，均勻性可以保證，而其他由均勻性引入的潛在不確定度已在樣品質(zhì)量和被測農(nóng)藥峰面積等部分進(jìn)行了分析，因此，測量均勻性引入的不確定度可忽略不計(jì)。

2.7 ?相對不確定度合成

將上述各不確定度分量合成為該測量方法的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。根據(jù)測量不確定度評定指南對一般實(shí)驗(yàn)室的要求^[13]，在95%置信范圍內(nèi)，測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度包含因子k≈2，則相對擴(kuò)展不確定度u₀.95rel（ω）=k×urel（ω）（表3）。

3 ?討論

該研究結(jié)果表明，色譜儀檢測的重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過程和待測溶液定容體積3個(gè)方面引入的不確定度是方法測量不確定度的主要貢獻(xiàn)者。通過分析不確定度分量的引入過程，發(fā)現(xiàn)可從以下3個(gè)方面降低測量不確定度：

（1）由于761方法在蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測方面具有通用性特點(diǎn)，因此在該研究過程中色譜儀重復(fù)性數(shù)據(jù)僅采用了符合計(jì)量檢定要求的最低標(biāo)準(zhǔn)，故與上官苗苗等^[8]的研究結(jié)果有一定差異。如采用黃榮浪等^[6]的方法，針對特定蔬菜基質(zhì)和農(nóng)藥品種開展儀器測定重復(fù)性分析，可在一定程度上降低方法的測量不確定度。

（2）該研究過程中，從被測農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)到標(biāo)準(zhǔn)儲備液，再到儀器測定用標(biāo)準(zhǔn)工作液，配制過程經(jīng)過3次稀釋，不確定度是單次稀釋過程的3倍。如簡化標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過程，則可有效降低測量不確定度。但值得注意的是，儀器測定用的標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度通常在0.1～0.5 mg/L，保存時(shí)限較短（14～21 d）^[14]，通常需要隨用隨制，因此可能會增加檢測成本、降低工作效率。

（3）該研究中，待測溶液定容使用5 ml離心管，其最大允差（±0.10 ml）較大，也是導(dǎo)致不確定度分量大的原因之一。

因此，優(yōu)化待測溶液定容方式或使用更精密玻璃器皿也可降低測量不確定度。

通過分析農(nóng)藥殘留檢測方法，結(jié)合試驗(yàn)操作步驟，建立數(shù)學(xué)模型，從計(jì)量學(xué)角度對檢測過程系統(tǒng)效應(yīng)產(chǎn)生的不確定度分量進(jìn)行了評估，并以甲胺磷、甲氰菊酯和甲萘威作為方法三部分的代表，計(jì)算出了761方法測量結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度分別為5.70%、5.66%和6.30%，將該結(jié)果應(yīng)用于檢測數(shù)據(jù)臨界值的判斷中具有極其重要的實(shí)用意義，只有當(dāng)檢測數(shù)據(jù)減去相對擴(kuò)展不確定度后，仍大于農(nóng)藥的最大殘留限量時(shí)，才能判定檢測結(jié)果超標(biāo)^[15]。同時(shí)，通過分析不確定度評定過程可知，農(nóng)藥殘留檢測的測量不確定度主要來源于儀器檢測重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程和待測溶液定容體積引入的不確定度分量，而采用提升儀器設(shè)備穩(wěn)定性、簡化標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程和優(yōu)化待測溶液定容方式等措施可有效降低測量不確定度。

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