氣相色譜法測定蔬菜和水果中有機磷及擬除蟲菊酯類農藥殘留不確定度分析

于婷婷，邱鵬程，陳 強，石 富，楊雅鈞

（1內蒙古鄂爾多斯市農畜產品質量安全中心，內蒙古鄂爾多斯 017000；2內蒙古鄂爾多斯市農牧業科學研究院，內蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

蔬菜和水果中農藥殘留已經成為食品安全領域一個倍受關注的問題，而有機磷及擬除蟲菊酯類農藥是在農產品的種植過程中應用比較多的兩大類農藥，隨著其在農業生產過程的廣泛使用，導致農作物中發生不同程度的殘留。因此，農藥殘留檢測數據的準確性和可靠性顯得至關重要[1-2]。準確的檢測數據可以反映農產品中農藥殘留的現狀，從而為農產品質量安全評價、風險評估、標準制定及實施、監管及行政執法等提供強有力的技術支撐[3-4]。

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果相聯系的參數[5-6]，目前國際和國內許多學者都對不同的檢測方法進行了不確定度的評定[7-8]，許多檢測機構已經在出具檢測數據的同時做出測量不確定度的評定[9-11]，以此來表征實驗結果的可信賴程度[12-13]。王璐等[14]評定了NY/T 761—2008中3個方法的相對擴展不確定度分別為5.70%、5.66%和6.30%(k=2)，確定了色譜儀的測量重復性偏差和標準溶液配制引入的不確定度分量為主要來源，并說明在農藥殘留檢測過程中，科學地引入不確定度的概念對檢測結果處于臨界值附近時具有重要意義；黃榮浪等[15]對氣相色譜測定蔬菜中有機磷農藥殘留量的不確定度進行了評定，認為測量過程所產生的測量不確定度主要來源于測量重復性和方法的準確度，其他因素的影響相對較小；季應明等[16]以氣相色譜法測定黃瓜中甲胺磷測量不確定度的評定為例，得出通過選擇更高精度的移液、定容器皿、規范操作就可以有效減少不確定度的結論。

本研究結合檢測方法和實際操作建立數學模型[17]，分析了NY/T 761—2008中第一部分和第二部分中測量不確定度的來源[18-19]，并選擇兩部分方法中各自檢測范圍內列出的農藥毒死蜱及甲氰菊酯分別代表有機磷及擬除蟲菊酯類農藥，對方法的測量不確定度進行了分析評定，為數據分析者提供能客觀評價蔬菜和水果中農藥殘留檢測結果的依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器 7890B氣相色譜儀（配FPD檢測器，美國Agilent公司），毛細管色譜柱：DB-1701，30 m×320 μm×0.25 μm；7890B氣相色譜儀（配ECD檢測器，美國Agilent公司），毛細管色譜柱：HP-5，30 m×320 μm×0.25 μm；Hextix Scientific全自動均質器（美國海斯特）；氮吹儀（天津恒奧）。

1.1.2 試劑與耗材 乙腈（色譜純，瑞典OCEANPAK公司）；正己烷（色譜純，美國J.T.Baker公司）；丙酮（色譜純，美國Fisher公司）；氯化鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；國家二級標準物質（農業部環境質量監督檢驗測試中心）；Florisil固相萃取柱（500 mg/6 mL，天津博納艾杰爾公司）。試驗在內蒙古鄂爾多斯市農畜產品質量安全檢測中心，于2019年10月—2020年4月份進行。

1.2 方法

試驗方法參考NY/T 761—2008[20]。稱取25.00 g(25.00±0.05 g)制備好的樣品，加入50.0 mL乙腈，高速勻漿2 min，過濾到裝有5～7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，劇烈振蕩1 min后靜置30 min，使乙腈相與水相分層。分別吸取10.00 mL上層乙腈相溶液于30 mL玻璃離心管中，于75℃水浴氮吹至近干，待凈化。

有機磷類農藥凈化：用丙酮多次淋洗燒杯，合并淋洗液，用丙酮定容至5.0 mL，渦旋混勻后過0.22 μm濾膜裝瓶待測。

擬除蟲菊酯類農藥凈化：按照方法步驟要求，用Florisil固相萃取柱對樣液進行凈化操作，全部洗脫液于50℃水浴氮吹至小于5.0mL，用正己烷定容至5.0mL，渦旋混勻后裝瓶待測。

按照NY/T 761—2008方法規定儀器條件進行測定。根據試驗方法建立數學模型[21]，如式(1)所示。

式中，X—試樣中農藥的殘留量(mg/kg)；ρ—標準溶液中農藥的質量濃度(mg/L)；A—試樣中被測農藥的峰面積；As—標準溶液中被測農藥的峰面積；V1—樣品提取溶劑總體積(mL)；V2—分取體積(mL)；V3—樣品溶液定容體積(mL)；m—試樣的質量(g)；R—樣品加標回收率(%)；fr—樣品均勻性校正因子，1。

2 結果與分析

2.1 不確定度分量來源分析

根據所建立的數學模型分析[22-23]，氣相色譜法測定農藥的測量不確定度分量主要來源于試樣稱樣質量、樣品前處理過程溶液體積、標準溶液濃度、儀器測定峰面積、樣品加標回收率、樣品均勻性及方法總重復性[24-25]（見圖1），據此可得合成標準不確定度，如式(2)所示。

圖1 不確定度分量來源

2.2 不確定度計算方法

A類標準不確定度及相對標準不確定度計算方法見式(3)～(5)。

B類標準不確定度及相對標準不確定度計算方法見式(6)～(8)。

2.3 樣品質量(m)引入的相對標準不確定度urel(m)

2.4 樣品前處理過程溶液體積(V)引入的相對標準不確定度urel(V)

表1 樣品提取體積不確定度評定

表2 分取體積不確定度評定

表3 定容體積不確定度評定

將上述不確定度分量合成即為樣品前處理過程溶液體積(V)引入的相對標準不確定度urel(V)，見表4。

表4 樣品前處理過程溶液體積引入的不確定度合成

2.5 待測標準溶液引入的相對標準不確定度urel(ρ)

2.5.1 被測農藥標準溶液濃度引入的相對標準不確定度urel(ρ1)毒死蜱和甲氰菊酯標準溶液均使用國家二級標準物質，編號分別為GBW(E)081337和GBW(E)081377，質量濃度均為1000.0 mg/L，擴展不確定度為7.0 mg/L（包含因子k=2），標準品引入的相對標準不確定度urel(ρ1)=0.35%。

表5 待測標準溶液引入的相對標準不確定度評定

2.6 氣相色譜儀測定峰面積A引入的相對標準不確定度urel(A)

表6 氣相色譜儀測定峰面積引入的相對標準不確定度評定

2.7 樣品加標回收率R引入的相對標準不確定度urel(R)

對根據測量方法處理的樣品進行6次加標測定，屬于A類不確定度評定，用極差法進行計算[35]。則樣品加標回收率R引入的相對標準不確定度urel(R)見表7。

表7 6次加標回收率測定數據

2.8 樣品的均勻性校正因子fr引入的相對標準不確定度urel(fr)

根據測量方法，平行處理3份樣品，在氣相色譜儀上測定(FPD、ECD)，屬于A類不確定度評定，用極差法進行計算[35]。則樣品的均勻性校正因子fr引入的相對標準不確定度urel(fr)見表8。

表8 3份樣品平行測定數據

2.9 檢測方法總重復性引入的相對標準不確定度urel(rep)、測量相對標準不確定度的合成及相對擴展不確定度的評定

按測量方法對樣品進行測定，則檢測方法總重復性引入的相對標準不確定度urel(rep)見表9。

表9 樣品重復測定數據

2.10 測量相對標準不確定度的合成及相對擴展不確定度的評定

將上述各不確定度分量合成為該測量方法的相對合成標準不確定度，根據測量不確定度評估指南的要求[28]，在95%置信范圍內，測量結果的擴展不確定度包含因子k=2，則該測量方法的相對合成標準不確定度及擴展不確定度見表10。

表10 各分量相對標準不確定度分量值

毒死蜱的殘留量、甲氰菊酯殘留量的擴展不確定度結果計算見公式(9)、(10)。

3 討論

該研究結果表明，該檢測方法不確定度的來源主要有標準溶液、色譜儀峰面積、方法總重復性、加標回收率、樣品均勻性校正因子、前處理溶液體積、樣品質量等7個方面，通過分析各個分量的相對標準不確定度的引入過程發現：色譜儀峰面積和標準溶液對有機磷類農藥殘留量檢測的不確定度影響較大；色譜儀峰面積、標準溶液、方法總重復性及加標回收率對擬除蟲菊酯類農藥殘留量檢測的不確定度影響較大，其他因素影響較小，樣品質量對有機磷和擬除蟲菊酯類農藥殘留量的影響最小，可以忽略不計。在實際工作中需要從以下幾方面降低測量不確定度。

3.1 儀器設備的穩定性

該研究過程中氣相色譜儀重復性數據因采用了符合計量檢定要求的最低標準，故與王璐等[14]的研究結果一致，即色譜儀的重復性是該方法不確定度的主要貢獻者。如針對特定蔬菜基質和儀器設備的計量檢定值開展重復性分析，可在一定程度上降低方法的不確定度。日常測量過程中應嚴格按照儀器操作規程進行測試，在測定前做好儀器設備調試工作，按時對儀器進行檢定、校準以及期間核查，樣品量比較大的情況下加大對儀器的維護。

3.2 標準溶液的配制過程

該研究過程中，從被測農藥標準溶液到標準工作液，采用逐級稀釋的方法經過3次稀釋，且在配制上機標準工作液時采用的移液槍，其擴展不確定度較大。配制標準溶液的過程中應盡量簡化配制過程，在稀釋過程中應盡量使用精度較高的移液、定容器皿以降低不確定度，從而提高測量結果的準確度。

3.3 定容器皿的選擇

該研究中，因待測溶液定容使用5 mL A級容量瓶，其允差為±0.02 mL，故定容體積引入的不確定度較小。季應明等[16]的研究中采用5 mL刻度試管定容，定容體積引入的相對標準不確定度為1.2%；王麗芳等[18]的研究中采用5 mLA級單標線吸量管定容，定容體積引入的相對標準不確定度為0.2%；姚祖江等[29]的研究中采用5 mLA級容量瓶定容定容體積引入的相對標準不確定度為0.5%；由此可見，定容器皿的精度越高引入的不確定度越低，實際工作過程中盡量擇精度高允差小的量器。

3.4 前處理過程關鍵環節的控制

該研究中有機氯類農藥殘留使用ECD檢測器檢測，該檢測器靈敏度較高，故在樣品前處理及標液配制過程中應注意避免交叉污染、樣品凈化過程中規范操作使樣品凈化完全并降低干擾，從而降低不確定度。

綜上所述，通過分析各不確定度分量可知，農藥殘留檢測的測量不確定度主要來源于儀器設備檢測重復性、標準溶液配制、待測溶液定容體積和前處理過程關鍵環節的控制等方面引入的不確定度分量，而采用提升儀器設備穩定性、簡化標準溶液配制過程、優化待測液定容方式等措施可有效降低測量不確定度。

4 結論

本文按照《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》(NY/T 761—2008)的第一部分和第二部分檢測蔬菜中有機磷和有機氯的殘留量，分別以毒死蜱和甲氰菊酯作為有機磷和有機氯類農藥的代表，計算出了該方法測量結果的相對擴展不確定度分別為0.9%和1.0%，今后應主要改善儀器測量重復性，提高儀器設備穩定性，同時嚴格控制標準溶液的配制過程和前處理過程的關鍵環節，以提高測量結果的準確度和精密度，降低測量不確定度。