水中硝基苯類化合物的不確定度評定

楊 梅 安 杰

（重慶市長壽區生態環境監測站，重慶 401250）

1 試驗部分

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，洗脫液經脫水、定容后進行色譜分析。按照試驗步驟開展標準曲線配制、水樣量取、標準工作溶液重復測定、固相萃取加標回收等試驗，并對各個影響測定結果準確度的步驟的不確定度進行評定。

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器（ECD）（PE 公司）；全自動固相萃取裝置（睿科儀器有限公司）；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）、硝基苯類化合物標準物質（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 硝基苯類化合物的測定 液液萃取/固相萃取-氣相色譜法》（HJ 648-2013）進行。用5mL正己烷、5mL 甲醇、5mL 純水依次淋洗萃取柱進行活化。取水樣1000mL，以10mL/min 的速度通過萃取柱。用氮氣為吹掃，以10mL/min 的速度吹掃8min，再以氮氣吹掃20min（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，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℃，檢測器溫度300℃。載氣流速：1.0mL/min。尾吹氣流量：30mL/min。進樣方式：分流/不分流進樣。分流比：5.0。進樣量：1.0μL。

2 結果與分析

2.1 試驗條件的優化

2.1.1 標準工作曲線的繪制

分別用正己烷/丙酮將硝基苯類標準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，分別取標準系列溶液1.0μL 注射到氣相色譜儀進樣口，根據各組分的濃度和峰面積繪制標準曲線。

2.1.2 量取水樣試驗

用1000mL 容量瓶量取水樣，為驗證量取水樣時存在的誤差，分別量取6 次，稱重，再根據試驗溫度下的密度計算得到每次量取水樣獲得的體積。

2.1.3 檢測器響應值不確定度評定試驗

氣相色譜儀靈敏度較高，測量的穩定性及儀器的分散性是檢測器不確定度的主要來源，利用標準工作溶液連續測定6次，利用測定結果來評定其不確定度。

2.1.4 固相萃取過程引入不確定度評定試驗

固相萃取過程需要經過上柱、洗脫、濃縮定容等步驟，需要確定每一步驟對測量結果的不確定度的影響比較困難，本試驗采用加標回收率對固相萃取過程引入的不確定度進行評定，在空白水樣中加入3μL 標液使其水樣濃度為0.3μg/L（硝基苯為3μg/L），6 次加標回收，測定硝基苯類化合物濃度。

2.2 試驗結果

固相萃取-氣相色譜法測定水中硝基苯類化合物不確定度的來源主要有：標準溶液引入的不確定度（包括樣品純度、稱量、定容）、標準曲線線性回歸引入的不確定度、量取水樣時引入的不確定度（包括量器容量允差V以及溫度等因素引入的不確定度）、儀器進樣體積引入的不確定度、檢測器響應值引入的不確定度、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。不確定度評定的因果關系見圖1。

2.2.1 標準溶液引入的不確定度k

（1）標準溶液本身引入的不確定度

（2）標準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，因此只評估最低濃度溶液的不確定度。取10μL 標準溶液（1000μg/mL），用正己烷稀釋至1ml（即10μg/mL）；標準溶液稀釋定容期間，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、溫度差異兩個方面引入。①量器示差允差。根據JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規程》，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

標準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。

標準溶液引入的不確定度如公式（8）所示。

標準溶液引入的不確定度的具體數值見表1。

表1 硝基苯類化合物標準溶液引入的不確定度

2.2.2 標準校準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準溶液，其濃度分別為50、100、200、500、1000μg/L 的硝基苯類化合物的標準溶液，得到相應的色譜峰面積，用曲線擬合方法（最小二乘法）得到校正曲線方程y=ax+b。對100μg/L（硝基苯1000μg/L）的樣品進行3 次平行測定，用標準曲線求得樣品溶液濃度引入的相對不確定度u，如公式（9）所示，具體數值見表2。

表2 硝基苯類化合物標準曲線方程與標準曲線引入的相對不確定度

2.2.3量取水樣時引入的不確定度k

試驗溫度為20℃，純水密度近似為1g/mL，1L 容量瓶重復量取，得到6 次數據分別為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 儀器進樣體積引入的不確定度k

圖1 不確定度評定的因果關系圖

2.2.5 檢測器響應值引入的不確定度k

以質量濃度值的分散性計算檢測器響應值引入的相對不確定度如公式（15）所示。

0.4mg/L 硝基苯類化合物溶液（硝基苯濃度為4mg/L）連續測定6 次，u及具體數值見表3。

2.2.6 固相萃取樣品處理過程引入的相對不確定度k

固相萃取過程引入的相對不確定度如公式（16）所示。

固相萃取過程6 次加標回收后進行測定，其具體數值見表4。

2.3 合成不確定度與擴展不確定度

固相萃取-氣相色譜法測定9 種硝基苯類化合物的合成相對標準不確定度計算方法如公式（17）所示。

擴展不確定度計算如公式（18）所示。

式中：因子k=2；c為化合物在水中的濃度。

具體數值見表5。

表3 標準溶液重復測定及檢測器響應值引入的相對不確定度結果

表4 固相萃取過程中水樣加標回收實驗結果及檢測器響應值引入的不確定

表5 9 種硝基苯化合物固相萃取測定的合成不確定度與擴展不確定度

3 結語

綜合固相萃取-氣相色譜法測定9 種硝基苯類化合物測定的不確定度評定結果可知，固相萃取過程對分析結果的影響較大，分析測定水中硝基苯類化合物時應當注意操作條件，尤其要注意溫度、氣推、吹干等過程，若操作不當，可能會造成較大的誤差。硝基苯的揮發性較大，固相萃取過程中的氣推、吹干等過程可能造成分析測定過程回收率偏低。濃縮過程會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。