氣相色譜法測(cè)定稻米中毒死蜱的不確定度

吳俐 陳銘學(xué) 牟仁祥 曹趙云 許萍

（中國(guó)水稻研究所/農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，杭州310006；第一作者：lili6072@sina.com）

氣相色譜法測(cè)定稻米中毒死蜱的不確定度

吳俐 陳銘學(xué) 牟仁祥 曹趙云 許萍

（中國(guó)水稻研究所/農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，杭州310006；第一作者：lili6072@sina.com）

對(duì)用氣相色譜法測(cè)定稻米中毒死蜱農(nóng)藥殘留的不確定度進(jìn)行了評(píng)定。通過(guò)對(duì)測(cè)定過(guò)程中各變量的分析，確定了不確定度的來(lái)源，建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)各變量的不確定度進(jìn)行計(jì)算，最終算出合成不確定度。當(dāng)水稻中的毒死蜱農(nóng)藥殘留量為0.107mg/kg時(shí)，測(cè)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為0.013mg/kg（k=2）。

氣相色譜；毒死蜱；不確定度；稻米

不確定度是表征合理的賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，它采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法定量的給出測(cè)量結(jié)果的分散性和置信區(qū)間。不確定度越小，說(shuō)明測(cè)量方法越可靠，越接近真實(shí)值。毒死蜱屬高效、中毒、廣譜類有機(jī)磷殺蟲劑，速效性好，是防治稻飛虱最主要的農(nóng)藥品種之一。該化合物有效期可達(dá)數(shù)月，容易引起環(huán)境殘留[1-3]，筆者在糙米、精米中常檢測(cè)出毒死蜱。為了判定檢測(cè)結(jié)果的可靠性，評(píng)定測(cè)量水平，筆者用氣相色譜法對(duì)稻米中毒死蜱殘留進(jìn)行測(cè)定，分析了測(cè)量結(jié)果的不確定度來(lái)源并對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。

1 試驗(yàn)方法

1.1 方法提要

將稻米粉碎后，稱取5 g于100 mL聚四氟乙烯離心管中，加入20 mL去離子水，浸泡30 min，加入25 mL乙腈，高速搗漿提取2 min，經(jīng)硫酸鎂、氯化鈉鹽析，離心分離后，取4 mL上層清液，經(jīng)PSA分散固相萃取凈化后，進(jìn)氣相色譜儀后用FPD檢測(cè)器檢測(cè)，根據(jù)保留時(shí)間進(jìn)行定性，面積外標(biāo)法定量。

1.2 儀器與試劑

6890N氣相色譜儀（附FPD檢測(cè)器）（美國(guó)Agilent公司）；IKA-25高速組織搗漿機(jī)（德國(guó)IKA公司）；氮吹儀（美國(guó)organomation Associates公司）；離心機(jī)（上海安亭科學(xué)技術(shù)儀器廠）?？烧{(diào)加液器（5~50mL），25mL容量瓶，0.5mL、10mL分度吸量管。

乙腈為色譜純（美國(guó)TEDIA公司）；氯化鈉：分析純；無(wú)水硫酸鎂（美國(guó)進(jìn)口，SIGMA-ALDRICH公司，分析純）；農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品毒死蜱：1 000 ug/mL，由農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心提供。

1.3 色譜條件

色譜柱：DB-1701柱（30 m×0.32 mm×0.25 um）（Agilent Technologies）；載氣：N2（純度99.999%）；進(jìn)樣方式：不分流模式；進(jìn)樣口溫度：250℃；壓力：30 psi（恒壓模式）；進(jìn)樣量：1 uL；FPD檢測(cè)器溫度：300℃；尾吹氣流速：60mL/min；柱溫程序升溫：初溫70℃，保持2 min，以25℃/min升溫至150℃，再以15℃/min升溫至270℃，保持10min。

1.4 計(jì)算公式即數(shù)學(xué)模型

稻米中毒死蜱農(nóng)藥含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)W計(jì)，按下列公式計(jì)算：

W-稻米中毒死蜱農(nóng)藥含量（mg/kg）；

m-稻米樣品質(zhì)量（g）；

C-毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mg/L）；

V1-標(biāo)樣進(jìn)樣體積（uL）；

V2-樣品進(jìn)樣體積（uL）；

A-標(biāo)樣峰面積；

A1-樣品峰面積；

V3-溶劑加入體積（mL）；

V4-分取溶劑體積（mL）；

V-定容體積（mL）。

2 不確定度分量的主要來(lái)源及評(píng)定

2.1 不確定度的主要來(lái)源

2.1.1 稻米樣品質(zhì)量稱量引入的不確定度

由稱量使用天平的最大允許誤差構(gòu)成。

2.1.2 毒死蜱儲(chǔ)備液及標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制引入的不確定度

表1 配制毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)工作溶液量器具引起的不確定度u（M2）（mL）

毒死蜱儲(chǔ)備液及稀釋成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的過(guò)程中所引入的不確定度，由毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度和毒死蜱儲(chǔ)備液及稀釋成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過(guò)程中所用的分度吸量管、容量瓶體積的不確定度和環(huán)境溫度不同導(dǎo)致的不確定度組成。

2.1.3 體積引入的不確定度

由提取溶劑加入體積V3、提取液分取體積V4和最終樣液定容體積V的不確定度組成。

2.1.4 前處理過(guò)程引入的不確定度

測(cè)試稻米樣品的制備過(guò)程比較復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)浸泡、提取、凈化、濃縮等前處理過(guò)程，要算出每個(gè)前處理過(guò)程對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的不確定度比較困難，筆者采用回收率數(shù)據(jù)，對(duì)樣品前處理及儀器檢測(cè)過(guò)程引入的不確定度進(jìn)行評(píng)估。

2.2 不確定度的評(píng)定與計(jì)算

2.2.1 質(zhì)量稱量m引入的不確定度u（m）

電子天平的檢定證書給出的最大允許誤差為±0．01 g，按均勻分布計(jì)算，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稻米樣品以5 g計(jì)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel（m）=0.0058/5=0.00116。

2.2.2 毒死蜱儲(chǔ)備液（M1）配制引入的不確定度u（M1）2.2.2.1配制毒死蜱儲(chǔ)備液M1引入的不確定度本測(cè)試采用1mL 1 000mg/L毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)液，用A級(jí)分度吸量管移取0.5 mL上述濃度的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)液至A級(jí)25 mL容量瓶，用乙腈溶劑定容，配制成20 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，體積不確定度是由25mL容量瓶、0.5mL分度吸量管引入的。按照J(rèn)JG196-2006《常用玻璃量具檢定規(guī)程》[4]A級(jí)單標(biāo)線25 mL容量瓶的容量允許差為± 0.03 mL，A級(jí)0.5 mL分度吸量管容量允許差為±0.005 mL，按照均勻分布計(jì)算，25 mL容量瓶、0.5 mL分度吸量管標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為0.0173 mL和，則它們相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：

2.2.2.2 配制過(guò)程環(huán)境溫度對(duì)容量瓶定容V0引起的不確定度u（V0）假設(shè)溫度相差2℃，乙腈的熱膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃，則25 mL容量瓶因溫度產(chǎn)生的體積變化為±25×2×1.37×10-3=±0.068 mL，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度；25 mL容量瓶環(huán)境溫度變化引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：0.039/25=0.00156……③

綜合2.2.1和2.2.2，毒死蜱儲(chǔ)備液M1配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度度urel（M1）為①+②+③三項(xiàng)合成：

2.2.3 毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)工作溶液體積（M2）配制引入的不確定u（M2）

配制毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)工作溶液還將用到A級(jí)0.5mL、5 mL分度吸量管，容量允許差分別為±0.005 mL和± 0.025mL，A級(jí)單標(biāo)線25mL容量瓶的容量允許差為± 0.03mL，配制過(guò)程量器具校準(zhǔn)引入的不確定度見表1。

表1中各測(cè)量器具對(duì)應(yīng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：0.0032/0.5=0.0064；0.0199/5=0.0.00397；0.079/25= 0.00316。則毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)工作溶液合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（M2）=（0.00642+0.003972+0.003162）1/2=0.00817。

2.2.4 體積（V3）引入的不確定度

稻米前處理提取溶劑乙腈，筆者采取可調(diào)加液器（5~50mL）加25mL，擴(kuò)展不確定度U=0.07mL（k=2），則u（V3）=U/2=0.07/2=0.035 mL，urel（V3）=0.035/25= 0.0014。

因?yàn)樘崛『蟮纳蠈忧逡海∵m量（4 mL）經(jīng)PSA分散固相萃取凈化后，直接進(jìn)氣相色譜儀檢測(cè)，所以分取溶劑體積V4和定容體積V的不確定度，對(duì)結(jié)果的影響可忽略。

2.2.5 前處理過(guò)程引入的不確定度u（rec）

前處理過(guò)程對(duì)稻米中毒死蜱測(cè)定所產(chǎn)生的不確定度筆者以3次測(cè)量樣品回收率平均值Rec的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，3次添加回收率測(cè)定結(jié)果為93.0%、94.2%、94.8%，回收率平均值Rec=94.0%，標(biāo)準(zhǔn)偏差S（Rec）= 0.917%。按照均勻分布計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（rec）= 0.00529/94.0%=0.00563。

綜上所述，通過(guò)對(duì)氣相色譜測(cè)定稻米中毒死蜱農(nóng)藥殘留方法不確定度的評(píng)定與計(jì)算，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)合成不確定度ucrel（w）=[urel2（m）+urel2（M1）+urel2（M2）+urel2（V3）+urel2（rec）]1/2=（0.001162+0.05982+0.008172+0.00142+ 0.005632）1/2=0.0598。

2.3 合成不確定度和擴(kuò)展不確定度

通過(guò)回收率試驗(yàn)測(cè)得稻米中毒死蜱殘留量分別為0.110 mg/kg、0.109 mg/kg、0.101 mg/kg，平均值X=（0.110+0.109+0.101）/3=0.107 mg/kg，則毒死蜱合成不確定度uc（W）=X×ucrel（w）=0.107×0.0598=0.0064 mg/ kg，取置信水平為95%，包含因子k=2，毒死蜱擴(kuò)展不確定度U（W）=0.0064×2=0.013 mg/kg。

綜上所述，用不確定度表示稻米中毒死蜱殘留為：（X±U）=（0.107±0.013）mg/kg。

3 討論

不確定度越小，說(shuō)明測(cè)量方法越可靠，越接近真實(shí)值。通過(guò)以上稻米中毒死蜱殘留量測(cè)定與不確定度評(píng)定顯示，不確定度的大小取決于計(jì)量量具的精準(zhǔn)程度即容量允許差的大小，以及測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1]李少霞，黃偉雄，陳明，等．水中毒死蜱的氣相色譜測(cè)定法[J].環(huán)境與健康雜志，2006，9（5）：458-459．

[2]盛仙俏，張發(fā)成，劉莉，等.不同劑型毒死蜱防治褐飛虱效果分析[J].中國(guó)稻米，2010，16（2）：69-70.

[3]劉祥英，劉占山，柏連陽(yáng)，等.毒死蜱在水稻蟲害防治上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（23）：107-109.

[4]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJF 1059-1999.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1999．

Evaluation of Uncertainty in Determ ination of Chlorpyrifos Residue in Rice by Gas Chrom atography

WU Li,CHENMingxue,MOU Renxiang,CAO Zhaoyun,XU Ping
（China National Rice Research Institue/Rice Product Quality Supervision and Inspection Center,Ministry of Agriculture,Hangzhou 310006,China;1st author:lili6072@sina.com）

The uncertainty of determination of chlorpyrifos residue in rice by gas chromatography was evaluated in this paper.By analyzing the various variable parameters among the procedures,the components of uncertainty were identified,the mathematicalmodel was established,and every components of uncertainty was calculated,thereby,the combined uncertainty was finally obtained．The expanded uncertainty was 0.013mg/kg（k=2）with 0.107mg/kg of the contentof chlorpyrifos residue in rice.

gas chromatography;chlorpyrifos;evaluation of uncertainty;rice

X592；S511

：A

：1006-8082（2017）01-0054-03

2016－10－29