高效液相色谱法测定工作场所中溴氰菊酯含量的不确定度评定

吴丹丹

（上海格瑞产品检测有限公司，上海 200000）

测量不确定度是和分析结果紧密相连的参数，它主要是用来观测分析结果的分散度，不仅能够衡量测量值的误差率，也可以通过它来评估测量值的准确度。对于实验室来讲，通过对不确定度的评估，分析人员能够对实验过程中出现任何对实验结果有重要影响因素的及时察觉，并进行纠正。

溴氰菊酯，又称“敌杀死”，属于拟除虫菊酯类农药。它属于中毒毒类，并且它的毒性是目前菊酯类农药最高的。可刺激皮肤，引起炎症。发生急性中毒时，轻者头痛、呕吐，情形严重的还可能会出现抽搐。遇明火、高热，可燃；受高温分解，放出有毒的烟气。燃烧（分解）的产物：一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等，可使人中毒。根据GBZ 2.1—2019可知，工作场所中溴氰菊酯的限量值为0.03mg/m3。2009年4月，吉林省白城市200多名学生因为榆树上药而导致溴氰菊酯中毒，学生陆续出现脸肿、头晕、呕吐等不适反应。经检查是由于农药中毒导致。因此，溴氰菊酯对人的身体健康会造成极大的危害，在使用该类农药时，要采取一定的防护措施，避免接触皮肤和吸入体内。由此可见，对工作场所中溴氰菊酯的不确定度评定有重大的意义。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

（1）Ultimate 3000高效液相色谱仪（配有紫外检测器）

（2）BT-125D万分之一电子天平

（3）玻璃纤维滤膜

（4）微量进样针：50μL

（5）容量瓶

（6）溴氰菊酯标准品（色谱纯）

（7）甲醇（色谱纯）

1.2 仪器工作条件

色谱柱：C18（4.6mm×250mm 5μm粒径）；

波长：254nm；

流动相：甲醇∶水=95∶5；

流量：1.0mL/min。

1.3 实验原理及测定

采用玻璃纤维滤膜对工作场所中溴氰菊酯进行采集，采集回来的滤膜置于具塞比色管中，向其中加入3.0mL的甲醇，捣碎并浸泡20min后，取其上层清液，经C18色谱柱分离，紫外检测器检测。由峰面积通过线性方程计算可以得出其含量，再由采样体积可以得出它在空气中的浓度。

1.4 测量方法和数学模型

用单标移液管移5mL溴氰菊酯标准溶液，置于50mL容量瓶中，并用洗脱液定容，记为标准使用液，摇匀备用。再分别移取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、2.0mL标准使用液于10mL容量瓶中，配成溴氰菊酯标准系列。再依次进样20μL，测定其各个标准系列的峰面积。以测得的峰面积与其所对应的浓度值，绘制标准曲线y=kx+b，依据方程可计算出试样中溴氰菊酯的含量。

根据检测原理以及方法，工作场所中溴氰菊酯的含量X如下公式（1）所示：

式 （1）中：

X为空气中溴氰菊酯的含量，mg/m3；

c为洗脱液中溴氰菊酯的含量，mg/L；

c0为空白样品中溴氰菊酯的含量，mg/L；

V为洗脱液的体积，mL；

V0为标准采样体积，L

D为平均洗脱效率，%。

1.5 实验过程中不确定度来源

用鱼骨图来表示，如图1所示。

图1 不确定度来源鱼骨图

2 测量不确定度的计算

2.1 配制标准曲线过程中引入的不确定度U1

2.1.1 由标准品的纯度P产生的不确定度

溴氰菊酯标准曲线所使用的标准品是色谱纯基准试剂，查得证书得知其纯度≥99.62%，不确定度为0.30%，标准不确定度USTD计算如下：

2.1.2 标准品配制过程中引入的不确定度

标准储备液的配制过程：准确称量标准品固体0.0500g（精确至0.0001g），用洗脱液溶解于50mL的容量瓶中，定容，摇匀待用；

①BT-125D电子天平（万分之一）的扩展不确定度：U=0.4mg（K=2），按照矩形分布，即电子天平的标准不确定度如下：

标准品的称样量为0.0500g，取50mg的砝码，重复10次称量，得到的相对偏差为0.2mg，即称量标准品所带入的相对不确定度如下：

②50mL的容量瓶定容的不确定度：经检定50mL容量瓶扩展不确定度为0.02mL（K=2），计算如下：

即合成不确定度为：

2.1.3 配制标准曲线时所产生的不确定度

标准曲线的配制过程：取5mL标准储备液，用洗脱液定容至50mL的容量瓶，为标准使用液。再分别取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、2.0mL标准使用液于10mL容量瓶中，并用洗脱液定容。在仪器状态最佳测试条件下，用50μm升的进样针依次进行进样，仪器自动进样量为20μL，最终得到以峰面积值对应浓度值的标准曲线。

①标准曲线的配制过程中使用5mL单标移液管和2mL环标移液管，经检定5mL单标刻度移液管和2mL环标刻度移液管允许误差范围分别是±0.015mL和±0.010mL，按照均匀分布计算：

5mL单标移液管使用1次，2mL环标移液管使用6次，根据使用数量，计算如下：

对5mL单标移液管和2mL环标移液管的不确定度进行合并，计算结果如下：

②标准溶液一系列配制的过程中所使用的容量瓶为10mL、50mL，经检定10mL、50mL容量瓶扩展不确定度分别为0.007mL和0.02mL（K=2），计算如下：

其中使用10mL容量瓶6次，50mL容量瓶2次，且每次都是独立定容，互不干扰：

对10mL和50mL单线容量瓶的不确定度进行合并，计算结果如下：

将上述所有列出的量具的不确定度分量进行合成，如下：

配制标准曲线系列过程中的相对标准不确定度为：

2.2 绘制标准曲线线性过程中所产生的不确定度

将标准品配成浓度为100mg/L的标准使用液。再用其工作液配成6个浓度梯度的标准系列，上机测定，测量结果如表1所示。

表1 溴氰菊酯标准序列浓度以及峰面积

由表1数据计算得出的拟合曲线方程为y=0.41x-0.032 2，R=0.999 5。平行测定10次溴氰菊酯样品，根据拟合曲线方程得出样品浓度，如表2所示，计算得出平均浓度为5.94mg/L。标准曲线的拟合所产生的不确定度由式（2）、式（3）计算，如下：

式中：

U2：拟合标准曲线过程中对测定样品的浓度所产生的相对标准不确定度；

SR：由标准曲线方程得出浓度所对应的标准峰面积与相应标准曲线上峰面积测得值之差求出的标准偏差；

b：拟合标准曲线的斜率；

p：样品溶液重复测定次数，p=10；

n：溴氰菊酯标准溶液的测定次数，n=6；

x：根据测得的峰面积通过曲线方程计算出的溴氰菊酯的含量，mg/L；

xi：标准溶液序列中溴氰菊酯的含量，mg/L；

yi：实际测得的标准系列溶液的峰面积；

yi′：由标准溶液序列浓度值代入曲线方程中，测得的峰面积值。由表1中数据代入式（1）、式（2），得出的数据见表2。

表2 标准差数据计算结果

2.3 样品重复测定产生的不确定度

对溴氰菊酯样品溶液重复测量10次，结果如表3所示，按照正态分布计算结果如下。

表3 样品中溴氰菊酯的含量

2.4 样品回收率所引入的不确定度

①移取洗脱液的不确定度：用5mL移液管移取3mL洗脱液，经检定扩展不确定度为0.025mL，计算得：

②玻璃纤维滤膜的洗脱效率的不确定度：分别向六张空白玻璃纤维滤膜中加入18μg的溴氰菊酯，实际测得的溴氰菊酯的含量如表4所示。

表4 玻璃纤维滤膜洗脱效率数据

按照均匀分布计算：

合成不确定度如下所示：

3 测定溴氰菊酯不确定度汇总

测定过程中各个环节影响所产生的相对不确定度如图2所示。

图2 工作场所中溴氰菊酯测定的不确定度分量以及影响相对不确定度

合成标准不确定度为：

扩展不确定度为U，取K=2，

综上所述，高效液相色谱仪测定工作场所中溴氰菊酯浓度不确定度，评定结果为（0.396±0.018）mg/m3，扩展因子为K=2。

4 结果与讨论

工作场所中溴氰菊酯的测定结果为（0.396±0.018）mg/m3。本实验评定了工作场所中溴氰菊酯含量的不确定度，影响测定空气中溴氰菊酯含量的不确定度主要来自标准品的称量、标准曲线的配制以及标准曲线的拟合，标准品的纯度、洗脱液体积以及洗脱效率等因素对此法的不确定度影响较小。因此，在用此方法测定溴氰菊酯时，要注意以下2点：①标准品的称量，尽量使用精密度较高的电子天平；②标准曲线的配制，在每一步稀释定容过程要尽量注意，并且实验室应该加强实验人员的操作水平，来保证实验结果的准确和可靠。