沉积物中多环芳烃的不确定度评定

多 环 芳 烃 ( polycyclic aromatic hydrocarbons， PAHs) 是一类具有强致癌，致畸，致突变危害的环境持 久有机污染物。对 PAHs 污染的危害及风险评估 是当今环境保护领域的重要研究课题。沉积物中多环 芳烃的含量可以体现水体的污染状况，为水污染治理 提供更全面的评估数据。本课题组建立了凝胶渗透色谱－液相色谱法测定沉积物中多环芳烃含量，具有很 高的选择性和灵敏度。但多环芳烃在环境中本底 较高，测定过程中容易造成交叉污染，对从业人员要求 很高。因此识别测定过程中的关键环节，从而在实验 过程中重点控制以提高检测质量是十分必要的。

1 材料与方法

1. 1 仪器与试剂

Agilent 1200 液相色谱仪附荧光 检测器( 美国 Agilent 公司) ，Gilson 凝胶渗透色谱仪 ( 美国 Gilson 公 司) ，KQ-500DE ( 昆山舒美超声仪器有限公司 ) ; TGL16 高速冷冻离心机( 长沙英泰仪器有限公司) ; VOＲTE－X 涡旋混匀器( 海门市其林贝尔仪器制造有 限公司) ; 旋转蒸发仪( 上海亚荣生化仪器厂) 。16 种 多环芳烃混合标准储备液( 2 000 mg /L，上海安谱科学仪器有限公司) ，乙腈( 色谱纯，Merk 公司) ; 乙酸乙酯 ( 色谱纯，Merk 公司) ，环己烷( 色谱纯，Merk 公司) ，其 他试剂除特别说明，均为分析纯。实验用水为经 Millipore 处理的一级水。样品采自湘江，冷冻干燥样品，并 剔除石子，纤维丝等杂质，磨细，用 100 目筛子筛分样 品，保存于塑料袋中。

1. 2 方法

1. 2. 1 样品前处理

称取样品 5 g 于 50 ml 离心管 中，加入环己烷－乙酸乙酯( 1 ∶ 1，V /V) 10 ml，超声提 取 15 min，8 000 r/min 离心 10 min，取 5 ml 上清液上 GPC 净化。GPC 以环己烷－乙酸乙酯( 1 ∶ 1，V /V) 为 流动相，流速为 5. 0 ml /min，收集 19 ～ 50 min 馏分，紫 外检测波长为 254 nm，收集液于 40 ℃ 水浴旋转浓缩 至近干，用环己烷－乙酸乙酯( 1 ∶ 1，V /V) 转移至 10 ml 定量管中，氮吹至近干，转移至 10ml 容量瓶中加乙腈 定容，混匀，待 HPLC－FLD 测定。

1. 2. 2 色谱条件

色谱柱: PAH C18 柱( 4. 6 mm × 250 mm，5 μm) ; 柱温: 30 ℃，流动相及梯度: A 为乙 腈，B 为水; 0～5 min，50% A，5～20 min，50% ～ 99% A， 20～36 min，99% A，36～ 37. 5 min，1% ～ 50% A; 37. 5 ～ 40 min，50% A; 流速: 1. 5 ml /min; 进样量: 10 μl; 检测波长见表 1。

1. 2. 3 标 准 溶 液 配 制

吸取标准储备液 ( 2 000 mg /L) 50 μl 于 10 ml 容量瓶中，用乙腈定容至 刻度制备成 10. 0 mg /L 标准中间液Ⅰ，吸取 100 μl 中 间液Ⅰ于10．0 ml容量瓶中，用乙腈定容至刻度制备成 100 μg /L 标 准 中 间 液 Ⅱ，分别吸取标准中间液 Ⅱ 0. 10、0. 20、0. 50、1. 0 ml 至 10. 0 ml 容量瓶中，用乙腈 定容，制备成多环芳烃系列浓度为 1. 0、2. 0、5. 0、 10. 0 μg /L。按 1. 2. 2 色谱条件，以浓度为横坐标，峰 面积为纵坐标进行线性回归。

1. 3 数学模型

X = c×V×Z m ，其中 X 为沉积物中多环 芳烃含量( μg /kg) ; c 为从标准曲线获得的多环芳烃含 量( μg /L) ; V 为样品溶液定容体积( ml) ; m 为样品质 量( g ) 。根 据 计 算 公 式，建 立 测 量 模 型 X = f ( c， V，m) 。

2 结 果

对于测定方法的不确定度，其 主要来源于前处理步骤和仪器测定步骤。前者包括称 量、定容、标准溶液配制和净化等过程，其中称量不确 定度来源于天平; 定容不确定度主要来源于移液器、容 器和定容溶液的选择; 标准溶液配制不确定度来源于 标准品的纯度、稀释过程和标准曲线拟合。后者则主 要以回收率不确定度分量和重复性不确定度分量来体 现。对于结果低于检出限的组分，其不确定度评定步 骤与检出组分的评定步骤类似，参照 GB /T 27404 － 2008 附录 F 方法检测低限计算公式 CL = 3×Sb /b， Sb 为空白标准偏差，b 为标准曲线斜率。由于采用液 相色谱法，需要积分获得峰面积数值，因此同时参考了 环境监测分析方法标准制修订技术导则规定的方 法检出限计算程序( 按照样品分析的全部步骤，对浓 度值或含量为估计方法检出限 2 ～ 5 倍进行 n 次平行 测定。根据平行样品分析结果的标准偏差计算方法检 出限) 采用“接近空白”即检出限的 2 倍进行空白加标 进行回收率和重复性不确定度的评定，由于其测定结 果低于标准曲线线性范围，采用标准曲线拟合的不确定度会导致存在较大的误差，因此低于检出限的组分 忽略标准曲线拟合的不确定度评定。

3 讨 论

采用精度 为万分之一的电子天平称量 5. 0 g( 精确至0. 0001 g) 样品，根据天平检定证书其最大允差为±0. 0005 g，按 照均匀分布( k =槡3 ) ，则天平的最大允差导致的标准 不确定度和称量引入的相对不确定度分别为 u( m) = a k = 0．0005 槡3 = 0. 00029 g，urel ( m) = u( m) m × 100% = 0. 0058%。样品 定容体积引入的不确定度包括提取后取 5 ml 上清液 过 GPC 净化及将处理后的样品溶液移入 10 ml 容量 瓶中带来的不确定度。将处理后的样品溶液移入 10 ml 容量瓶中，10 ml A 级容量瓶的标准不确定度包括玻璃量器的容量允差 u( VA) 和温度变化产生的误差 u( VC) 组成。国家计 量检定 规 程 JJG196 － 2006 《常用玻璃仪器检定规 程》中规定，20 ℃时 10 ml 容量瓶( A 级) 的容量最 大允许误差为±0. 02 ml。而乙腈在温度波动 20±5 ℃ 时，其膨胀系数为 1. 37 × 10－3 /℃。按均匀分布( k = 槡3 ) ，容量瓶容量允差引入的不确定度为 u ( VA ) = 0．02 槡3 = 0．0073 ml，温度波动引起的体积不确定度为 u ( Vc ) = 5×1．37×10－3 槡3 = 0．00396 ml，则样液移入 10 ml 容量瓶 中 产 生 的 标 准 不 确 定 度 为 u ( 移 2 ) = u2 ( VA) +u2 槡 ( VC ) = 0．0083 ml，相对标准不确定度为 urel ( 移 2) = u( 移 2) 10 ×100% = 0．083%。

4 结 论

采用 A 类不确定度评定对凝胶渗透色谱－液相色 谱法测定沉积物中多环芳烃含量的测定过程进行不确 定来源分析及各分量评定，评定结果表明该方法不确 定度主要来源于标准曲线计算，测定重复性和回收率 试验。这要求我们在试验过程必须对设备精心调试， 加强日常维护，同时规范实验操作，以减少在样品前处 理过程产生的不确定度。