甲醇中6 种有机磷混合溶液标准物质研制

王以堃，何雅娟，蔡冶强，邢金京，陈敏

（1.江苏省计量科学研究院，南京 210023； 2.中国计量科学研究院，北京 100029）

有机磷农药是用于防治植物病、虫、害的含磷有机化合物，这类农药品种多，药效高，用途广，易分解，在人、畜体内一般不积累，是极为重要的农林作物用药［1-2］。有机磷农药中有不少品种对人、畜的急性毒性很强，在使用时特别要注意安全，同时由于该类农药在农业生产中应用广泛，环境水体有被污染的风险［3］。GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标准》，对生活饮用水中的敌敌畏、乐果等有机磷类的标准限值有明确要求［4］。标准物质是确保检测结果准确可靠的重要手段［5］，检测机构主要采用购买单组分有机磷溶液或溶解稀释有机磷纯度固体的方式得到符合检测需求的有机磷标准物质［6］，这些方式导致检测机构的检测周期长，使用不方便，因此国内检测机构对有机磷混合溶液标准物质有迫切需求［7-10］。

笔者采用重量-容量法制备甲醇中敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷混合溶液标准物质，建立的火焰光度-气相色谱方法对6 种有机磷互为杂质的干扰情况进行了分析［11］，对标准物质均匀性、稳定性进行了考察，并对标准物质的定值不确定度进行了评定［12-13］。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电子天平：XP5004S 型，感量为0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多国际股份有限公司；

气相色谱仪：A91 plus 型，配有火焰光度检测器，中国磐诺仪器公司；

敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷标准物质：均为国家有证纯度标准物质，上海市农药研究所，编号及纯度见表1；

表1 标准物质编号及纯度

1.2 实验步骤

1.2.1 标准物质制备

用电子天平分别称量6 种有机磷纯度标准物质各约100 mg，分别置于6 只100 mL 容量瓶中，用甲醇定容至标线，充分混匀后配制成质量浓度为1 000 mg／L 的单组分标准储备液；用6 只10 mL 单标线吸量管分别量取10 mL 单组分标准储备液至洁净的100 mL 容量瓶中，用甲醇定容至标线，配制成各组分质量浓度均为100 mg／L 的甲醇中6 种有机磷溶液标准物质。溶液制备完成后充分混匀，冷藏静置后在洁净室内分装于100 支棕色安瓿瓶中，每瓶约1 mL，于-10℃下保存。

1.2.2 色谱条件

参照GBT 5750.9-2006 《生活饮用水标准检验方法农药指标》［5］中推荐的方法，优化并确定仪器工作条件。

色谱柱：DB-1701 型气相色谱柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；进样口温度：270 ℃；柱箱温度：初温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；检测器：FPD，温度为250℃；氢气流量：50 mL／min；空气流量：60 mL／min。

1.2.3 均匀性检验

标准物质制备完成后，根据JJF 1343-2012 《标准物质定值的通用原则及统计学原理》［13］的要求，按照分装的先后顺序，将溶液分为3 组，采用随机方法从每组中抽取3～4 瓶，共抽取11 瓶，以气相色谱法进行测量，每瓶测量3 次，利用F检验判断标准物质的均匀性。

1.2.4 稳定性检验

（1）长期稳定性。将研制的标准物质在-10℃下保存并进行长期稳定性试验，在预期的有效期（6个月）内，按照先密后疏原则，共选取7 个取样时间点，采用气相色谱法测试量值的变化，每次测试均以新制备的溶液作为标准样品对储存样进行定值，取6 瓶，每瓶测2 次，取平均值作为稳定性检验结果，选用线性模型对稳定性检验结果进行稳定性评估。

（2）短期稳定性。有机磷混合溶液标准物质在运输过程中限定采用泡沫箱保冷袋运输。模拟实验设置为随机选择8 瓶有机磷混合溶液放入配有保冷袋的泡沫箱中，在35℃的恒温箱中放置7 天，在4个时间点每次取2 瓶，以同批次冷冻保存的标准物质作为标准对照品进行测试，根据检验结果评估运输条件对标准物质短期稳定性的影响。

1.2.5 标准物质定值

采用重量-容量法对研制的标准物质定值，根据标准物质制备流程，原料使用国家有证纯度标准物质，用质量比较仪称取一定质量，采用逐级稀释的方式溶解在容量瓶中，在确定各组分间无互为杂质干扰的情况下，各组分的浓度按照式(1)计算：

式中：c——组分质量浓度，mg／L；

m——称量质量，mg；

p——有机磷纯度证书值，%；

V1——第一次稀释容量瓶体积，mL；

V2——单标线吸量管体积，mL；

V3——第二次稀释容量瓶体积，mL。

2 结果与讨论

2.1 分析条件优化

参照GBT 5750.9-2006 《生活饮用水标准检验方法农药指标》［5］中推荐的方法，优化并确定仪器工作条件。在80～150℃范围内调整柱箱起始温度，在10～20℃／min 范围内调整升温速率，对制备的标准物质进行分析。结果表明，当柱箱起始温度为150℃，升温速率为10℃／min 时，甲醇中6 种有机磷组分能够完全分离，分析方法的重复性、线性、检出限等指标能够满足标准物质研制的检验 需求。

2.2 分析方法评价

2.2.1 分离度

按照1.2.2 色谱分析条件对甲醇中6 种有机磷混合溶液进行分析，色谱图如图1 所示。由图1 可以看出，6 个目标物组分均能良好分离，按保留时间出峰依次为敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷。

图1 甲醇中六种有机磷混合溶液色谱图

2.2.2 线性方程与检出限

制备质量浓度分别为0.5，5，10，50，100 mg／L的甲醇中6 种有机磷单组分溶液，按照1.2.2 进行测试，以被测组分的质量浓度（X）为横坐标，色谱峰面积（Y）为纵坐标进行线性回归。以2 倍色谱峰高-噪声计算检出限。计算线性方程，相关系数与检出限，结果列于表1。

表1 6 种有机磷组分线性方程、相关系数与检出限

由表1 可知，该方法分析6 种有机磷的线性相关系数均大于0.999 9，检出限小于0.5 mg／L。

2.2.3 重复性

按照1.2.2 色谱条件对100 mg／L 甲醇中6 种有机磷混合溶液进行7 次重复性检验，试验结果列于表2。由表2 可知，所建立分析方法重复性小于1.5%，能够满足标准物质均匀性检验、稳定性检验的需求。

表2 分析方法重复性考察结果

2.3 原料分析

用甲醇配制6 种有机磷单组分溶液，按照1.2.2色谱条件进行测试，对单组分色谱图进行主成分和杂质峰面积进行统计分析，用来考察原料中可能互为杂质的情况。由结果可知，各纯品原料中杂质组分含量均小于0.13%，考虑到上述杂质测量过程中色谱峰面积很小，杂质也有可能由交叉进样过程时引入，而并非原料引入，因此在重量-容量法配制混合溶液的过程中，6 种有机磷纯度含量直接采用证书值。

2.4 均匀性检验结果

按照1.2.3 对制备的标准物质进行均匀性检验，对测试数据集的标准偏差进行一致性检验（F检验），以马拉硫磷为例的数据列于表3。由表3 计算得到Q1=12.5，Q2=13.4，sa=0.46，F=2.04。6 种有机磷组分F值统计列于表4。查表得F0.05(10，22)=2.30，由表4 可知，6 种有机磷组分F值统计均小于2.30，表明经混匀封装的标准物质溶液均匀性良好。

表3 马拉硫磷均匀性检验测量结果 mg／L

表4 6 种有机磷组分F 值统计结果

2.5 稳定性检验

2.5.1 长期稳定性检验

按照1.2.4 对甲醇中6 种有机磷混合溶液标准物质进行长期稳定性测试，并利用t检验对数据进行分析，检验和统计数据分别列于表5、表6。

表5 长期稳定性检验结果 mg／L

表6 长期稳定性统计结果

2.5.2 短期稳定性检验结果

按照1.2.4 对制备的有机磷混合溶液标准物质进行短期稳定性检验，并使用t检验对检验数据进行判断，检验及统计数据分别列于表7、表8。

表7 短期稳定性检验结果 mg／L

表8 短期稳定性统计结果

2.6 不确定度评定

分析重量-容量法制备甲醇中6种有机磷混合溶液标准物质的过程，并结合溶液标准物质的贮存和使用要求，对溶液标准物质定值不确定度有贡献的主要因素有制备过程、均匀性、稳定性。

2.6.1 制备过程引入的不确定度

采用重量-容量法制备溶液标准物质，影响制备过程不确定度的有原料纯度、称量质量、定容体积，各因素之间互不相关。

（1）原料纯度p引入的不确定度。根据标准物质证书信息，各组分的原料纯度p不确定度为0.3%～0.4%。

（2）称量质量m引入的不确定度u(m)。称量 的不确定度主要来源为天平称量准确性、重复性、分辨力。

（3）定容体积V引入的不确定度u(V1)。体积对不确定度有3 个主要影响：校准、重复性和温度影响，本次测量过程中涉及的V1，V2，V3相互独立，以校准引入的不确定度u(V1)为例说明体积不确定度的评定过程。

重复性：对充满的100 mL 容量瓶称量测试10次，得出标准偏差为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）杂质影响。杂质引入的不确定度以原料纯度为100%来考虑，也仅为0.13%，远小于其它分量，忽略不计。

（5）制备过程不确定度合成。将标准溶液不确定度各分量转换成相对标准不确定度，汇总列于 表9。

表9 制备过程不确定度分量汇总

以敌敌畏为例，对于不同分量分别进行合成，计算得到敌敌畏的不确定度：

同理，得到各组分制备引入不确定度为1.10%～1.13%。

2.6.2 均匀性引入的不确定度

均匀性引入不确定度ubb按照式(2)计算：

式中：sa——瓶间标准差；

x——标准物质制备值。

根据2.4 均匀性检验结果，以马拉硫磷为例，x=106.0 mg／L，sa=0.46 mg／L，得到ubb=0.46%，其余组分均匀性引入的不确定度ubb为0.37%～0.56%。

2.6.3 稳定性引入的不确定度

研制的6 种有机磷标准物质样品稳定性检验结果拟合直线的斜率都是不显著的，按照直线无趋势评定不确定度，则稳定性引入的相对标准不确定度按照式(3)计算：

式中：t——标准物质的有效时间。

根据长期稳定性检验结果，预期保存时间为6个月，根据2.5.1 长期稳定性检验结果，t(0.95,v)=2.57，t=6，整理得到各组分长期稳定性引入不确定度uls为1.05%～1.84%。

根据2.5.2 短期稳定性检验结果，同理得到各组分短期稳定性引入的不确定度uss为0.46%～0.96%。

2.6.4 不确定度汇总

将6 种有机磷组分不确定度分量进行汇总，各分量贡献如表10 所示。

表10 不确定度分量汇总表 %

2.6.5 合成不确定度与扩展不确定度

取包含因子k=2，置信度水平约95%，100 mg／L的甲醇中6 种有机磷混合溶液标准物质浓度定值结果的扩展相对不确定度U＝k×uc=4.7%。

2.7 验证

使用从国家标物中心和上海农药研究所购置的敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷单组分有证标准物质溶液对制备的混合 溶液进行核验定值，核验结果列于表11。由表11可知，制备值与核验值结果En＜1，表明制备结果准确可靠。

表11 核验结果

3 结语

采用重量-容量法制备甲醇中6 种有机磷混合溶液标准物质并定值，均匀性和稳定性检验合格，标准物质定值结果的扩展不确定度为5%（k=2），有效期为6 个月。目前该标准物质已取得国家二级标准物质定级鉴定证书，可用于有机磷农药检测结果的准确性评价，实现量值的准确溯源。