异辛烷中六氯苯溶液标准物质的研制

申玉星，王巧云，王志龙，姜峰，黄建林

(1.广州计量检测技术研究院，广州 510663； 2.广东轻工职业技术学院，广州 510300)

作为首批12种持久性有机污染物（POPs）之一，六氯苯具有持久性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，能够导致生物体内内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、发育紊乱以及癌症等严重疾病，同时能够在全球范围内传输和分布，对全球环境和人类健康构成威胁［1］。我国自2009年5月17日起，禁止在中华人民共和国境内生产、流通、使用和进出口六氯苯，但在一些工业生产过程中会产生六氯苯等持久性有机污染物，这些持久性有机污染物常常作为工业生产的副产物随烟气、残渣或工业产品进入环境，成为举世关注的环境污染物［2–6］。六氯苯等环境污染物已被列入我国水环境优先控制污染物“黑名单”中，并在《地下水质量标准》［7］《地表水环境质量标准》［8］《生活饮用水卫生标准》［9］中均给出限量标准。在六氯苯等环境污染物的监测过程中，标准物质作为测量标准和量值传递的有效载体，在仪器的检定校准，分析方法评价和验证，分析测量的质量控制，结果量值的准确、一致、可靠，实现量值溯源等方面发挥着十分重要的作用［10–12］。随着环境治理的加强，环境监测数据的可靠性、一致性、可溯源性显得更加重要，作为量值传递和质量保证基础的环境标准物质的研制和使用越来越受到重视［13–15］。为实现环境污染物六氯苯检测数据、量值溯源的准确、可靠，为环境监测提供有效技术保障，笔者研制了异辛烷中六氯苯溶液标准物质，该溶液标准物质可用于环境污染物六氯苯的定性及定量分析，也可用于气相色谱–质谱联用仪的校准和方法验证，满足日益增长的检定、校准计量需求［16–18］。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：7890A型，配氢火焰离子化检测器，美国安捷伦科技有限公司。

气相色谱–质谱联用仪：7890A／5975C型，配电子捕获检测器，美国安捷伦科技有限公司。

电子天平：CPA225D型，感量为0.01 mg，德国赛多利斯科学仪器有限公司。

容量瓶：100 mL、500 mL，A级，经检定合格后使用。

移液管：5 mL，A 级。

六氯苯：编号为GBW(E) 061725，纯度为99.9%（U=0.2%，k=2），广州计量检测技术研究院。

异辛烷：色谱纯，德国CNW公司。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 气相色谱仪

色谱柱：HP–5型色谱柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；载气流量：1 mL／min；进样口温度：250℃；程序升温：100℃（保持0 min），以10℃／min升至250℃（保持5 min）；氢火焰离子化检测器（FID）温度：250℃；空气流量：300 mL／min；氢气流量：40 mL／min；进样方式：不分流进样；进样体积：1 μL。

1.2.2 气相色谱–质谱联用仪

色谱柱：HP–5MS型色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载 气 流 量：1 mL／min ；进 样 口 温度：250℃；程序升温：150℃（保持0 min），以10℃／min升至250℃（保持5 min）；进样模式：不分流进样；进样体积：1 μL；离子源：EI源；扫描范围：m／z50～300 u；传输线温度：270℃。

1.3 异辛烷中六氯苯溶液标准物质的制备

综合考虑目标浓度溶液为低浓度溶液标准物质和制备过程的不确定度，采用逐级稀释法制备溶液标准物质，制备时实验室温度控制在（20±4）℃。用电子天平准确称取100.1 mg纯度已准确定值的六氯苯，转移至100 mL A级容量瓶中，用异辛烷稀释定容至标线，充分摇匀后制备成质量浓度为1.000 mg／mL的六氯苯母液。用移液管准确移取六氯苯母液5 mL，转移至500 mL A级容量瓶中，用异辛烷定容至标线，混匀，制备成质量浓度为10.0 ng／μL的六氯苯溶液标准物质，室温下静置24 h后分装至2 mL安瓿瓶中，每个包装单元1 mL ，共约450个包装单元，置于冰箱中冷藏避光保存。

1.4 标准物质均匀性检验

均匀性是标准物质特性量值在空间分布一致程度的表征，根据JJF 1006—1994 《一级标准物质技术规范》和JJF 1343—2012 《标准物质定值的通用原则及统计学原理》的要求对标准物质进行了均匀性检验［19，20］。具体抽样检验方法为：从全部包装单元中随机抽取15个包装单元，每个包装单元测定3次，做均匀性检验。检测方法为气相色谱(FID)法，测定结果通过方差分析法进行统计分析。根据自由度(v1，v2)及给定的显著性水平α，可由F表查得临界的Fα值。若F＜Fα，表明组内与组间无明显差异，样品均匀。

1.5 标准物质稳定性考察

标准物质的稳定性是指在规定的时间间隔和环境条件下，标准物质的物理化学性质和特性量值保持不变的能力，是标准物质特性量值随时间变化的度量。根据JJG 1006—1994 《一级标准物质技术规范》和JJF 1343—2012 《标准物质定值的通用原则及统计学原理》的要求，标准物质的稳定性考察按以下方法完成：样品在规定的贮存条件下，在一段时间内，按先密后疏的原则，采用气相色谱（FID）法检测标准物质特性量值的变化。每次取3个包装单元，每个包装单元测定7次，计算平均值，把3个包装单元测定结果平均值作为检测结果。绘制标准物质特性量值随时间变化的图，拟合回归曲线，用该曲线斜率的显著性来评估标准物质的稳定性。即以时间为横坐标，测定值为纵坐标进行线性拟合，得直线的斜率为β1，对于稳定的标准物质，β1的期望值为零，基于β1的标准偏差，用t检验（自由度为n–2）进行判断：若|β1|＜t0.95,n–2s(β1)则表明斜率不显著，未观察到不稳定性。

1.6 标准物质量值比对

为确保所研制的标准物质量值准确可靠，将所研制的溶液标准物质与中国计量科学研究院研制的国家二级标准物质GBW(E) 130246采用气相色谱–质谱法进行量值比对，量值比对采用En值法，即：

式中：X——定值结果；

XR——量值比对结果；

U——研制的标物扩展不确定度；

UR——参考样品扩展不确定度。

2 结果与讨论

2.1 均匀性检验结果

异辛烷中六氯苯溶液标准物质均匀性检验数据见表1。

表1 异辛烷中六氯苯溶液标准物质均匀性检验数据

表1数据经格拉布斯准则检验无异常值，再对数据进行F检验，计算得F=1.71。置信概 率P为95%时，α=0.05，由Fα数 值 表 可 知，F0.05(14，30)=2.04，均匀性结果的统计量F小于均匀性检验临界值F0.05(14，30)，表明异辛烷中六氯苯溶液标准物质均匀性良好。

2.2 稳定性考察结果

异辛烷中六氯苯溶液标准物质稳定性考察结果见表2。

表2 异辛烷中六氯苯溶液标准物质稳定性考察结果

表2数据经回归曲线法分析，斜率β1=0.000 97，t0.95,3s(β1)=0.019，|β1|＜t0.95,3s(β1)，即斜率是不显著的，表明未观察到不稳定性，研制的异辛烷中六氯苯溶液标准物质稳定性良好。

2.3 标准物质定值

异辛烷中六氯苯溶液标准物质采用重量–容量法配制，根据六氯苯的纯度值、六氯苯称取的质量和溶液定容体积及稀释倍数确定其特性量值。该溶液标准物质的质量浓度按式(1)计算

式中：c——异辛烷中六氯苯溶液的质量浓度，ng／μL；

m——六氯苯称取的质量，mg；

P——六氯苯纯度，%；

V1——六氯苯母液定容体积，mL；

V2——六氯苯母液移取体积，mL；

V3——六氯苯溶液定容体积，mL。

2.4 定值结果的不确定度评定

溶液标准物质的不确定度主要由溶液制备过程引入的不确定度、溶液的均匀性和稳定性引入的不确定度组成。

2.4.1 溶液制备过程引入的不确定度

溶液制备过程引入的不确定度主要由天平称量、溶液体积和六氯苯纯度引入的不确定度组成。

（1）天平称量引入的不确定度。天平称量主要不确定度来源：天平称量最大允许误差、天平称量变动性和浮力影响（常规状态下称重，此项可忽略）。

检定证书给出的天平最大允差为0.5 mg，天平的变动性为0.2 mg。净重由两次称量操作所得，每一次称重均为独立观测结果，故计算两次，按均匀分布考虑，则天平称量引入的标准不确定度：

六氯苯称量100.1 mg，由天平称量引入的相对标准不确定度：

（2）溶液体积引入的不确定度。溶液体积引入的不确定度：校准、重复性和温度影响引入的不确定度。

根据国家计量检定规程JJG 196—2006 《常用玻璃量器检定规程》的规定，5 mL A级移液管、100 mL A级容量瓶、500 mL A级容量瓶的最大允差分别为±0.015 mL、±0.10 mL、±0.25 mL，假设为三角形分布，则由校准引入的相对标准不确定度：

充满量器的变化引入的不确定度可通过该量器的典型样品的重复性实验来评估，5 mL A级移液管、100 mL A级容量瓶、500 mL A级容量瓶10次测量的标准偏差分别为0.010、0.05、0.10 mL，由校准引入的相对标准不确定度：

温度引入的不确定度可通过估算量器校准温度（20℃）和实验室温度（20±4）℃范围体积膨胀来估算。液体的体积膨胀要明显大于玻璃的体积膨胀，因此，主要考虑液体即异辛烷的膨胀。异辛烷的膨胀系数为1.14×10–3℃–1，5 mL A级移液管、100 mL A级容量瓶、500 mL A级容量瓶由温度变化引起的体积变化分别为0.023、0.456、2.28 mL，

该值的分布假设为均匀分布，温度变化引入的相对标准不确定度：

以上各个不确定度分量互不相关，合成得溶液制备过程引入的相对不确定度：

（3）六氯苯纯度引入的不确定度。六氯苯纯度引入的相对标准不确定度：

溶液制备过程引入的相对标准不确定度：

2.4.2 溶液均匀性引入的不确定度

根据JJF 1343–2012 《标准物质定值的通用原则及统计学原理》，溶液均匀性引入的标准不确定度：

2.4.3 溶液稳定性引入的不确定度

根据JJF 1343—2012 《标准物质定值的通用原则及统计学原理》，由表2数据经回归曲线法分析得出斜率β1的标准偏差s(β1)=0.006 1，稳定性考察期限X=12，故溶液稳定性引入的相对标准不确定度：

2.4.4 合成不确定度

2.4.1、2.4.2、2.4.3中的各不确定度分量互不相关，合成得六氯苯溶液标准物质引入的相对标准不确定度：

2.4.5 扩展不确定度

取k=2，则六氯苯溶液标准物质的相对扩展不确定度：U=k uCRM=3%。

2.5 量值比对

研制的10.0 ng／μL的异辛烷中六氯苯溶液标准物质与国家二级标准物质GBW(E) 130246（中国计量科学研究院）的量值比对结果见表3。

表3 异辛烷中六氯苯溶液标准物质比对结果

根据比对结果判定原则，满足|En|≤1，即研制的10.0 ng／μL的异辛烷中六氯苯溶液标准物质量值符合要求。

3 结语

采用重量–容量法制备的异辛烷中六氯苯溶液标准物质通过了均匀性检验和稳定性考察，评定了定值结果的不确定度，并通过与国家二级标准物质GBW(E) 130246比对，验证了定值结果的准确性。标准物质定值结果的相对扩展不确定度为U=3%（k=2），有效期限为12个月。已取得国家二级标准物质定级鉴定证书，标准物质编号为GBW(E)082880。研制的异辛烷中六氯苯溶液标准物质可用于环境污染物六氯苯的定性及定量分析，也可用于气相色谱–质谱联用仪的校准。