气相色谱法测定蔬菜中氰戊菊酯含量的不确定度评估

王冬群，韩敏晖，陆 宏

(浙江省慈溪市农业监测中心，浙江 慈溪 315300)

测量不确定度是评定测量水平的指标，是判定测量结果的依据。测量结果的不确定度评定与表示，在国际上正逐步走向统一。JJF 1059—1999测量不确定度评定与表示［1］、ISO/IEC 17025—2005检测和校准实验室能力认可准则［2］明确规定检测实验室应对测量结果给出不确定度评定，对其所承担的每个检测项目均应有能力进行测量不确定度评定。因此检验室的技术人员必须能够对典型的测量结果进行不确定度分析，并熟练掌握测量不确定度的评定与表示方法。

本文简要阐述了气相色谱法检测蔬菜中氰戊菊酯残留量的不确定度评定与表示方法，对类似的以气相色谱仪外标法定量测定菊酯类农药残留量试验具有借鉴和参考作用。

1 材料与方法

1.1 仪器

安捷伦6890N气相色谱仪，μ－ECD检测器;色谱柱:DB－1701 30 m ×0.32 mm(id) ×0.25 μm(film)。

1.2 操作步骤

样品前处理:称取25.0 g蔬菜样品置于125 mL的试剂瓶中，加入乙腈50.0 mL，用组织匀浆机高速匀浆2 min，倒入加有4 g氯化钠的50 mL离心管中，充分振荡1 min，摇匀;离心管以4 000 r·min－1离心6 min，吸取上层乙腈10.0 mL到10 mL带塞玻璃刻度试管中，用水浴80℃的氮吹仪吹至近干，加入2 mL正己烷，盖上管塞，待净化。

净化柱制备:在10 mm(id) ×300 mm玻璃层析柱中，底部加入2 g无水硫酸钠，然后加入1 g弗罗里硅土，最后加入2 g无水硫酸钠，敲实;依次用5 mL正己烷/丙酮 (90∶10，V∶V)、5 mL正己烷润洗，弃去淋洗液。当溶剂液面到达柱吸附层表面时，立即倒入样品溶液，用干净的10 mL带塞试管接收洗脱液，用5 mL正己烷/丙酮(90∶10，V∶V)洗带塞试管后淋洗弗罗里硅柱，并重复1次。将盛有淋洗液的带塞试管置于氮吹仪上，在水浴温度50℃条件下，氮吹蒸发至小于5 mL，用正己烷准确定容至5.0 mL，混匀，待测。

检测条件:具体参照文献［3］，采用外标法面积定量。

氰戊菊酯标准样品:含量100 mg·L－1，不确定度为±0.17 mg·L－1，由农业部环境保护科研监测所监制。

2 不确定度评定过程

2.1 数学模型

氰戊菊酯质量分数的计算公式:

式中:W为试样中氰戊菊酯的残留量;V1为提取剂体积，单位为mL;V2为吸取体积，单位为mL;V3为定容体积，单位为mL;A为被测氰戊菊酯的峰面积;p为参考标准中农药的质量浓度，单位为mg·L－1;AS为参考标准的峰面积;M为样品质量;frec为回收率校正因子，等于回收率的倒数。

2.2 不确定度分量主要来源

2.2.1 校准过程引入

包括由标准储备液和标准储备液稀释成标准溶液所引入的不确定度。

2.2.2 样品质量引入的不确定度

天平称量引起的测量不确定度包括称取试样引起的不确定度分量u(m样)。由天平的最大允许误差构成。

2.2.3 体积引入

由体积量取器具的校准不确定度和其校准温度和使用温度不同导致的不确定度组成。包括容量瓶定容引起的测量不确定度包括标样溶液定容引起的不确定度分量u(V)，以及试样溶液定容引起的不确定度分量u(V样)。

2.2.4 制样过程引入

测试样品的制备过程非常复杂，需经过提取、净化、浓缩等步骤，每一步操作都会引入不确定度，要逐步确定每一步骤对测量结果不确定度的贡献是相当困难的，可采用检测方法确认中的有关数据 (如回收率)，对制样过程引入的不确定度进行评定。

2.2.5 测试过程随机效应引起

包括样品的均匀性和代表性，天平的重复性，体积刻度充满的重复性，制样过程中净化、浓缩等各步骤的重复性，进样的重复性和气相色谱仪积分面积重复性等因素引入的不确定度。

2.3 不确定度分量评定

2.3.1 标准物质引入

属B类不确定度。标准储备液的不确定度。标准储备液浓度校准值为 (100±0.17)mg·L－1，其标准不确定度为:u(cs)=0.17 mg·L－1。

标准溶液配制过程引入的不确定度。1 mg·L－1标准溶液的配制:将1 mL标准储备溶液完全转移至100 mL容量瓶 (A级)中，用正己烷定容。容量瓶体积引入的不确定度:根据GB12806—1991实验室玻璃仪器单标线容量瓶规定:A级单标线100 mL容量瓶的容量允许差为±0.10 mL［4］。按矩形分布处理，标准不确定度为:u(V1) = 0.10/=0.058 mL。

0.5 mg·L－1标准溶液的配制:使用5 mL移液管吸取1 mg·L－1标准溶液5 mL，移至10 mL容量瓶 (A级)中，用正己烷定容。配制过程引入的不确定度:根据 GB12806—1991实验室玻璃仪器单标线容量瓶和 GB12808—1991实验室玻璃仪器单标线吸量管规定:A级单标线10 mL容量瓶的容量允许差为±0.02 mL，单标线5 mL移液管的容量允许差为 ±0.015 mL［4］。按矩形分布处理，容量瓶和移液管标准不确定度分别为:

0.5 mg·kg－1标准溶液的配制过程的相对不确定度为:

0.1 mg·L－1标准溶液的配制:使用2 mL移液管吸取0.5 mg·L－1标准溶液2 mL，移至10 mL容量瓶 (A级)中，用正己烷定容。配制过程引入的不确定度:根据 GB12806—1991实验室玻璃仪器单标线容量瓶和 GB12808—1991实验室玻璃仪器单标线吸量管规定:A级单标线10 mL容量瓶的容量允许差为标准不确定度分别为:±0.02 mL，单标线2 mL移液管的容量允许差为 ±0.010 mL［4］。按矩形分布处理，容量瓶和移液管标准不确定度分别为:

0.1 mg·kg－1标准溶液的配制过程的相对不确定度为:

按上述步骤计算，0.1，0.5，1.0 mg·L－1标准溶液的配制过程的相对标准不确定度分别为0.003 1，0.002 1，0.000 58 mL。计算时取 0.1 mg·L－1浓度标准溶液最大的不确定度值。

温度效应:实验室温度变化引起的不确定度就是容量瓶和溶液实际温度与校准温度不同引起的不确定度。根据厂商提供的资料，容量瓶出厂时校准温度为20℃，实际配制溶液时的平均温度变化范围为±5℃。已知正己烷体积膨胀系数a=1.36×10－3/℃，Vtemp=10 ×5 ×1.36 ×10－3=0.068。按矩形分布，标准不确定度为:u(Vtemp)=0.068/

标准物质引入的相对不确定度:

2.3.2 样品称量引起

属B类不确定度。方法要求样品称量准确至0.1 g，天平的说明书给出的最大允许误差 (MPE)为±0.01 g，按矩形分布处理，标准不确定度和相对标准不确定度分别为:

2.3.3 体积引入

属B类不确定度。由定容体积引入的不确定度。

由定容刻度试管引入的不确定度。样品经过萃取、净化后用刻度试管定容至5 mL，根据JJG10—2005专用玻璃量器管，5 mL刻度试管容量的允许差为±0.1 mL［5］，按矩形分布处理，标准不确定度为:u(V5)

温度效应。实验室温度变化引起的不确定度就是容量瓶和溶液实际温度与校准温度不同引起的不确定度。根据厂商提供的资料，容量瓶出厂时校准温度为20℃，实际配制溶液时的平均温度变化范围为±5℃。已知正己烷体积膨胀系数a=1.36×10－3/℃ ，Vtemp=5 × 5 × 1.36 × 10－3=0.034 mL。按矩形分布，标准不确定度为:

由进样体积的引入的不确定度。测试中仪器配置的微量注射器体积为10 μL。进样量为1 μL，根据JJG700—1999附录A微量注射器的标准，微量注射器体积的相对标准偏差 (RSD)为 ±1%［6］，按矩形分布处理。则进样体积引入的相对标准不确定度为:

由体积引入的相对标准不确定度为:

2.3.4 制样过程引入

属A类不确定度。制样过程产生的不确定度采用0.2 mg·kg－1，3次样品添加回收率的相关数据进行计算。3次平均回收率为=98.00%，标准偏差为S=0.011 8 mg·kg－1。标准不确定度采用平均值的标准偏差，标准不确定度和相对标准不确定度分别为:

同时，必须对平均回收率进行显著性检验，以确定回收率校正因子frec是否在计算公式中采用。显著性检验采用t检验，当检验值t大于或等于临界值t(95.4)=4.30时，则与100%有显著性差异，说明frec必须在计算公式中采用，以修正结果;当检验值t小于临界值f95.4时，则与100%无显著性差异，说明不必采用frec修正结果。计算结果如下:

t值 (4.30)小于临界值 (95.2)，说明与100%没有显著性差异，不必在计算公式中采用fref修正结果。

2.3.5 测试过程随机效应导致

属A类不确定度。按照本文方法，测定蔬菜中氰戊菊酯农药残留量，结果分别为0.106 4、0.104 9、0.094 4 mg·kg－1，平均值=0.101 9 mg·kg－1，标准偏差 =0.006 54 mg·kg－1，标准不确定度采用平均值的标准偏差，则测试过程随机效应导致的标准不确定度和相对标准不确定度分别为:

2.4 合成不确定度

由于表1中各不确定度分量来源彼此独立不相关，所以各不确定度分量的灵敏系数均为1，总的相对合成标准不确定度为根据已知数据以及数学模型公式可以得出样品中氰戊菊酯质量分数。

因数学模型中各计算因子全部为乘除关系，因此蔬菜中氰戊菊酯残留量测定结果的相对合成不确定度的计算可简化为:

表1 不确定度分量

2.5 扩展不确定度

在没有特殊要求的情况下，按国际惯例，取扩展因子k=2，则扩展不确定度:

3 小结和讨论

通过本例评定可以发现:在多个不确定度来源当中，测试过程随机效应所引入的相对不确定度要远高于其它因素所带来的相对不确定度，定容刻度试管所带来的分量其次。因此为降低检测结果的不确定度，要提高试验操作者的技能和熟练程度，并按照规范熟练操作和定期维护好仪器。本文的最终扩展不确定度的评定结果在符合上述方法和条件的规范化测量情况下可直接引用。

［1］国家质量技术监督局.JJF 1059—1999测量不确定度评定与表示［M］.北京:中国计量出版社，1999:13－19.

［2］中国合格评定国家认可委员会.CNAS－CL01检测和校准实验室能力认可准则 (ISO/IEC 17025:2005)［M］.北京:中国计量出版社，2006:18－19.

［3］王冬群.蔬菜中9种农药残留的气相色谱同时测定法［J］.浙江农业科学，2009(1):180－182.

［4］国家标准局.实验室玻璃仪器、玻璃器具［M］.北京:中国标准出版社，1992:32－37.

［5］国家质量监督检验检疫总局.JJG10－2005专用玻璃量器管［M］.北京:中国计量出版社，2005.

［6］国家标准物质研究中心.JJG700－1999气相色谱仪检定规程［M］.北京:中国计量出版社，1999.