气相色谱法测定芹菜中毒死蜱不确定度评估
2021-02-15刘海妍
刘海妍
(清远市食品检验中心,广东清远 511500)
芹菜富含高纤维和维生素,是人们餐桌上常见的蔬菜之一,还对预防高血压、动脉硬化等十分有益。然而在我国近几年的历次监督抽查中,芹菜中毒死蜱农药残留的检出率与超标率都较为突出[1]。毒死蜱是一种高效的、广谱的新型有机磷杀虫剂,对叶菜类、茄果类和甘蓝类等蔬菜,有较好的防治效果,但易被芹菜茎叶和根部吸收,因此不可避免地会引起农药残留问题[2]。
为此基于JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示[3]、CNAS-CL06:2006 化学分析中不确定度的评估指南[4]、CNAS-CL07:2017 测量不确定度的要求[5]和JJF 1135—2005 化学分析测量不确定度评定[6],对芹菜中毒死蜱残留量检测的不确定度进行分析和评估,为实验室质量控制提供科学的、准确的依据。
1 材料和方法
1.1 材料
芹菜。
1.2 设备与试剂
气相色谱仪(配火焰光度检测器),岛津GC-2010Plus;分析天平,爱安德GH-252。
乙腈(色谱纯),丙酮(色谱纯),美国Fisher公司;氯化钠(分析纯),广州化学试剂厂;毒死蜱(100 mg/L),农业部环境保护科研监测所。
1.3 试验方法
1.3.1 芹菜中毒死蜱的测量方法
芹菜中毒死蜱的测量方法参考《植物源性食品中90种有机磷类农药及其代谢物残留量的测定》(GB 23200.116—2019)中方法二气相色谱单柱法。
1.3.2 仪器参数
色谱柱:Rtx-50(30 m×0.25 mm×0.25 µm);载气:N2;恒流分析,流速为1.0 mL/min;进样口温度250 ℃,不分流进样,进样量为1.0 µL;柱温:初始150 ℃,保持2 min,以8 ℃/min的速度升至210 ℃,再以5 ℃/min的速度升至250 ℃,保持15 min。FPD检测器温度300 ℃;助燃气:氢气为62.5 mL/min,空气90 mL/min。
1.3.3 试验过程
称取20 g芹菜试样于150 mL烧杯中,加入40 mL乙腈,用15 000 r/min的匀浆机匀浆2 min,然后过滤至装有5~7 g氯化钠的100 mL具塞量筒中,盖上塞子,剧烈振荡1 min,在室温下静置30 min。准确吸取10 mL上清液于氮吹管中,80 ℃水浴中氮吹蒸发近干,加入2 mL丙酮溶解残余物,转移至5.0 mL容量瓶并定容,涡旋0.5 min,用0.22 µm滤膜过滤,待测。
2 结果与分析
2.1 数学模型的建立
根据测定原理,样品中毒死蜱农药的含量计算如下:
其中:ω-样品中毒死蜱农药的含量,mg/kg;X0-样品中毒死蜱农药的含量,µg/mL;f-稀释因子;m-试样质量,g;V-样品最终定容体,mL。
2.2 不确定度的来源分析
对试样中毒死蜱含量结果有影响的不确定度的主要来源如表1的所示。相对合成不确定度计算公式
表1 不确定度来源
2.3 工作曲线的拟合引入的相对标准不确定度分量
用气相色谱仪测定毒死蜱标曲7个浓度,每个浓度测定3次,得到相应的峰面积Y,结果见表2。
表2 毒死蜱标曲峰面积
根据表2中试验数据用最小二乘法进行拟合,得到直线方程:Y=bX+a,b=1.361 1×107为斜率,a=1.542 3×104为截距,r2=0.999;标准曲线的残余标准差为;浓度的方差和为被测物含量的标准差为
其中:n-测试标准溶液的次数(n=21);P-样品溶液测试次数(P=8);Xi-标曲毒死蜱的浓度,µg/mL;-标曲毒死蜱的浓度平均值,=0.24 µg/mL;X0- 样品中毒死蜱的浓度,µg/mL;X0:样品中毒死蜱的浓度平均值,=0.276 µg/mL;Yi-标曲的峰面积。
2.4 重复测定样品引入的相对标准不确定度分量
取某苹果样品重复测定8次,得到样品中毒死蜱的浓度X0,结果如表3所示。
表3 苹果样品中毒死蜱残留量的测定结果
2.5 样品的称量引入的相对标准不确定度分量
根据均匀分布,由电子天平校准证书查得拓展不确定度为a1=0.2 mg,k1=2,样品的实际称样量为m1=20.134 4 g,则样品的称量引入的相对标准不确定度为
2.6 样品溶液定容引入的相对标准不确定度分量
在定容和配制过程中,容量瓶和吸量管在20 ℃时允许误差见《常用玻璃量器》(JJG 196—2006),按三角分布计算查得置信因子。实验室的温度为(20±5) ℃;水的膨胀系数β水为2.1×10-4/℃,假设温度波动呈均匀分布,查得置信因子k=。
用5 mL容量瓶将样品溶液定容至5 mL,允许误差为±0.020 mL,置信因子为,由容量瓶引入的不确定度为由温度引起的体积不确定度为:则定容引入的相对标准不确定度为ur4=V5为定容体积5 mL。
2.7 标准品配制过程引入相对标准不确定度分量
(1)标准品的相对标准不确定度分量。毒死蜱的证书标示值为 100 µg/mL,不确定度 ±0.11 µg/mL,按矩形分布取k=3计算,标准品的相对标准不确定为
(2)标准品使用液配制过程引入的相对标准不确定度。标准品使用液配制过程中需要用到5 mL容量瓶:计算过程如2.6所示,标准品使用液定容引入的相对标准不确定度为ur(V5)=ur4=0.001 741。
标准品使用液配制过程中需要用1 mL分度吸量管:允许误差为±0.008 mL,置信因子k=,则由1 mL分度吸量管引入的相对标准不确定度为为1 mL。
那么标准物质使用液稀释过程引入的相对标准不确定度Ur5-1为:
(3)标准工作液配制过程引入的相对合成标准不确定度Ur5-2。标准工作液配制过程中需要用到1 mL容量瓶,允许误差为d=±0.010 mL,置信因子k2=,则定容时引入的不确定度为V1为定容体积1 mL。
标准物质工作液配制过程中需要用1 mL分度吸量管:计算方法如2.7(2)所示。那么标准物质工作液稀释过程引入的相对标准不确定度Ur5-2为
标准物质工作液配制过程需要用到1 mL分度吸量管、1 mL容量瓶、5 mL容量瓶,标准物质引入的相对标准不确定度为ur5=
2.8 分析仪器引入的相对标准不确定度分量ur6
由气相色谱仪校准证书查得其拓展不确定度为Ur=15%,k=2,则相对标准不确定度为
2.9 合成不确定度及扩展不确定度
2.9.1 相对合成不确定度
各组分的相对标准不确定度分量的计算见表4。
表4 各组分的相对标准不确定度
2.9.2 扩展不确定度
取K=2,对应的置信水平是95%,U=(Uc×2)=0.044 mg/kg,所以供试样品芹菜中毒死蜱的含量为ω=(0.276±0.044) mg/kg,K=2。
3 结论和讨论
通过上述不确定度的分析过程可知,本试验中不确定度的主要来源为分析仪器和标准曲线的拟合,其他因素影响较小。由于分析仪器的不确定度来源是相对稳定的,不易受人为影响和控制的,在进行毒死蜱含量检测时,应当注重标准曲线配制的过程,才能显著降低试验过程中的不确定度。在之后的日常检测工作中,要关注开展不确定度的研究,从而采取有效的应对措施并严格控制试验过程中的关键步骤,使试验结果更为准确和可靠。