番茄中聯(lián)苯菊酯殘留量的測量不確定度評價

羅彥平，單江華，高海文，何 凱

(伊寧市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測檢驗站，新疆 伊寧 835000)

聯(lián)苯菊酯(bifenthrin)是20世紀80年代初面市的高效合成擬除蟲菊酯類殺蟲、殺螨劑，屬中等毒性，純品聯(lián)苯菊酯為淺褐色固體，具有觸殺和胃毒作用，擊倒速度快，殘效期長，殺蟲譜廣，對螨也有較好防效.它主要用于防治各種鱗翅目幼蟲、粉虱、蚜蟲、植食性葉螨，對魚類等水生生物和家蠶高毒.相關(guān)研究表明，高濃度聯(lián)苯菊酯殘留在土壤中的半衰期較長，對一些物種產(chǎn)生毒害作用，使土壤原有微生物群發(fā)生改變，使得農(nóng)藥殘留難以降解，并在農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品中殘留[1].歐盟于2017年2月24日修訂了食品中聯(lián)苯菊酯的最大殘留限量，限定其在根莖類和鱗莖類蔬菜中的最大量為0.01 mg/kg[2].我國最新食品衛(wèi)生安全標準(GB-2763-2014)規(guī)定番茄、茄子、辣椒、根莖和薯芋類蔬菜中聯(lián)苯菊酯的最大允許殘留量分別為0.5、0.3、0.5、0.05 mg/kg[3].食品安全檢測實驗室一般依據(jù)這些參數(shù)來判定所測番茄樣品是否符合國家衛(wèi)生標準.為做好實驗室質(zhì)量控制，出具科學合理、完整的檢測數(shù)據(jù)，國內(nèi)大部分農(nóng)藥殘留檢測實驗室已陸續(xù)采用測量不確定度來判定測量結(jié)果的可信度[4].

測量不確定度(uncertainty in measurement)表征合理地賦予被測量之值的分散性，即對測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度.1993年國際標準組織完成了不確定度評定的指導性文件“GUM-1993”，經(jīng)不斷發(fā)展和研究，國際標準化工作組于2008年發(fā)布了ISO/IEC Guide 98-3:2008“測量不確定度表示與指南”簡稱GUM.我國于1999年頒布了國家計量技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》，對全國范圍內(nèi)使用和評定側(cè)量不確定度，尤其是在計量標準的建立、計量技術(shù)規(guī)范的制定、證書或報告的發(fā)布及量值的國際與國內(nèi)比對等方面都起到了重要的指導和規(guī)范作用，使我國對測量結(jié)果的表述與國際一致.至今，我國以修訂后的JJF1059為標準，它分為，JJF1059.1-2012《不確定度評定與表示》和JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法評定測量不確定度》[5].

本文依據(jù)農(nóng)業(yè)標準(NY/T761-2008)第二部方法一，并參照JJF1059標準，以番茄中聯(lián)苯菊酯殘留測定為例，對其殘留的測量不確定度進行評定，以便為基層檢測實驗室質(zhì)量控制、檢測水平判定、規(guī)范實驗室操作等提供參考.

1 實驗部分

1.1 材料

供試番茄品種為屯河26號，由新疆伊寧市天山街農(nóng)貿(mào)市場提供.

1.2 主要儀器與試劑

供試儀器：YP1002電子天平(100 g/0.01g)，南京曉曉儀器設(shè)備有限公司；RE-501旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鄭州市亞榮儀器有限公司；A8超細勻漿機，上海歐河機械設(shè)備有限公司；GC-2014氣相色譜儀(ECD檢測器)，日本島津公司.

供試試劑：氯化鈉為分析純，浙江常青化工有限公司；聯(lián)苯菊酯(bifenthrin)標準品(1000 μg/mL)，農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(天津)；丙酮(acetone)、正己烷(hexane)和乙腈(acetonitrile)均為色譜純，天津市康科德科技有限公司.

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理

1.3.1.1番茄中聯(lián)苯菊酯殘留提取

依據(jù)農(nóng)業(yè)標準[6]的樣品處理方法，準確稱取25.00g番茄樣品放入勻漿機中，加入50.0 mL乙腈，在勻漿機中高速勻漿2 min后用濾紙過濾，濾液收集到裝有5～7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，收集濾液40～50 mL，蓋上塞子，劇烈振蕩1 min，室溫下靜置30 min，使乙腈相和水相分層.

1.3.1.2聯(lián)苯菊酯殘留提取液凈化

從100 mL量筒中吸取10.0 mL上清液放入100 mL燒杯中，將燒杯置于80 ℃水浴條件下加熱，杯內(nèi)緩緩通入氮氣，蒸發(fā)至近干，加入2.0 mL正己烷，震蕩1 min，蓋上鋁箔，待凈化.將弗羅里矽柱依次用5 mL正己烷和丙酮的混合溶液(V正己烷∶V丙酮=9∶1)和5.0 mL正己烷預淋洗、條件化，當溶劑液面到達柱吸附層表面時，立即倒入待凈化溶液，用15 mL刻度試管收集洗脫液，用10.0 mL正己烷和丙酮的混合溶液(體積比同上)分兩次沖洗燒杯后淋洗弗羅里矽柱,將盛有洗脫液的刻度試管置于50 ℃水浴條件下，用氮氣吹至少于5 mL后，再用正己烷定容至5.0 mL，混合均勻，最后過0.2 μm濾膜，待測.

1.3.2 色譜參數(shù)設(shè)定

進樣口(SPL)210 ℃；檢測器(ECD)290 ℃；色譜柱HP-1(30 m×0.25 mm，0.025 μm)，初始柱溫150 ℃，保持2 min，以6 ℃/min的速率升至 275 ℃，保持8 min；載氣為氮氣，流速為1 mL/min；進樣方式為分流進樣，分流比10∶1.

1.4 標準溶液配制

用1 mL分度吸量管分別移取0.5 mL聯(lián)苯菊酯標準品于25 mL容量瓶中，用正己烷定容，配成質(zhì)量濃度為20 μg/mL的標準儲備液.用200 μL移液器移取0.125 mL的20 μg/mL聯(lián)苯菊酯標準儲備液于25 mL容量瓶中，用正己烷定容，配成質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL的標準儲備液,備用.

1.5 結(jié)果計算

根據(jù)NY/T761-2008，番茄中聯(lián)苯菊酯殘留含量計算公式為

(1)

式(1)中：Y為番茄樣液中聯(lián)苯菊酯的含量(mg/kg)；V1為提取溶液總體積(mL)；V2為用于檢測的提取溶液的體積(mL)；V3聯(lián)苯菊酯提取溶液定容體積(mL)；m為番茄樣品質(zhì)量(g)；ρ為色譜儀對番茄樣液中聯(lián)苯菊酯的測試濃度(μg/mL).

1.6 測量不確定度來源及數(shù)學模型建立

分析式(1)和檢測實驗流程，番茄中聯(lián)苯菊酯殘留的測量不確定度主要來源于：1)番茄樣品稱量引入的不確定度u1；2)聯(lián)苯菊酯殘留提取過程中體積引入的不確定度u2；3)標準溶液引入的不確定度u3；4)色譜儀GC測試引入的不確定度u4；5)校準曲線引入的不確定度u5；6)方法的重復性引入的不確定度u6。且各不確定度分量對被測量值X的不確定產(chǎn)生直接影響，即互不相關(guān)，根據(jù)JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》4.4.2節(jié)，合成標準不確定度計算式為

(2)

式(2)中：y為被測量Y的估計值；xi為第i個輸入量Xi的估計值；uc(y)為被測量的估計值y合成標準不確定度；u(xi)為輸入量xi的標準不確定度.

由式(1)和式(2)可推導出測量結(jié)果Y的相對合成標準不確定度計算公式：

(3)

依據(jù)測量不確定度表示指南，在區(qū)間P=95%時，取K=2，則被測量值Y的擴展不確定度U為

(4)

2 測量不確定度分量的評定

2.1 稱取番茄樣量m引入的不確定度u1

電子天平(量程0～50 g)最小分度值為0.01 g，其mpe=±0.02 g,則稱樣量m=25 g引入的不確定度屬于B類[7]，即u1為

2.2 聯(lián)苯菊酯提取液體積引入的不確定度u2

2. 2.1 提取液體積引入的不確定度

表1 定容體積引入的不確定度

樣品處理過程中體積引入的不確定度u2為

2.2.2 溫度引入的不確定度[9]

由溫度變化引入的不確定度可通過玻璃量具體積膨脹系數(shù)和液體體積膨脹系數(shù)來計算.實驗室的溫度在△T=±4℃之間變動，在該溫度變化范圍內(nèi)，玻璃量具體積的膨脹明顯小于液體體積的膨脹的，只需考慮后者.水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，設(shè)溫度變化為均勻分布(B類評定)，由表2數(shù)據(jù)合成得到溫度變化引入的不確定度為

表2溫度變化(△T)引入不確定度

Table 2 Uncertainty introduce by temperature change (△T)

將urel(V)與urel(△T) 進行合成即得0.007 07.

2.3 標準液制備引入的不確定度u3

2.3.1 標準液純度引入的不確定度

本研究所用聯(lián)苯菊酯標準液由農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(天津)提供，質(zhì)量分數(shù)C=1 000 μg/mL,其擴展不確定度為7 μg/mL(K=7)，聯(lián)苯菊酯純度引入的不確定度為

2.3.2 標準液稀釋過程引入的不確定度

用1 mL移液管移取0.5 mL聯(lián)苯菊酯標準液于50 mL容量瓶，用正己烷定容配成10 μg/mL的標準儲備液，再用1 mL移液器移取0.5 mL的10 μg/mL標準儲備液于50 mL容量瓶，配成0.1 μg/mL的稀釋液.整個過程使用1 mL移液器和50 mL容量瓶各2次，均為A級，其最大允許誤差分別為0.008 mL、0.05 mL，按均勻分布，計算出的標準不確定度分別為0.004 6 mL和0.029 mL.則標準液稀釋過程引入的相對標準不確定度為urel(稀釋)=

0.006 556 89.

2.3.3 溫度變化引入的不確定度

表3溫度變化(△T)引入的不確定度

Table 3 Uncertainty introduce by temperature change (△T)

將2.3節(jié)中urel(C)、urel(稀釋)、urel(△T)進行合成，

2.4 GC測定引入的不確定度u4

色譜儀穩(wěn)定性導致的峰面積差異主要因素，也是是色譜儀測定引入不確定度的主要來源.對聯(lián)苯菊酯殘留提取液進行重復上機測試，用峰面積的相對標準偏差來表示色譜儀GC測定引入的不確定度u4(屬A類評定)[10]，結(jié)果見表4.

表4 色譜儀重復測定峰面積

依據(jù)JJF1059-1999，用貝塞爾公示計算單次測量結(jié)果的標準偏差

2.5 重復性實驗引入的不確定度u5

測量結(jié)果的重現(xiàn)性主要受實驗人員對樣品處理的一致性影響(稱樣、碎樣、樣品萃取、凈化、萃取液定容等).按照NY/T761-2008標準方法，對10份同一番茄樣品中聯(lián)苯菊酯殘留量進行測定，分析重復實驗引入的不確定度[11](屬A類)u4，10次測量數(shù)據(jù)見表5.

表5 重復性實驗引入的不確定度

用貝塞爾公示計算單次測量值的標準偏差

標準不確定度

相對標準不確定度

2.6 校準曲線引入的不確定度u6

配制5個不同質(zhì)量分數(shù)的聯(lián)苯菊酯標準溶液，每個質(zhì)量分數(shù)上機重復測定4次，測量數(shù)據(jù)見表6.質(zhì)量分數(shù)與峰面積相關(guān)性采用最小二乘法原理進行線性回歸得到校準曲線y=a×x+b，(a斜率，b為擬合直線截距)，分別為

表6 標準品系列濃度測量數(shù)據(jù)

2.7 不確定度分量合成

上述2.1～2.6各不確定度分量互不相關(guān)，將其按照公式(3)合成，即得到合成相對標準不確定度：

3 擴展不確定度

2.5節(jié)中，測得聯(lián)苯菊酯的平均含量為0.095mk/kg，其擴展不確定度U根據(jù)公式(4)計算，即

U=0.095 mg/kg×0.018 6×2=0.003 53 mg/kg.

4 結(jié) 語

隨著政府和客戶對測量結(jié)果質(zhì)量要求的提高，檢測實驗室對質(zhì)量控制的重視度也越來越高，主要通過人員比對、檢測能力驗證、重復實驗等方式進行質(zhì)量控制.JJF1059-1999《測量不確定度表示與表示》為檢測行業(yè)提供了客觀定量評價檢測實驗室測量結(jié)果質(zhì)量的國家標準和依據(jù)，通過評價測量不確定度對測量結(jié)果進行實驗室內(nèi)部校準，以確保檢測數(shù)據(jù)的有效性和準確性，為客戶提供科學完整的測量數(shù)據(jù).目前，測量不確定度已被檢測實驗室普遍編入質(zhì)量控制程序[12].

本研究依據(jù)JJF1059-1999標準,通過對番茄中聯(lián)苯菊酯殘留測量過程中引入的不確定度進行系統(tǒng)性分析，表明當聯(lián)苯菊酯殘留測試質(zhì)量分數(shù)為0.095 mg/kg時，其擴展不確定度為0.003 5 mg/kg(P=95%，K=2)，其中標準液的配置、提取液體積、重復性實驗引入的不確定度是其測量不確定度的主要貢獻因子，故檢測實驗室應注重實驗操作技術(shù)規(guī)范，注重測量設(shè)備定期校準與適當增加重復實驗次數(shù)等諸多方面以強化質(zhì)量控制力度，確保檢測數(shù)據(jù)的有效性和可信度，為客戶提供滿意的檢測報告。

[1] 史婕，申鴻，王兵，等. 紫色土中聯(lián)苯菊酯殘留對土著微生物的影響[J]. 中國農(nóng)學通報, 2011, 27(24): 312-316.

SHI J, SHEN H, WANG B, et al. Effect of the Bifenthrin’ residue in purplish soil on indigenous microorganism[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 2011, 27(24): 312-316.

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 歐盟修訂聯(lián)苯菊酯等在食品中的最大殘留限量[EB/OL]. (2017-02-28)[2017-09-30]. http://www.aqsiq.gov.cn/xxgk_13386/ywxx/spjhzp/201702/t20170228_483306.htm.

[3] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. GB2763-2014食品安全國家標準食品中農(nóng)藥最大殘留限量[S].北京：中國標準出版社,2014.

Ministry of Agriculture of the People′s Republic of China. GB2763-2014 National food safety satandard: Maximum residue limits for pesticides in food[S]. Beijing: China Agriculture Press, 2014.

[4] 譚琳,胡秋龍,張建輝,等.加速溶劑萃取-氣相色譜法測定茶葉中八氯二丙醚殘留量及其不確定度評估[J].農(nóng)藥學學報,2011,13(6):621-626.

TAN L, HU Q L, ZHANG J H, et al. Evaluation of uncertainty in the determination of bis- ether in tea leaves by accelerated solvent extraction technique and gas chromatogram[J].ChineseJournalofPesticideScience, 2011,13(6):621-626.

[5] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJF1059-1999測量不確定度評定與表示[S]. 北京：中國計量出版社,1999.

The State Bureau of Quality and Technical Supervision. JJF1059-1999 Evaluation and expression of uncertainty in measurement[S]. Beijing: China Measurement Pulishing House,1999.

[6] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T761-2008《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定》[S]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2008.

The Ministry of Agriculture of the People's Republic of China. NY/T761-2008 Pesticide multiresidue screen methods for determination of organophosphorus pesticides , organochlorine pesticides, pyrethroid pesticides and carbamate pesticedes in vegetables and fruits [S]. Beijing: China Agriculture Press,2008.

[7] 中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. JJG196-2008《電子天平檢定規(guī)程》[S]. 北京：中國計量出版社, 2008.

General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China(AQSIQ). JJG196-2008 Verification regulation for electronic balance[S]. Beijing: China Measurement Pulishing House, 2006.

[8] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG196-2006常用玻璃量器檢定規(guī)程[S].北京：中國計量出版社, 2006.

General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China(AQSIQ). JJG196-2006 Verification regulation of working glass container[J]. Beijing: China Measurement Pulishing House, 2006.

[9] 楊媛,石磊,李文生,等.高效液相色譜法測定蘋果中多菌靈殘留量的測量不確定度分析[J].農(nóng)藥學學報,2010,12(3):349-354.

YANG Y, SHI L, LI W S, et al. Evaluation of uncertainty in measurement of carbendazim residue in apple determined by high-performance liquid chromatography[J].ChineseJournalofPesticideScience,2010,12(3):349-354.

[10] 王磊,姚令文,程顯隆，等. 甘遂中大戟二烯醇HPLC定量方法的測量不確定度評定[J].中國藥事,2015,29(2):147-152.

WANG L, YAO L W, CHENG X L, et al. Evaluation of measuremengt uncertainty for the determination of Euphol in Kansui Radix by HPLC[J].ChinesePharmaceuticalAffairs, 2015,29(2):147-152.

[11] ZHANG C. Effects of radiation absorption on spherical flame propagation and radiation-induced uncertainty in laminar flame speed measurement[J].Eisevier,2017,183:66-77.

[12] 王立君,楊挺,皇甫偉國.氣相色譜(GC)測定蔬菜中擬除蟲菊醋類農(nóng)藥殘留量的不確定度計算與分析[J].中國農(nóng)學通報,2009,25(7):219-222.

WANG L G, YANG T, HUANGFU W G. Uncertainty evaluation for determinating Pyrethroids residues in vegetables by GC[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2009,25(7):219-222.