甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制

王以堃，何雅娟，蔡冶強(qiáng)，邢金京，陳敏

（1.江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院，南京 210023； 2.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029）

有機(jī)磷農(nóng)藥是用于防治植物病、蟲、害的含磷有機(jī)化合物，這類農(nóng)藥品種多，藥效高，用途廣，易分解，在人、畜體內(nèi)一般不積累，是極為重要的農(nóng)林作物用藥［1-2］。有機(jī)磷農(nóng)藥中有不少品種對(duì)人、畜的急性毒性很強(qiáng)，在使用時(shí)特別要注意安全，同時(shí)由于該類農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，環(huán)境水體有被污染的風(fēng)險(xiǎn)［3］。GB 5749-2006 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)生活飲用水中的敵敵畏、樂(lè)果等有機(jī)磷類的標(biāo)準(zhǔn)限值有明確要求［4］。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的重要手段［5］，檢測(cè)機(jī)構(gòu)主要采用購(gòu)買單組分有機(jī)磷溶液或溶解稀釋有機(jī)磷純度固體的方式得到符合檢測(cè)需求的有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)［6］，這些方式導(dǎo)致檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)周期長(zhǎng)，使用不方便，因此國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有迫切需求［7-10］。

筆者采用重量-容量法制備甲醇中敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，建立的火焰光度-氣相色譜方法對(duì)6 種有機(jī)磷互為雜質(zhì)的干擾情況進(jìn)行了分析［11］，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性、穩(wěn)定性進(jìn)行了考察，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值不確定度進(jìn)行了評(píng)定［12-13］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電子天平：XP5004S 型，感量為0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多國(guó)際股份有限公司；

氣相色譜儀：A91 plus 型，配有火焰光度檢測(cè)器，中國(guó)磐諾儀器公司；

敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：均為國(guó)家有證純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，上海市農(nóng)藥研究所，編號(hào)及純度見(jiàn)表1；

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)及純度

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備

用電子天平分別稱量6 種有機(jī)磷純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各約100 mg，分別置于6 只100 mL 容量瓶中，用甲醇定容至標(biāo)線，充分混勻后配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg／L 的單組分標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；用6 只10 mL 單標(biāo)線吸量管分別量取10 mL 單組分標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至潔凈的100 mL 容量瓶中，用甲醇定容至標(biāo)線，配制成各組分質(zhì)量濃度均為100 mg／L 的甲醇中6 種有機(jī)磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。溶液制備完成后充分混勻，冷藏靜置后在潔凈室內(nèi)分裝于100 支棕色安瓿瓶中，每瓶約1 mL，于-10℃下保存。

1.2.2 色譜條件

參照GBT 5750.9-2006 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法農(nóng)藥指標(biāo)》［5］中推薦的方法，優(yōu)化并確定儀器工作條件。

色譜柱：DB-1701 型氣相色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：270 ℃；柱箱溫度：初溫150℃，保持2 min，以10℃／min 升至220℃，保持4 min；流量：2 mL／min；分流比：50∶1；檢測(cè)器：FPD，溫度為250℃；氫氣流量：50 mL／min；空氣流量：60 mL／min。

1.2.3 均勻性檢驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備完成后，根據(jù)JJF 1343-2012 《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》［13］的要求，按照分裝的先后順序，將溶液分為3 組，采用隨機(jī)方法從每組中抽取3～4 瓶，共抽取11 瓶，以氣相色譜法進(jìn)行測(cè)量，每瓶測(cè)量3 次，利用F檢驗(yàn)判斷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性。

1.2.4 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

（1）長(zhǎng)期穩(wěn)定性。將研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在-10℃下保存并進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)，在預(yù)期的有效期（6個(gè)月）內(nèi)，按照先密后疏原則，共選取7 個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)，采用氣相色譜法測(cè)試量值的變化，每次測(cè)試均以新制備的溶液作為標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)儲(chǔ)存樣進(jìn)行定值，取6 瓶，每瓶測(cè)2 次，取平均值作為穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果，選用線性模型對(duì)穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估。

（2）短期穩(wěn)定性。有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中限定采用泡沫箱保冷袋運(yùn)輸。模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置為隨機(jī)選擇8 瓶有機(jī)磷混合溶液放入配有保冷袋的泡沫箱中，在35℃的恒溫箱中放置7 天，在4個(gè)時(shí)間點(diǎn)每次取2 瓶，以同批次冷凍保存的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)估運(yùn)輸條件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)短期穩(wěn)定性的影響。

1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值

采用重量-容量法對(duì)研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備流程，原料使用國(guó)家有證純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用質(zhì)量比較儀稱取一定質(zhì)量，采用逐級(jí)稀釋的方式溶解在容量瓶中，在確定各組分間無(wú)互為雜質(zhì)干擾的情況下，各組分的濃度按照式(1)計(jì)算：

式中：c——組分質(zhì)量濃度，mg／L；

m——稱量質(zhì)量，mg；

p——有機(jī)磷純度證書值，%；

V1——第一次稀釋容量瓶體積，mL；

V2——單標(biāo)線吸量管體積，mL；

V3——第二次稀釋容量瓶體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析條件優(yōu)化

參照GBT 5750.9-2006 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法農(nóng)藥指標(biāo)》［5］中推薦的方法，優(yōu)化并確定儀器工作條件。在80～150℃范圍內(nèi)調(diào)整柱箱起始溫度，在10～20℃／min 范圍內(nèi)調(diào)整升溫速率，對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，當(dāng)柱箱起始溫度為150℃，升溫速率為10℃／min 時(shí)，甲醇中6 種有機(jī)磷組分能夠完全分離，分析方法的重復(fù)性、線性、檢出限等指標(biāo)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的檢驗(yàn) 需求。

2.2 分析方法評(píng)價(jià)

2.2.1 分離度

按照1.2.2 色譜分析條件對(duì)甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液進(jìn)行分析，色譜圖如圖1 所示。由圖1 可以看出，6 個(gè)目標(biāo)物組分均能良好分離，按保留時(shí)間出峰依次為敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷。

圖1 甲醇中六種有機(jī)磷混合溶液色譜圖

2.2.2 線性方程與檢出限

制備質(zhì)量濃度分別為0.5，5，10，50，100 mg／L的甲醇中6 種有機(jī)磷單組分溶液，按照1.2.2 進(jìn)行測(cè)試，以被測(cè)組分的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，色譜峰面積（Y）為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸。以2 倍色譜峰高-噪聲計(jì)算檢出限。計(jì)算線性方程，相關(guān)系數(shù)與檢出限，結(jié)果列于表1。

表1 6 種有機(jī)磷組分線性方程、相關(guān)系數(shù)與檢出限

由表1 可知，該方法分析6 種有機(jī)磷的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999 9，檢出限小于0.5 mg／L。

2.2.3 重復(fù)性

按照1.2.2 色譜條件對(duì)100 mg／L 甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液進(jìn)行7 次重復(fù)性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表2。由表2 可知，所建立分析方法重復(fù)性小于1.5%，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性檢驗(yàn)、穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需求。

表2 分析方法重復(fù)性考察結(jié)果

2.3 原料分析

用甲醇配制6 種有機(jī)磷單組分溶液，按照1.2.2色譜條件進(jìn)行測(cè)試，對(duì)單組分色譜圖進(jìn)行主成分和雜質(zhì)峰面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用來(lái)考察原料中可能互為雜質(zhì)的情況。由結(jié)果可知，各純品原料中雜質(zhì)組分含量均小于0.13%，考慮到上述雜質(zhì)測(cè)量過(guò)程中色譜峰面積很小，雜質(zhì)也有可能由交叉進(jìn)樣過(guò)程時(shí)引入，而并非原料引入，因此在重量-容量法配制混合溶液的過(guò)程中，6 種有機(jī)磷純度含量直接采用證書值。

2.4 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果

按照1.2.3 對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行一致性檢驗(yàn)（F檢驗(yàn)），以馬拉硫磷為例的數(shù)據(jù)列于表3。由表3 計(jì)算得到Q1=12.5，Q2=13.4，sa=0.46，F(xiàn)=2.04。6 種有機(jī)磷組分F值統(tǒng)計(jì)列于表4。查表得F0.05(10，22)=2.30，由表4 可知，6 種有機(jī)磷組分F值統(tǒng)計(jì)均小于2.30，表明經(jīng)混勻封裝的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液均勻性良好。

表3 馬拉硫磷均勻性檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果 mg／L

表4 6 種有機(jī)磷組分F 值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.5 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

2.5.1 長(zhǎng)期穩(wěn)定性檢驗(yàn)

按照1.2.4 對(duì)甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試，并利用t檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別列于表5、表6。

表5 長(zhǎng)期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果 mg／L

表6 長(zhǎng)期穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.5.2 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果

按照1.2.4 對(duì)制備的有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)，并使用t檢驗(yàn)對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，檢驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別列于表7、表8。

表7 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果 mg／L

表8 短期穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.6 不確定度評(píng)定

分析重量-容量法制備甲醇中6種有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的過(guò)程，并結(jié)合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的貯存和使用要求，對(duì)溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值不確定度有貢獻(xiàn)的主要因素有制備過(guò)程、均勻性、穩(wěn)定性。

2.6.1 制備過(guò)程引入的不確定度

采用重量-容量法制備溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，影響制備過(guò)程不確定度的有原料純度、稱量質(zhì)量、定容體積，各因素之間互不相關(guān)。

（1）原料純度p引入的不確定度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書信息，各組分的原料純度p不確定度為0.3%～0.4%。

（2）稱量質(zhì)量m引入的不確定度u(m)。稱量 的不確定度主要來(lái)源為天平稱量準(zhǔn)確性、重復(fù)性、分辨力。

（3）定容體積V引入的不確定度u(V1)。體積對(duì)不確定度有3 個(gè)主要影響：校準(zhǔn)、重復(fù)性和溫度影響，本次測(cè)量過(guò)程中涉及的V1，V2，V3相互獨(dú)立，以校準(zhǔn)引入的不確定度u(V1)為例說(shuō)明體積不確定度的評(píng)定過(guò)程。

重復(fù)性：對(duì)充滿的100 mL 容量瓶稱量測(cè)試10次，得出標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.030 mL，即u2(V1)=0.030 mL。

同理可得到u(V2)=0.032 mL，u(V3)=0.29 mL。

（4）雜質(zhì)影響。雜質(zhì)引入的不確定度以原料純度為100%來(lái)考慮，也僅為0.13%，遠(yuǎn)小于其它分量，忽略不計(jì)。

（5）制備過(guò)程不確定度合成。將標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度各分量轉(zhuǎn)換成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，匯總列于 表9。

表9 制備過(guò)程不確定度分量匯總

以敵敵畏為例，對(duì)于不同分量分別進(jìn)行合成，計(jì)算得到敵敵畏的不確定度：

同理，得到各組分制備引入不確定度為1.10%～1.13%。

2.6.2 均勻性引入的不確定度

均勻性引入不確定度ubb按照式(2)計(jì)算：

式中：sa——瓶間標(biāo)準(zhǔn)差；

x——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備值。

根據(jù)2.4 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果，以馬拉硫磷為例，x=106.0 mg／L，sa=0.46 mg／L，得到ubb=0.46%，其余組分均勻性引入的不確定度ubb為0.37%～0.56%。

2.6.3 穩(wěn)定性引入的不確定度

研制的6 種有機(jī)磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果擬合直線的斜率都是不顯著的，按照直線無(wú)趨勢(shì)評(píng)定不確定度，則穩(wěn)定性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度按照式(3)計(jì)算：

式中：t——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效時(shí)間。

根據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果，預(yù)期保存時(shí)間為6個(gè)月，根據(jù)2.5.1 長(zhǎng)期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果，t(0.95,v)=2.57，t=6，整理得到各組分長(zhǎng)期穩(wěn)定性引入不確定度uls為1.05%～1.84%。

根據(jù)2.5.2 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果，同理得到各組分短期穩(wěn)定性引入的不確定度uss為0.46%～0.96%。

2.6.4 不確定度匯總

將6 種有機(jī)磷組分不確定度分量進(jìn)行匯總，各分量貢獻(xiàn)如表10 所示。

表10 不確定度分量匯總表 %

2.6.5 合成不確定度與擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，置信度水平約95%，100 mg／L的甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度定值結(jié)果的擴(kuò)展相對(duì)不確定度U＝k×uc=4.7%。

2.7 驗(yàn)證

使用從國(guó)家標(biāo)物中心和上海農(nóng)藥研究所購(gòu)置的敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、樂(lè)果、甲基對(duì)硫磷、馬拉硫磷單組分有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液對(duì)制備的混合 溶液進(jìn)行核驗(yàn)定值，核驗(yàn)結(jié)果列于表11。由表11可知，制備值與核驗(yàn)值結(jié)果En＜1，表明制備結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

表11 核驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

采用重量-容量法制備甲醇中6 種有機(jī)磷混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并定值，均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)合格，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為5%（k=2），有效期為6 個(gè)月。目前該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)已取得國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定級(jí)鑒定證書，可用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確溯源。