高效液相色譜法測定工作場所中溴氰菊酯含量的不確定度評定

吳丹丹

（上海格瑞產品檢測有限公司，上海 200000）

測量不確定度是和分析結果緊密相連的參數，它主要是用來觀測分析結果的分散度，不僅能夠衡量測量值的誤差率，也可以通過它來評估測量值的準確度。對于實驗室來講，通過對不確定度的評估，分析人員能夠對實驗過程中出現任何對實驗結果有重要影響因素的及時察覺，并進行糾正。

溴氰菊酯，又稱“敵殺死”，屬于擬除蟲菊酯類農藥。它屬于中毒毒類，并且它的毒性是目前菊酯類農藥最高的。可刺激皮膚，引起炎癥。發生急性中毒時，輕者頭痛、嘔吐，情形嚴重的還可能會出現抽搐。遇明火、高熱，可燃；受高溫分解，放出有毒的煙氣。燃燒（分解）的產物：一氧化碳、二氧化碳、氰化氫等，可使人中毒。根據GBZ 2.1—2019可知，工作場所中溴氰菊酯的限量值為0.03mg/m3。2009年4月，吉林省白城市200多名學生因為榆樹上藥而導致溴氰菊酯中毒，學生陸續出現臉腫、頭暈、嘔吐等不適反應。經檢查是由于農藥中毒導致。因此，溴氰菊酯對人的身體健康會造成極大的危害，在使用該類農藥時，要采取一定的防護措施，避免接觸皮膚和吸入體內。由此可見，對工作場所中溴氰菊酯的不確定度評定有重大的意義。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

（1）Ultimate 3000高效液相色譜儀（配有紫外檢測器）

（2）BT-125D萬分之一電子天平

（3）玻璃纖維濾膜

（4）微量進樣針：50μL

（5）容量瓶

（6）溴氰菊酯標準品（色譜純）

（7）甲醇（色譜純）

1.2 儀器工作條件

色譜柱：C18（4.6mm×250mm 5μm粒徑）；

波長：254nm；

流動相：甲醇∶水=95∶5；

流量：1.0mL/min。

1.3 實驗原理及測定

采用玻璃纖維濾膜對工作場所中溴氰菊酯進行采集，采集回來的濾膜置于具塞比色管中，向其中加入3.0mL的甲醇，搗碎并浸泡20min后，取其上層清液，經C18色譜柱分離，紫外檢測器檢測。由峰面積通過線性方程計算可以得出其含量，再由采樣體積可以得出它在空氣中的濃度。

1.4 測量方法和數學模型

用單標移液管移5mL溴氰菊酯標準溶液，置于50mL容量瓶中，并用洗脫液定容，記為標準使用液，搖勻備用。再分別移取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、2.0mL標準使用液于10mL容量瓶中，配成溴氰菊酯標準系列。再依次進樣20μL，測定其各個標準系列的峰面積。以測得的峰面積與其所對應的濃度值，繪制標準曲線y=kx+b，依據方程可計算出試樣中溴氰菊酯的含量。

根據檢測原理以及方法，工作場所中溴氰菊酯的含量X如下公式（1）所示：

式 （1）中：

X為空氣中溴氰菊酯的含量，mg/m3；

c為洗脫液中溴氰菊酯的含量，mg/L；

c0為空白樣品中溴氰菊酯的含量，mg/L；

V為洗脫液的體積，mL；

V0為標準采樣體積，L

D為平均洗脫效率，%。

1.5 實驗過程中不確定度來源

用魚骨圖來表示，如圖1所示。

圖1 不確定度來源魚骨圖

2 測量不確定度的計算

2.1 配制標準曲線過程中引入的不確定度U1

2.1.1 由標準品的純度P產生的不確定度

溴氰菊酯標準曲線所使用的標準品是色譜純基準試劑，查得證書得知其純度≥99.62%，不確定度為0.30%，標準不確定度USTD計算如下：

2.1.2 標準品配制過程中引入的不確定度

標準儲備液的配制過程：準確稱量標準品固體0.0500g（精確至0.0001g），用洗脫液溶解于50mL的容量瓶中，定容，搖勻待用；

①BT-125D電子天平（萬分之一）的擴展不確定度：U=0.4mg（K=2），按照矩形分布，即電子天平的標準不確定度如下：

標準品的稱樣量為0.0500g，取50mg的砝碼，重復10次稱量，得到的相對偏差為0.2mg，即稱量標準品所帶入的相對不確定度如下：

②50mL的容量瓶定容的不確定度：經檢定50mL容量瓶擴展不確定度為0.02mL（K=2），計算如下：

即合成不確定度為：

2.1.3 配制標準曲線時所產生的不確定度

標準曲線的配制過程：取5mL標準儲備液，用洗脫液定容至50mL的容量瓶，為標準使用液。再分別取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、2.0mL標準使用液于10mL容量瓶中，并用洗脫液定容。在儀器狀態最佳測試條件下，用50μm升的進樣針依次進行進樣，儀器自動進樣量為20μL，最終得到以峰面積值對應濃度值的標準曲線。

①標準曲線的配制過程中使用5mL單標移液管和2mL環標移液管，經檢定5mL單標刻度移液管和2mL環標刻度移液管允許誤差范圍分別是±0.015mL和±0.010mL，按照均勻分布計算：

5mL單標移液管使用1次，2mL環標移液管使用6次，根據使用數量，計算如下：

對5mL單標移液管和2mL環標移液管的不確定度進行合并，計算結果如下：

②標準溶液一系列配制的過程中所使用的容量瓶為10mL、50mL，經檢定10mL、50mL容量瓶擴展不確定度分別為0.007mL和0.02mL（K=2），計算如下：

其中使用10mL容量瓶6次，50mL容量瓶2次，且每次都是獨立定容，互不干擾：

對10mL和50mL單線容量瓶的不確定度進行合并，計算結果如下：

將上述所有列出的量具的不確定度分量進行合成，如下：

配制標準曲線系列過程中的相對標準不確定度為：

2.2 繪制標準曲線線性過程中所產生的不確定度

將標準品配成濃度為100mg/L的標準使用液。再用其工作液配成6個濃度梯度的標準系列，上機測定，測量結果如表1所示。

表1 溴氰菊酯標準序列濃度以及峰面積

由表1數據計算得出的擬合曲線方程為y=0.41x-0.032 2，R=0.999 5。平行測定10次溴氰菊酯樣品，根據擬合曲線方程得出樣品濃度，如表2所示，計算得出平均濃度為5.94mg/L。標準曲線的擬合所產生的不確定度由式（2）、式（3）計算，如下：

式中：

U2：擬合標準曲線過程中對測定樣品的濃度所產生的相對標準不確定度；

SR：由標準曲線方程得出濃度所對應的標準峰面積與相應標準曲線上峰面積測得值之差求出的標準偏差；

b：擬合標準曲線的斜率；

p：樣品溶液重復測定次數，p=10；

n：溴氰菊酯標準溶液的測定次數，n=6；

x：根據測得的峰面積通過曲線方程計算出的溴氰菊酯的含量，mg/L；

xi：標準溶液序列中溴氰菊酯的含量，mg/L；

yi：實際測得的標準系列溶液的峰面積；

yi′：由標準溶液序列濃度值代入曲線方程中，測得的峰面積值。由表1中數據代入式（1）、式（2），得出的數據見表2。

表2 標準差數據計算結果

2.3 樣品重復測定產生的不確定度

對溴氰菊酯樣品溶液重復測量10次，結果如表3所示，按照正態分布計算結果如下。

表3 樣品中溴氰菊酯的含量

2.4 樣品回收率所引入的不確定度

①移取洗脫液的不確定度：用5mL移液管移取3mL洗脫液，經檢定擴展不確定度為0.025mL，計算得：

②玻璃纖維濾膜的洗脫效率的不確定度：分別向六張空白玻璃纖維濾膜中加入18μg的溴氰菊酯，實際測得的溴氰菊酯的含量如表4所示。

表4 玻璃纖維濾膜洗脫效率數據

按照均勻分布計算：

合成不確定度如下所示：

3 測定溴氰菊酯不確定度匯總

測定過程中各個環節影響所產生的相對不確定度如圖2所示。

圖2 工作場所中溴氰菊酯測定的不確定度分量以及影響相對不確定度

合成標準不確定度為：

擴展不確定度為U，取K=2，

綜上所述，高效液相色譜儀測定工作場所中溴氰菊酯濃度不確定度，評定結果為（0.396±0.018）mg/m3，擴展因子為K=2。

4 結果與討論

工作場所中溴氰菊酯的測定結果為（0.396±0.018）mg/m3。本實驗評定了工作場所中溴氰菊酯含量的不確定度，影響測定空氣中溴氰菊酯含量的不確定度主要來自標準品的稱量、標準曲線的配制以及標準曲線的擬合，標準品的純度、洗脫液體積以及洗脫效率等因素對此法的不確定度影響較小。因此，在用此方法測定溴氰菊酯時，要注意以下2點：①標準品的稱量，盡量使用精密度較高的電子天平；②標準曲線的配制，在每一步稀釋定容過程要盡量注意，并且實驗室應該加強實驗人員的操作水平，來保證實驗結果的準確和可靠。