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(chǎn)品檢測有限公司，上海 200000）

測量不確定度是和分析結(jié)果緊密相連的參數(shù)，它主要是用來觀測分析結(jié)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(zhǔn)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?qū)嶒炦^程中出現(xiàn)任何對實驗結(jié)果有重要影響因素的及時察覺，并進(jìn)行糾正。

溴氰菊酯，又稱“敵殺死”，屬于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥。它屬于中毒毒類，并且它的毒性是目前菊酯類農(nóng)藥最高的?？纱碳てつw，引起炎癥。發(fā)生急性中毒時，輕者頭痛、嘔吐，情形嚴(yán)重的還可能會出現(xiàn)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(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳、氰化氫等，可使人中毒。根據(jù)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(xué)生因為榆樹上藥而導(dǎo)致溴氰菊酯中毒，學(xué)生陸續(xù)出現(xiàn)臉腫、頭暈、嘔吐等不適反應(yīng)。經(jīng)檢查是由于農(nóng)藥中毒導(dǎo)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(nóng)藥時，要采取一定的防護(hù)措施，避免接觸皮膚和吸入體內(nèi)。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(jìn)樣針：50μL

（5）容量瓶

（6）溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jīng)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(shù)學(xué)模型

用單標(biāo)移液管移5mL溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于50mL容量瓶中，并用洗脫液定容，記為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)使用液于10mL容量瓶中，配成溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)系列。再依次進(jìn)樣20μL，測定其各個標(biāo)準(zhǔn)系列的峰面積。以測得的峰面積與其所對應(yīng)的濃度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=kx+b，依據(jù)方程可計算出試樣中溴氰菊酯的含量。

根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線過程中引入的不確定度U1

2.1.1 由標(biāo)準(zhǔn)品的純度P產(chǎn)生的不確定度

溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)曲線所使用的標(biāo)準(zhǔn)品是色譜純基準(zhǔn)試劑，查得證書得知其純度≥99.62%，不確定度為0.30%，標(biāo)準(zhǔn)不確定度USTD計算如下：

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品配制過程中引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制過程：準(zhǔn)確稱量標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展不確定度：U=0.4mg（K=2），按照矩形分布，即電子天平的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：

標(biāo)準(zhǔn)品的稱樣量為0.0500g，取50mg的砝碼，重復(fù)10次稱量，得到的相對偏差為0.2mg，即稱量標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)檢定50mL容量瓶擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)曲線時所產(chǎn)生的不確定度

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

①標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制過程中使用5mL單標(biāo)移液管和2mL環(huán)標(biāo)移液管，經(jīng)檢定5mL單標(biāo)刻度移液管和2mL環(huán)標(biāo)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(biāo)移液管使用1次，2mL環(huán)標(biāo)移液管使用6次，根據(jù)使用數(shù)量，計算如下：

對5mL單標(biāo)移液管和2mL環(huán)標(biāo)移液管的不確定度進(jìn)行合并，計算結(jié)果如下：

②標(biāo)準(zhǔn)溶液一系列配制的過程中所使用的容量瓶為10mL、50mL，經(jīng)檢定10mL、50mL容量瓶擴(kuò)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(jìn)行合并，計算結(jié)果如下：

將上述所有列出的量具的不確定度分量進(jìn)行合成，如下：

配制標(biāo)準(zhǔn)曲線系列過程中的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線線性過程中所產(chǎn)生的不確定度

將標(biāo)準(zhǔn)品配成濃度為100mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液。再用其工作液配成6個濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)系列，上機測定，測量結(jié)果如表1所示。

表1 溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)序列濃度以及峰面積

由表1數(shù)據(jù)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(jù)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(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合所產(chǎn)生的不確定度由式（2）、式（3）計算，如下：

式中：

U2：擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線過程中對測定樣品的濃度所產(chǎn)生的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

SR：由標(biāo)準(zhǔn)曲線方程得出濃度所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)峰面積與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線上峰面積測得值之差求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

b：擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；

p：樣品溶液重復(fù)測定次數(shù)，p=10；

n：溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定次數(shù)，n=6；

x：根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)溶液序列中溴氰菊酯的含量，mg/L；

yi：實際測得的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的峰面積；

yi′：由標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)代入式（1）、式（2），得出的數(shù)據(jù)見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)計算結(jié)果

2.3 樣品重復(fù)測定產(chǎn)生的不確定度

對溴氰菊酯樣品溶液重復(fù)測量10次，結(jié)果如表3所示，按照正態(tài)分布計算結(jié)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(jīng)檢定擴(kuò)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(shù)據(jù)

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(huán)節(jié)影響所產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

擴(kuò)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(jié)果為（0.396±0.018）mg/m3，擴(kuò)展因子為K=2。

4 結(jié)果與討論

工作場所中溴氰菊酯的測定結(jié)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(biāo)準(zhǔn)品的稱量、標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制以及標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)品的稱量，盡量使用精密度較高的電子天平；②標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該加強實驗人員的操作水平，來保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠。