超高效液相色譜法測(cè)定地表水中多環(huán)芳烴實(shí)驗(yàn)分析測(cè)量不確定度評(píng)定

1、超高效液相色譜法測(cè)定地表水中多環(huán)芳烴實(shí)驗(yàn)分析測(cè)量不確定度評(píng)定張 明， 唐訪良， 徐建芬， 陳 峰， 余 波( 杭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，浙江 杭州 310007)摘 要: 對(duì)超高效液相色譜法測(cè)定地表水中 16 種多環(huán)芳烴過(guò)程的不確定度進(jìn)行了評(píng)定。通過(guò)數(shù)學(xué)模型分析并計(jì)算測(cè)試過(guò)程中的不確定度分量，最后計(jì)算出相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對(duì)擴(kuò)展不確定度。據(jù)分 析，在引起不確定度的諸多因素中，回收率引入的不確定度分量最大，其次是測(cè)量重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)物

2、質(zhì)引入 的不確定度。關(guān)鍵詞: 液相色譜; 多環(huán)芳烴; 地表水; 不確定度中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: 文章編號(hào): 1673 － 9655 ( 2012) 05 － 0122 － 06 X83 A多環(huán)芳烴 ( PAHs) 是廣泛分布于自然界的一 斗中，加 入 50ml 正 己 烷，振 搖 5min，靜 置 分 層，收集有機(jī)相，重復(fù)萃取一遍，合并有機(jī)相，加入無(wú) 水 硫 酸 鈉 至 有 流 動(dòng) 的 無(wú) 水 硫 酸 鈉

3、 存 在， 放 置30min，脫水 干 燥。30℃ 氮 吹 濃 縮 至 約 1ml。用 乙 腈轉(zhuǎn)換溶劑，定容 1ml。類痕 量 有 機(jī) 污 染 物， 具 有 致 癌、 致 畸 和 致 突 變性［ 1， 2 ］。目前，世界各地都不同程度受到了 PAHs 污染。近 年 來(lái)， 國(guó) 內(nèi) 外 學(xué) 者 已 對(duì) 各 地 飲 用 水 中 PAHs 污染特性展開(kāi)了大量的研究工 作［ 3， 4 ］。其 含 量的檢測(cè)分析亦已成為飲

4、用水安全中百姓關(guān)心、政 府關(guān)注的重要問(wèn)題，因此污染物檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 顯得至關(guān)重要。為了提供更科學(xué)、更完整的檢測(cè)數(shù) 據(jù)，測(cè)量不確定度逐漸受到各檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的重視。 我國(guó)于 1999 年 發(fā) 布 了 《測(cè)量不確定度評(píng)定與表 示》［ 5 ］，據(jù)此各檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)有關(guān)測(cè)量不確定度的 問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究與討論。筆者結(jié)合檢測(cè)方法 和實(shí)際操 作，參 照 相 關(guān) 方 法［ 6 ］ 對(duì)液相色譜測(cè)定地 表水中多環(huán)芳烴污染物的不確定度進(jìn)行了

5、評(píng)定。本 文僅評(píng)定分析過(guò)程的測(cè)量不確定度。1 實(shí)驗(yàn)1. 1 儀器與試劑Waters Acquity 超高效液相色譜儀 ( UPLC ) ;色譜 條 件: 柱 溫 45 ℃ ; 流 速 0. 6ml / min; 流動(dòng)相乙腈 / 水，梯度洗脫。1. 3 數(shù)學(xué)模型水中多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度的計(jì)算公式:y = a + bc，cx = c × V1 / V2式中: － 試樣中多環(huán)芳烴的峰面積;a － 標(biāo)準(zhǔn)曲線

6、的截距;b － 標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;c － 標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量濃度，μg / L;cx － 樣品質(zhì)量濃度，μg / L;yV1 － 樣品萃取液濃縮后定容的體積，ml;V2 － 樣品取樣體積，ml。由檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)模型分析，各不確定度分量 之間互不相關(guān)，按不確定度傳播律，得到其合成不 確定度為:色 譜 柱: Aquity UPLC BEH RP18 1. 7μm 2. 1mm× 150mm。多 環(huán) 芳 烴 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 (

7、 200μg / ml， 美 國(guó)2 urel = 槡 u 2 2 2 2rel ( m1 ) + urel ( m2 ) + urel ( m3 ) + urel ( m4 ) + urel ( RB ) Ac-式中:定度;( m1 ) urel － 前處理引入的相對(duì)不確 custandard 公 司) ; 乙 腈、正己烷為色譜純，無(wú) 水硫酸鈉 ( 分 析 純) 經(jīng) 馬 弗 爐 400℃ 烘 8h; 超

8、純 水 由 Mill － Q A － 10 純水儀制備。 ( m2 ) urel － 多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液及其配制過(guò)程引入的相對(duì)不確定度; 1. 2 實(shí)驗(yàn)步驟搖勻水樣并量取 1000ml，倒入 2000ml 分液漏 ( m3 ) － 校準(zhǔn)曲線擬合引 入 的 相 對(duì) 不 確 urel定度;收稿日期: 2012 － 02 － 29作者簡(jiǎn)介: 張明 ( 1981 － ) ，男，碩士，工程師，主要研究方 向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。( m

9、) － 重復(fù)測(cè)定樣品引 入 的 相 對(duì) 不 確 u定度;rel 4— 122 —http: / / hjkxdk. yies. org. cn 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊 第 31 卷 第 5 期 2012 年 10 月( 雙側(cè)) 得 t( 0. 05， 5) = 2. 571。由于計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量 t 的 u2 2 ( V2 ) + u22 ( V2 ) 槡21 ( V2 ) = urel = 絕對(duì)值 均 ＞ 2. 571，

10、因 此，在 概 率 p = 95% ，可 認(rèn)為所得平均回收率與理論回收率有顯著性差異。由 于環(huán)境監(jiān) 測(cè) 中，并不要求使用回收率修正測(cè)量結(jié) 果，在實(shí)驗(yàn)所得平均回收率與理論回收率有顯著性 差異的情況下，方法回收率的不確定度則為:V2槡 ( 1. 732μl) 2 + ( 0. 316μl) 2= 0. 00880 200μl( V3 ) 2. 3. 2. 3 1. 0 ml 移液器引入的不確定度 urel1. 0 ml 移液器

11、 在 20℃ 時(shí)的容量允許誤差為 ±10μl，同 2. 3. 2. 1 計(jì)算，則不確定度:u ( RB ) = 槡 ? ? + u 1 － R 2 ( RA ) k ( V ) u = 10μl / 3 = 5. 774μl 槡2℃ × 1. 37 × 10 － 3 °C － 1 × 1000μl31 3u ( RB ) urel ( RB ) = ( V3 ) u32 = R

12、 槡 3回收率引入的相對(duì)不確定度結(jié)果見(jiàn)表 1。多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液及其配制過(guò)程引入的相對(duì)= 1. 582μl則 1. 0 ml 移液器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: 2. 3不確定度 urel ( m2 ) u2 2 ( V3 ) + u32 ( V3 ) 槡31 ( V3 ) = urel = 用乙腈稀釋多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液、容量瓶、移 液器量取體積引入的不確定度分別計(jì)算如下:2. 3. 1

13、標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)不確定度多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)不確定度均為 4% ，V3槡 ( 5. 774μl) 2 + ( 1. 582μl) 2= 0. 00599 1000μl2. 3. 2. 4( V4 )2ml2ml 容 量 瓶 引 入 的 相 對(duì) 不 確 定 度 urel( cs ) = 0. 040。 urel ( A 級(jí)) 容量瓶容量誤差為 ± 0. 015 ml，2. 3. 2 各種量器引入的測(cè)量不確定度容量瓶、

14、移液器的不確定度均包括體積校準(zhǔn)和 實(shí)驗(yàn)室溫度變化引入的不確定度。采用 B 類評(píng)定， 按均勻分布考慮，各不確定度分量計(jì)算如下:多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液以乙腈為溶劑，其體積膨脹系數(shù)1. 37 × 10 － 3 / ℃ ，實(shí)驗(yàn)室的溫差一 般 變 化 在 ± 2℃ ， 采用 B 類評(píng)定，按均勻分布考慮，則不確定度( V ) u = 0. 015ml / 3 = 0. 00866ml 槡2°C ×

15、 1. 37 × 10 － 3 °C － 1 × 2ml41 4( V1 ) 2. 3. 2. 1 0. 1 ml 移液器引入的不確定度 urelu42 ( V4 ) = 0. 1 ml 移液器 在 20℃ 時(shí)的容量允許誤差為 ±2μl，一般實(shí)驗(yàn)室溫度變化在 ± 2℃ ，二氯甲烷的體 積膨脹系數(shù) 1. 37 × 10 － 3 / ℃ ，按均勻分布考慮，采 用 B 類評(píng)定，則

16、不確定度:槡 3= 0. 00316ml則 2ml 容量瓶引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u2 2 ( V4 ) + u42 ( V4 ) 槡41 ( V4 ) = urel = u11 ( V) = 2μl /槡 3 = 1. 155μl V42℃ × 1. 37 × 10 － 3 °C － 1 × 100μl 2 2 ( V) =槡 ( 0. 00866 ml) + ( 0. 0

17、0316 ml) u12 = 0. 158μl = 0. 00461 槡 3 2ml則 0. 1 ml 移液器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: 2. 3. 2. 5 10ml 容 量 瓶 引 入 的 相 對(duì) 不 確 定 度 urel( V5 )10ml ( A 級(jí)) 容量瓶容 量 誤 差 為 ± 0. 020 ml， 同 2. 3. 2. 4 計(jì)算，則不確定度u2 2 ( V1 ) + u12 ( V1 ) 槡1

18、1 urel ( V1 ) = = V1槡 ( 1. 155μl) 2 + ( 0. 158μl) 2= 0. 0116 100μl ( V ) u = 0. 020 ml / 3 = 0. 0115 ml 槡2°C × 1. 37 × 10 － 3 °C － 1 × 10ml51 50. 2 ml 移液器引入的不確定度 urel ( V2 ) 2. 3. 2. 2( V

19、5 ) u52 = = 0. 2 ml 移液器 在 20℃ 時(shí)的容量允許誤差為 ±3μl，同 2. 3. 2. 1 計(jì)算，則不確定度:槡 30. 0158 ml則 10ml 容量瓶引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: u21u22( V2 ) = 3μl /槡 3 = 1. 732μl2℃ × 1. 37 × 10 － 3 ℃ － 1 × 200μl u2 ( V ) + u 2 ( V ) 槡