異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制

申玉星，王巧云，王志龍，姜峰，黃建林

(1.廣州計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院，廣州 510663； 2.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510300)

作為首批12種持久性有機(jī)污染物（POPs）之一，六氯苯具有持久性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，能夠?qū)е律矬w內(nèi)內(nèi)分泌紊亂、生殖及免疫機(jī)能失調(diào)、發(fā)育紊亂以及癌癥等嚴(yán)重疾病，同時(shí)能夠在全球范圍內(nèi)傳輸和分布，對(duì)全球環(huán)境和人類(lèi)健康構(gòu)成威脅［1］。我國(guó)自2009年5月17日起，禁止在中華人民共和國(guó)境內(nèi)生產(chǎn)、流通、使用和進(jìn)出口六氯苯，但在一些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生六氯苯等持久性有機(jī)污染物，這些持久性有機(jī)污染物常常作為工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物隨煙氣、殘?jiān)蚬I(yè)產(chǎn)品進(jìn)入環(huán)境，成為舉世關(guān)注的環(huán)境污染物［2–6］。六氯苯等環(huán)境污染物已被列入我國(guó)水環(huán)境優(yōu)先控制污染物“黑名單”中，并在《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［7］《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［8］《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》［9］中均給出限量標(biāo)準(zhǔn)。在六氯苯等環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞的有效載體，在儀器的檢定校準(zhǔn)，分析方法評(píng)價(jià)和驗(yàn)證，分析測(cè)量的質(zhì)量控制，結(jié)果量值的準(zhǔn)確、一致、可靠，實(shí)現(xiàn)量值溯源等方面發(fā)揮著十分重要的作用［10–12］。隨著環(huán)境治理的加強(qiáng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性、一致性、可溯源性顯得更加重要，作為量值傳遞和質(zhì)量保證基礎(chǔ)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制和使用越來(lái)越受到重視［13–15］。為實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染物六氯苯檢測(cè)數(shù)據(jù)、量值溯源的準(zhǔn)確、可靠，為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供有效技術(shù)保障，筆者研制了異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，該溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于環(huán)境污染物六氯苯的定性及定量分析，也可用于氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀的校準(zhǔn)和方法驗(yàn)證，滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的檢定、校準(zhǔn)計(jì)量需求［16–18］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：7890A型，配氫火焰離子化檢測(cè)器，美國(guó)安捷倫科技有限公司。

氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890A／5975C型，配電子捕獲檢測(cè)器，美國(guó)安捷倫科技有限公司。

電子天平：CPA225D型，感量為0.01 mg，德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

容量瓶：100 mL、500 mL，A級(jí)，經(jīng)檢定合格后使用。

移液管：5 mL，A 級(jí)。

六氯苯：編號(hào)為GBW(E) 061725，純度為99.9%（U=0.2%，k=2），廣州計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院。

異辛烷：色譜純，德國(guó)CNW公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜儀

色譜柱：HP–5型色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；載氣流量：1 mL／min；進(jìn)樣口溫度：250℃；程序升溫：100℃（保持0 min），以10℃／min升至250℃（保持5 min）；氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）溫度：250℃；空氣流量：300 mL／min；氫氣流量：40 mL／min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣體積：1 μL。

1.2.2 氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀

色譜柱：HP–5MS型色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載 氣 流 量：1 mL／min ；進(jìn) 樣 口 溫度：250℃；程序升溫：150℃（保持0 min），以10℃／min升至250℃（保持5 min）；進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣體積：1 μL；離子源：EI源；掃描范圍：m／z50～300 u；傳輸線(xiàn)溫度：270℃。

1.3 異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備

綜合考慮目標(biāo)濃度溶液為低濃度溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和制備過(guò)程的不確定度，采用逐級(jí)稀釋法制備溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，制備時(shí)實(shí)驗(yàn)室溫度控制在（20±4）℃。用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)取100.1 mg純度已準(zhǔn)確定值的六氯苯，轉(zhuǎn)移至100 mL A級(jí)容量瓶中，用異辛烷稀釋定容至標(biāo)線(xiàn)，充分搖勻后制備成質(zhì)量濃度為1.000 mg／mL的六氯苯母液。用移液管準(zhǔn)確移取六氯苯母液5 mL，轉(zhuǎn)移至500 mL A級(jí)容量瓶中，用異辛烷定容至標(biāo)線(xiàn)，混勻，制備成質(zhì)量濃度為10.0 ng／μL的六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，室溫下靜置24 h后分裝至2 mL安瓿瓶中，每個(gè)包裝單元1 mL ，共約450個(gè)包裝單元，置于冰箱中冷藏避光保存。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性檢驗(yàn)

均勻性是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)特性量值在空間分布一致程度的表征，根據(jù)JJF 1006—1994 《一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)規(guī)范》和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》的要求對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了均勻性檢驗(yàn)［19，20］。具體抽樣檢驗(yàn)方法為：從全部包裝單元中隨機(jī)抽取15個(gè)包裝單元，每個(gè)包裝單元測(cè)定3次，做均勻性檢驗(yàn)。檢測(cè)方法為氣相色譜(FID)法，測(cè)定結(jié)果通過(guò)方差分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)自由度(v1，v2)及給定的顯著性水平α，可由F表查得臨界的Fα值。若F＜Fα，表明組內(nèi)與組間無(wú)明顯差異，樣品均勻。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性考察

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性是指在規(guī)定的時(shí)間間隔和環(huán)境條件下，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和特性量值保持不變的能力，是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)特性量值隨時(shí)間變化的度量。根據(jù)JJG 1006—1994 《一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)規(guī)范》和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》的要求，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性考察按以下方法完成：樣品在規(guī)定的貯存條件下，在一段時(shí)間內(nèi)，按先密后疏的原則，采用氣相色譜（FID）法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)特性量值的變化。每次取3個(gè)包裝單元，每個(gè)包裝單元測(cè)定7次，計(jì)算平均值，把3個(gè)包裝單元測(cè)定結(jié)果平均值作為檢測(cè)結(jié)果。繪制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)特性量值隨時(shí)間變化的圖，擬合回歸曲線(xiàn)，用該曲線(xiàn)斜率的顯著性來(lái)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性。即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，測(cè)定值為縱坐標(biāo)進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得直線(xiàn)的斜率為β1，對(duì)于穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，β1的期望值為零，基于β1的標(biāo)準(zhǔn)偏差，用t檢驗(yàn)（自由度為n–2）進(jìn)行判斷：若|β1|＜t0.95,n–2s(β1)則表明斜率不顯著，未觀(guān)察到不穩(wěn)定性。

1.6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值比對(duì)

為確保所研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值準(zhǔn)確可靠，將所研制的溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E) 130246采用氣相色譜–質(zhì)譜法進(jìn)行量值比對(duì)，量值比對(duì)采用En值法，即：

式中：X——定值結(jié)果；

XR——量值比對(duì)結(jié)果；

U——研制的標(biāo)物擴(kuò)展不確定度；

UR——參考樣品擴(kuò)展不確定度。

2 結(jié)果與討論

2.1 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果

異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

表1數(shù)據(jù)經(jīng)格拉布斯準(zhǔn)則檢驗(yàn)無(wú)異常值，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行F檢驗(yàn)，計(jì)算得F=1.71。置信概 率P為95%時(shí)，α=0.05，由Fα數(shù) 值 表 可 知，F(xiàn)0.05(14，30)=2.04，均勻性結(jié)果的統(tǒng)計(jì)量F小于均勻性檢驗(yàn)臨界值F0.05(14，30)，表明異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性良好。

2.2 穩(wěn)定性考察結(jié)果

異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性考察結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性考察結(jié)果

表2數(shù)據(jù)經(jīng)回歸曲線(xiàn)法分析，斜率β1=0.000 97，t0.95,3s(β1)=0.019，|β1|＜t0.95,3s(β1)，即斜率是不顯著的，表明未觀(guān)察到不穩(wěn)定性，研制的異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性良好。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值

異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用重量–容量法配制，根據(jù)六氯苯的純度值、六氯苯稱(chēng)取的質(zhì)量和溶液定容體積及稀釋倍數(shù)確定其特性量值。該溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度按式(1)計(jì)算

式中：c——異辛烷中六氯苯溶液的質(zhì)量濃度，ng／μL；

m——六氯苯稱(chēng)取的質(zhì)量，mg；

P——六氯苯純度，%；

V1——六氯苯母液定容體積，mL；

V2——六氯苯母液移取體積，mL；

V3——六氯苯溶液定容體積，mL。

2.4 定值結(jié)果的不確定度評(píng)定

溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度主要由溶液制備過(guò)程引入的不確定度、溶液的均勻性和穩(wěn)定性引入的不確定度組成。

2.4.1 溶液制備過(guò)程引入的不確定度

溶液制備過(guò)程引入的不確定度主要由天平稱(chēng)量、溶液體積和六氯苯純度引入的不確定度組成。

（1）天平稱(chēng)量引入的不確定度。天平稱(chēng)量主要不確定度來(lái)源：天平稱(chēng)量最大允許誤差、天平稱(chēng)量變動(dòng)性和浮力影響（常規(guī)狀態(tài)下稱(chēng)重，此項(xiàng)可忽略）。

檢定證書(shū)給出的天平最大允差為0.5 mg，天平的變動(dòng)性為0.2 mg。凈重由兩次稱(chēng)量操作所得，每一次稱(chēng)重均為獨(dú)立觀(guān)測(cè)結(jié)果，故計(jì)算兩次，按均勻分布考慮，則天平稱(chēng)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

六氯苯稱(chēng)量100.1 mg，由天平稱(chēng)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

（2）溶液體積引入的不確定度。溶液體積引入的不確定度：校準(zhǔn)、重復(fù)性和溫度影響引入的不確定度。

根據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 196—2006 《常用玻璃量器檢定規(guī)程》的規(guī)定，5 mL A級(jí)移液管、100 mL A級(jí)容量瓶、500 mL A級(jí)容量瓶的最大允差分別為±0.015 mL、±0.10 mL、±0.25 mL，假設(shè)為三角形分布，則由校準(zhǔn)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

充滿(mǎn)量器的變化引入的不確定度可通過(guò)該量器的典型樣品的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估，5 mL A級(jí)移液管、100 mL A級(jí)容量瓶、500 mL A級(jí)容量瓶10次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.010、0.05、0.10 mL，由校準(zhǔn)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

溫度引入的不確定度可通過(guò)估算量器校準(zhǔn)溫度（20℃）和實(shí)驗(yàn)室溫度（20±4）℃范圍體積膨脹來(lái)估算。液體的體積膨脹要明顯大于玻璃的體積膨脹，因此，主要考慮液體即異辛烷的膨脹。異辛烷的膨脹系數(shù)為1.14×10–3℃–1，5 mL A級(jí)移液管、100 mL A級(jí)容量瓶、500 mL A級(jí)容量瓶由溫度變化引起的體積變化分別為0.023、0.456、2.28 mL，

該值的分布假設(shè)為均勻分布，溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

以上各個(gè)不確定度分量互不相關(guān)，合成得溶液制備過(guò)程引入的相對(duì)不確定度：

（3）六氯苯純度引入的不確定度。六氯苯純度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

溶液制備過(guò)程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.4.2 溶液均勻性引入的不確定度

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》，溶液均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.4.3 溶液穩(wěn)定性引入的不確定度

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》，由表2數(shù)據(jù)經(jīng)回歸曲線(xiàn)法分析得出斜率β1的標(biāo)準(zhǔn)偏差s(β1)=0.006 1，穩(wěn)定性考察期限X=12，故溶液穩(wěn)定性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.4.4 合成不確定度

2.4.1、2.4.2、2.4.3中的各不確定度分量互不相關(guān)，合成得六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.4.5 擴(kuò)展不確定度

取k=2，則六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度：U=k uCRM=3%。

2.5 量值比對(duì)

研制的10.0 ng／μL的異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E) 130246（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）的量值比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比對(duì)結(jié)果

根據(jù)比對(duì)結(jié)果判定原則，滿(mǎn)足|En|≤1，即研制的10.0 ng／μL的異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值符合要求。

3 結(jié)語(yǔ)

采用重量–容量法制備的異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通過(guò)了均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性考察，評(píng)定了定值結(jié)果的不確定度，并通過(guò)與國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E) 130246比對(duì)，驗(yàn)證了定值結(jié)果的準(zhǔn)確性。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為U=3%（k=2），有效期限為12個(gè)月。已取得國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定級(jí)鑒定證書(shū)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)為GBW(E)082880。研制的異辛烷中六氯苯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于環(huán)境污染物六氯苯的定性及定量分析，也可用于氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀的校準(zhǔn)。