水中硝基苯類化合物的不確定度評(píng)定

楊 梅 安 杰

（重慶市長壽區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 401250）

1 試驗(yàn)部分

該文采用固相萃取柱吸附富集水中硝基苯類化合物，以正己烷/丙酮洗脫，洗脫液經(jīng)脫水、定容后進(jìn)行色譜分析。按照試驗(yàn)步驟開展標(biāo)準(zhǔn)曲線配制、水樣量取、標(biāo)準(zhǔn)工作溶液重復(fù)測(cè)定、固相萃取加標(biāo)回收等試驗(yàn)，并對(duì)各個(gè)影響測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的步驟的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

1.1 儀器和試劑

儀器：氣相色譜儀，具有程序升溫功能和電子捕獲檢測(cè)器（ECD）（PE 公司）；全自動(dòng)固相萃取裝置（?？苾x器有限公司）；色譜柱：Elite-1701 30m-0.25mm-0.25μm；HLB 萃取柱。試劑：鹽酸溶液（1+1（v/v））、氫氧化鈉溶液（0.1mol/L）、固相萃取柱洗脫溶液（3+1（v/v）正己烷/丙酮混合溶液）、硝基苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（S-20535-05）；正己烷、丙酮、甲醇，均為色譜純。

1.2 固相萃取方法

固相萃取方法按照《水質(zhì) 硝基苯類化合物的測(cè)定 液液萃取/固相萃取-氣相色譜法》（HJ 648-2013）進(jìn)行。用5mL正己烷、5mL 甲醇、5mL 純水依次淋洗萃取柱進(jìn)行活化。取水樣1000mL，以10mL/min 的速度通過萃取柱。用氮?dú)鉃榇祾撸?0mL/min 的速度吹掃8min，再以氮?dú)獯祾?0min（吹干）。以甲醇為溶劑，清洗5mL。然后以正己烷/丙酮為溶劑清洗5mL，以10mL 正己烷/丙酮為溶劑洗脫溶質(zhì)，以正己烷/丙酮為溶劑將洗脫液定容至10mL。

1.3 氣相色譜分析方法

色譜柱溫度：100℃保持3min，以5℃/min 的速率升到160℃，保持11min，以20℃/min 的速率升到270℃。氣化室溫度280℃，檢測(cè)器溫度300℃。載氣流速：1.0mL/min。尾吹氣流量：30mL/min。進(jìn)樣方式：分流/不分流進(jìn)樣。分流比：5.0。進(jìn)樣量：1.0μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)條件的優(yōu)化

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

分別用正己烷/丙酮將硝基苯類標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成硝基苯為50、100、200、500、1000μg/L；其他組分分別為5、10、20、50、100μg/L，分別取標(biāo)準(zhǔn)系列溶液1.0μL 注射到氣相色譜儀進(jìn)樣口，根據(jù)各組分的濃度和峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.1.2 量取水樣試驗(yàn)

用1000mL 容量瓶量取水樣，為驗(yàn)證量取水樣時(shí)存在的誤差，分別量取6 次，稱重，再根據(jù)試驗(yàn)溫度下的密度計(jì)算得到每次量取水樣獲得的體積。

2.1.3 檢測(cè)器響應(yīng)值不確定度評(píng)定試驗(yàn)

氣相色譜儀靈敏度較高，測(cè)量的穩(wěn)定性及儀器的分散性是檢測(cè)器不確定度的主要來源，利用標(biāo)準(zhǔn)工作溶液連續(xù)測(cè)定6次，利用測(cè)定結(jié)果來評(píng)定其不確定度。

2.1.4 固相萃取過程引入不確定度評(píng)定試驗(yàn)

固相萃取過程需要經(jīng)過上柱、洗脫、濃縮定容等步驟，需要確定每一步驟對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度的影響比較困難，本試驗(yàn)采用加標(biāo)回收率對(duì)固相萃取過程引入的不確定度進(jìn)行評(píng)定，在空白水樣中加入3μL 標(biāo)液使其水樣濃度為0.3μg/L（硝基苯為3μg/L），6 次加標(biāo)回收，測(cè)定硝基苯類化合物濃度。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

固相萃取-氣相色譜法測(cè)定水中硝基苯類化合物不確定度的來源主要有：標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度（包括樣品純度、稱量、定容）、標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸引入的不確定度、量取水樣時(shí)引入的不確定度（包括量器容量允差V以及溫度等因素引入的不確定度）、儀器進(jìn)樣體積引入的不確定度、檢測(cè)器響應(yīng)值引入的不確定度、樣品處理過程中特別是富集過程中回收率引入的不確定度。不確定度評(píng)定的因果關(guān)系見圖1。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度k

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液本身引入的不確定度

（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋定容過程中移液槍引入的不確定度

由于濃度最低溶液的不確定度最大，因此只評(píng)估最低濃度溶液的不確定度。取10μL 標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg/mL），用正己烷稀釋至1ml（即10μg/mL）；標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋定容期間，使用10μL 移液槍1 次、1mL 移液槍1 次，其不確定度分別由量器示差允差、溫度差異兩個(gè)方面引入。①量器示差允差。根據(jù)JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》，容器允差屬于三角分布，k= 6。10μL 移液槍的允差范圍是0.1μL，1mL 移液槍的允差范圍是0.007mL，它們的容量允差分別如公式（2）、公式（3）所示。

②溫度差異

標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋定容過程中引入的不確定度如公式（6）、公式（7）所示。

式中：v 為移液槍量程。

標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度如公式（8）所示。

標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度的具體數(shù)值見表1。

表1 硝基苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線引入的不確定度k

配制一系列濃度的硝基苯類化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度分別為50、100、200、500、1000μg/L 的硝基苯類化合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到相應(yīng)的色譜峰面積，用曲線擬合方法（最小二乘法）得到校正曲線方程y=ax+b。對(duì)100μg/L（硝基苯1000μg/L）的樣品進(jìn)行3 次平行測(cè)定，用標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣品溶液濃度引入的相對(duì)不確定度u，如公式（9）所示，具體數(shù)值見表2。

表2 硝基苯類化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線方程與標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的相對(duì)不確定度

2.2.3量取水樣時(shí)引入的不確定度k

試驗(yàn)溫度為20℃，純水密度近似為1g/mL，1L 容量瓶重復(fù)量取，得到6 次數(shù)據(jù)分別為999.29mL、999.16mL、999.10mL、999.09mL、999.13mL、999.08mL、999.14mL。其定容分散性引入的不確定度（A 類評(píng)定）如公式（11）所示。

容量瓶量取水樣引起的合成不確定度如公式（13）所示。

2.2.4 儀器進(jìn)樣體積引入的不確定度k

圖1 不確定度評(píng)定的因果關(guān)系圖

2.2.5 檢測(cè)器響應(yīng)值引入的不確定度k

以質(zhì)量濃度值的分散性計(jì)算檢測(cè)器響應(yīng)值引入的相對(duì)不確定度如公式（15）所示。

0.4mg/L 硝基苯類化合物溶液（硝基苯濃度為4mg/L）連續(xù)測(cè)定6 次，u及具體數(shù)值見表3。

2.2.6 固相萃取樣品處理過程引入的相對(duì)不確定度k

固相萃取過程引入的相對(duì)不確定度如公式（16）所示。

固相萃取過程6 次加標(biāo)回收后進(jìn)行測(cè)定，其具體數(shù)值見表4。

2.3 合成不確定度與擴(kuò)展不確定度

固相萃取-氣相色譜法測(cè)定9 種硝基苯類化合物的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算方法如公式（17）所示。

擴(kuò)展不確定度計(jì)算如公式（18）所示。

式中：因子k=2；c為化合物在水中的濃度。

具體數(shù)值見表5。

表3 標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)測(cè)定及檢測(cè)器響應(yīng)值引入的相對(duì)不確定度結(jié)果

表4 固相萃取過程中水樣加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果及檢測(cè)器響應(yīng)值引入的不確定

表5 9 種硝基苯化合物固相萃取測(cè)定的合成不確定度與擴(kuò)展不確定度

3 結(jié)語

綜合固相萃取-氣相色譜法測(cè)定9 種硝基苯類化合物測(cè)定的不確定度評(píng)定結(jié)果可知，固相萃取過程對(duì)分析結(jié)果的影響較大，分析測(cè)定水中硝基苯類化合物時(shí)應(yīng)當(dāng)注意操作條件，尤其要注意溫度、氣推、吹干等過程，若操作不當(dāng)，可能會(huì)造成較大的誤差。硝基苯的揮發(fā)性較大，固相萃取過程中的氣推、吹干等過程可能造成分析測(cè)定過程回收率偏低。濃縮過程會(huì)造成硝基苯損失太大，回收率大大降低，建議萃取完成后不要增加濃縮程序。