標(biāo)準(zhǔn)分析方法和分析方法標(biāo)準(zhǔn)化
一、標(biāo)準(zhǔn)分析方法
一個(gè)項(xiàng)目的測(cè)定往往有多種可供選擇的分析方法，這些方法的靈敏度不同，對(duì)儀器和操作的要求不同;而且由于方法的原理不同，干擾因素也不同，甚至其結(jié)果的表示涵義也不盡相同。當(dāng)采用不同方法測(cè)定同一項(xiàng)目時(shí)就會(huì)產(chǎn)生結(jié)果不可比的問(wèn)題，因此有必要進(jìn)行分析方法標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)方法的選定首先要達(dá)到所要求的檢出限度·其次能提供足夠小的隨機(jī)和系統(tǒng)誤差，同時(shí)對(duì)各種環(huán)境樣品能得到相近的準(zhǔn)確度和精密度，當(dāng)然也要考慮技術(shù)、儀器。
二、分析方法標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)化上作是一項(xiàng)具有高度政策性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、嚴(yán)密性和連續(xù)性工作，開(kāi)展這項(xiàng)上作必須建立嚴(yán)密的組織結(jié)構(gòu)。由于這些機(jī)構(gòu)所從事上作的特殊性，要求它們的職能和權(quán)限必須受到標(biāo)準(zhǔn)化條例的約束。
三、監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)空間的協(xié)作試驗(yàn)
協(xié)作試驗(yàn)是指為了一個(gè)特定的口的和按照預(yù)定的程序所進(jìn)行的合作研究活動(dòng)。協(xié)作試驗(yàn)可用于分析方法標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度定值、實(shí)驗(yàn)室問(wèn)分析結(jié)果爭(zhēng)議的仲裁和分析人員技術(shù)評(píng)定等項(xiàng)上作。
分析方法標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作試驗(yàn)的目的，是為了確定擬作為標(biāo)準(zhǔn)的分析方法在實(shí)際應(yīng)用的條件下可以達(dá)到的精密度和準(zhǔn)確度，制定實(shí)際應(yīng)用中分析誤差的允許界限，以作為方法選擇、質(zhì)量控制和分析結(jié)果仲裁的依據(jù)。
四、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
一、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其分類(lèi)
(一)環(huán)境計(jì)量
環(huán)境計(jì)量是定量地描述環(huán)境中有害物質(zhì)或物理量在不同介質(zhì)中的分布及濃度(或強(qiáng)度)的一種計(jì)量系統(tǒng)。環(huán)境計(jì)量包括環(huán)境化學(xué)計(jì)量和環(huán)境物理計(jì)量?jī)纱箢?lèi)。
環(huán)境化學(xué)計(jì)量是以測(cè)定大氣、水體、土壤以及人和生物中有害物質(zhì)為中心的化學(xué)物質(zhì)測(cè)鹽系統(tǒng);環(huán)境物理計(jì)量是以測(cè)定噪聲、振動(dòng)、電磁波、放射性、熱污染等為中心的物理計(jì)量系統(tǒng).有關(guān)計(jì)量項(xiàng)口在前述各章己有敘述。
(二)基體和基體效應(yīng)
在環(huán)境樣品中，各種污染物的含量一般在ppm或ppb級(jí)水平，而大量存在的其他物質(zhì)則稱(chēng)為基體。口前環(huán)境監(jiān)測(cè)中所用的測(cè)定方法絕大多數(shù)是相對(duì)分析法，即將基準(zhǔn)試劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)樣品在相同條件下進(jìn)行比較測(cè)定的一種方法。這種用“純物質(zhì)“配成的標(biāo)準(zhǔn)溶液與實(shí)際環(huán)境樣品間的基體差異很大。山于基體組成不同，因物理、化學(xué)性質(zhì)差異而給實(shí)際測(cè)定中帶來(lái)的誤差叫做基體效應(yīng)。
(三)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的一氣類(lèi)。不同國(guó)家、不同機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有不同的名稱(chēng)，而且至今仍沒(méi)有被普遍接受的定義。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(Reference Material簡(jiǎn)稱(chēng)作RM)定義為這種物質(zhì)具有一種或數(shù)種己被充分確定的性質(zhì)，這些性質(zhì)可以用作校準(zhǔn)儀器或驗(yàn)證測(cè)量方法。RM 可以傳遞不同地點(diǎn)之間的測(cè)量數(shù)據(jù)(包括物理的、化學(xué)的、生物的或技術(shù)的)。可以是純的，也可以是混合的氣體、液體或固體，甚至是簡(jiǎn)單的人造物體。在一批RM發(fā)放前，應(yīng)確定其給定的一種或數(shù)種性質(zhì)，以及足夠的穩(wěn)定性。通常在規(guī)定的不確定度范圍內(nèi)，適當(dāng)小量的RM樣品應(yīng)該具備完整的RM的性質(zhì)。ISO還定義了具有證書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(Certified Reference Material簡(jiǎn)稱(chēng)CRM)這類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)帶有證書(shū)，在證書(shū)中應(yīng)具備有關(guān)的特性值，使用和保存方法及有效期。證書(shū)山國(guó)家權(quán)威計(jì)量單位發(fā)給。
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)定義的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)(簡(jiǎn)稱(chēng)SRM).是由NBS鑒定發(fā)行的，其中具有鑒定證書(shū)的也稱(chēng)CRM。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值山下述3種方法之一獲得:①一種己知準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)方法;②兩種以上獨(dú)立可靠的方法;③一種專(zhuān)門(mén)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)室協(xié)作網(wǎng)。SRM主要用于:①幫助發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)方法;②校正測(cè)量系統(tǒng);③保證質(zhì)量控制程序的長(zhǎng)期完善。
二、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備和定值
(一)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備的一般過(guò)程
固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備大致可以分為采樣、粉碎、混勻和分裝等幾步。圖1是我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)—河流沉積物的制各流程。固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通常是自接采用環(huán)境樣品制備的。己被選作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的環(huán)境樣品有飛灰、河流沉積物、土壤、煤:植物的葉、根、莖、種籽:動(dòng)物的內(nèi)臟、肌肉、血、尿、毛發(fā)等。
多數(shù)環(huán)境的液體和氣體樣品很不穩(wěn)定，組成的動(dòng)態(tài)變化大，所以液體和氣體的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是用人上模擬天然樣品的組成制備的，如美國(guó)的SRM1643a(水中19種痕量兀素)就是根據(jù)天然港口淡水中各種兀素的濃度，準(zhǔn)確稱(chēng)量多種化學(xué)試劑經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確稀釋制成的。
(二)穩(wěn)定性和均勻性的研究和檢驗(yàn)
均勻是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)第一位和最根本的要求，是保證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有空間一致性的前提，對(duì)固體樣品尤其如此。均勻性是一個(gè)相對(duì)的概念。首先，絕對(duì)的均勻是不可能實(shí)現(xiàn)的。若樣品的不均勻度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于分析中的誤差，就可以認(rèn)為樣品是均勻的。樣品的均勻性又是有針對(duì)性的，因?yàn)椴煌M分在樣品中的分布是很不同的。有些組分很難達(dá)到均勻，例固體樣品，對(duì)這類(lèi)組分的均勻性檢查是檢驗(yàn)上作的重點(diǎn)。
取量的大小也是與均勻度有關(guān)的因素。為保證樣品的均勻，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)中通常要規(guī)定最小取樣量。因?yàn)楫?dāng)取樣量減少到一定限度以下時(shí)，樣品的不均勻度將急劇增加。
均勻性的檢驗(yàn)可以分為分裝前的檢驗(yàn)和分裝后的檢驗(yàn)。分裝前的檢驗(yàn)又包括混勻過(guò)程中的檢查和混勻后的檢查。
穩(wěn)定性是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的另一重要性質(zhì)，是使標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有時(shí)間一致性的前提。與固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相比，液體和氣體物質(zhì)的均勻性容易實(shí)現(xiàn)，但保持穩(wěn)定則困難得多。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性受溫度、濕度、光照等環(huán)境條件的影響。微生物的活動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致樣品組成的改變，因此很多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)封裝后都要采用輻射滅菌或高溫滅菌措施。選擇適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存容器，加入適當(dāng)?shù)姆(wěn)定劑，都可能大大改善標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性檢驗(yàn)采用跟蹤檢驗(yàn)的辦法。制備后定期檢查組分是否隨時(shí)間的推移而改變，以及變化的程度能否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度允許限的要求。
均勻性和穩(wěn)定性的檢驗(yàn)通常采用高精密度的測(cè)定方法，以便發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在時(shí)間、空間分布中的微小差異。
(三)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分析與定值
目前，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值多采用多種分析方法，由多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的協(xié)作試驗(yàn)來(lái)完成。制備環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)，準(zhǔn)確度要求很高，上作環(huán)境和人員操作技能都要有較高的水，工作量大，制備成本很高的上作。這也是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)種類(lèi)增加較慢、價(jià)格昂貴的主要原因。
在準(zhǔn)確分析的基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值多采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的辦法。目前，我國(guó)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)多按如下的步驟來(lái)處理數(shù)據(jù):
(1)對(duì)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按Grubbs檢驗(yàn)法棄去原始數(shù)據(jù)中的離群值后，求得該組數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差:
(2)對(duì)某一元素山不同實(shí)驗(yàn)室和不同方法的各自測(cè)量均值視為一組等精密度測(cè)量值。采用Grubbs檢驗(yàn)法棄去離群值后，求得總平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差:
（3)用總平均值表示該兀素的定值結(jié)果，用標(biāo)準(zhǔn)偏差的2倍(2s)表示測(cè)量的單次不確定度，以2s除以總平均值表示相對(duì)不確定度。
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