吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水中1,2-二氯苯的不确定度评定
2022-04-26许高平冯在玉任婉璐
许高平, 冯在玉, 任婉璐
根据ISO/IEC 17025: 2017《检测及校准实验室能力通用要求》[1]中的要求, 检测实验室需要有评定检测结果不确定度的能力及制定不确定度评估程序。 本文依据国家标准GB/T 5750.8-2006《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》[2]中吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水中1,2-二氯苯及国家质量监督检验检疫总局发布的JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》[3], 再参考相关文献评定实例[4-5]的基础上, 对其开展了不确定度评定。
1 实验原理
在型号为TEKMAR AQUATek 100 的吹扫捕集仪自动进样器内放置样品, 仪器自动吸取25 mL 水样进入吹扫捕集U 型管中, 吹扫气体通过筛板极小的气泡通过水样后, 将1,2-二氯苯带出基质并被有特殊填料的捕集阱先行吸附, 再经过一段持续的时间吹扫后, 通过迅速地加热捕集阱, 将1,2-二氯苯解析出来并沿传输管线流至色谱端进样口。
2 实验仪器
Agilent7890B/5977A 气相色谱-质谱仪(其中色谱柱为DB-5ms 60 m×0.25 mm×0.25 μm, 带TEKMAR AQUATek 100 吹扫捕集仪); 10 ~100 μL、 100 ~1000 μL 梅特勒-托利多移液器;1 mL、 50 mL 容量瓶; 10 mL 刻度移液管及棕色40 mL VOA 瓶。
3 数学模型与不确定度分量的来源
工作曲线制作时, 计算公式:
Cx=bAx+b0
式中: Ax——1,2-二氯苯第一定量离子的峰面积
Cx——样品中1,2-二氯苯的浓度
b0、 b——标准曲线的截距和斜率得到合成相对不确定度urel(c)如下:
式中: urel(V5)——进行标准系列配制产生的相对不确定度
urel(Vinj)——自动进样 器取样引入的相对不确定度
urel(R)——数次重复测定产生的相对不确定度
urel(cx)——曲线拟合过程中及使用曲线公式计算样品产生的相对不确定度
4 不确定度分量的评定
4.1 标准溶液配制过程引入的相对不确定度urel(V5)
ARRAEN 公司生产的产品编号为RN-N20-1-1000CIV 的标准溶液中1,2-二氯苯质量浓度为1000 μg/mL。 先在1 mL 容量瓶中加入一定体积的色谱级甲醇, 用10 ~100 μL 移液枪准确移取10 μL 标准溶液用甲醇定容至刻度, 此1,2-二氯苯标准中间液浓度为10 μg/mL; 用100 ~1000 μL 移液枪取此溶液0.5 mL 用纯水定容于50 mL 棕色容量瓶, 此1,2-二氯苯标准使用液A 浓度为100 μg/L;
ARRAEN 公司生产的产品编号为RN-N20-2-2000FLU 的标准溶液中氟代苯质量浓度为2000 μg/mL。 在1 mL 容量瓶中加入一定体积的色谱级甲醇, 用10 ~100 μL 移液枪准确移取50 μL 标准溶液用甲醇定容至刻度, 此标准中间液浓度为100μg/mL; 再取适量甲醇于1mL 容量瓶中, 用10 ~100 μL 移液枪取此溶液50 μL 用甲醇定容至刻度, 此氟代苯标准使用液浓度为5 μg/mL; 于5 只50 mL 棕色容量瓶加入适量的纯水,用10 mL 刻度移液管分别移取0.50、 1.00、 2.50、 5.00、 10.00 mL 1,2-二氯苯标准标准使用液, 再用10 ~100 μL 移液枪准确移取50 μL 氟代苯标准使用液分别加入50 mL 棕色容量瓶, 纯水定容, 此1,2-二氯苯标准标准系列浓度分别为1 μg/L、 2 μg/L、5 μg/L、 10 μg/L、 20 μg/L。 将样品瓶放置在吹扫捕集仪的自动进样器内, 仪器自动进样25.0 mL。 标准系列配制过程产生的相对不确定度urel(V5), 测量体积的玻璃器皿、 移液器等引入的各分量不确定, 见表1。
表1 体积测量器皿引起不确定度的来源及其相对标准不确定度Table 1 Sources of uncertainty caused by volume measuring vessels and their relative standard uncertainty
标准溶液配制过程引入的相对不确定度urel(V5):
4.2 吹扫捕集仪的自动进样器取样引入的相对不确定度urel(Vinj)
自动进样器的样品取样精度为1%(RSD), 采用B 类评定,按均匀分布考虑, 则相对不确定度为:
4.3 重复测定样品引入的相对不确定度urel(R)
在相同条件下重复测定6 份加标模拟样品, 分别通过仪器检测后结果算得标准偏差u(R)与均值相对不确定度urel(R)如表2 所示。
表2 重复测定样品引入的不确定度Table 2 Uncertainty of sample introduction in repeated determination
4.4 最小二乘法拟合工作曲线求样品浓度过程中所引入的相对不确定度urel(cx)
将1,2-二氯苯标准系列各浓度点测定二次, 得线性回归方程Y=0.096126*X-0.016209, 相关系数r2=0.9999, 详细数据见表3。
表3 1,2-二氯苯曲线数据及相关计算结果Table 3 Curve data and relevant calculation results of 1,2-dichlorobenzene
由标准曲线求标准不确定度, 按下式计算:
式中: SR——标准曲线的剩余标准差
b——标准曲线的斜率
p——实际样品测定次数, p=6
n——标准曲线的浓度点数, n=10
Cx——被测样品中1,2-二氯苯的平均质量浓度,μg/L
Ci——标准曲线各点质量浓度, μg/L
5 合成标准不确定度
通过计算得到其合成相对标准不确定度和扩展不确定度为:
取k=2, 置信水平约为95%, 扩展不确定度U 为:
U=k×u(c)=0.50 μg/L
6 结 论
通过评定可知本次吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定模拟水样中1,2-二氯苯结果为(8.27±0.50) μg/L, k=2。