浅谈环境监测实验室质量保证

    赵迎春　闫丽　郗艳娟　何雁鸿

    

    

    摘 要：为了保证监测数据的准确可靠，阐述了环境监测实验室样品采集的注意事项、样品保存的方法及保存剂用量和实验室分析过程中在纯水、耗材、仪器设备、检测方法、检测的精密度和准确度等各环节的控制要点。

    关键词：环境监测;样品采集与保存;质量控制

    环境监测是环境治理和环境保护政策制定的重要依据，为了保障监测数据的质量，保证数据的准确可靠，必须从采集样品、样品的存储及运输、样品的实验室分析、数据处理等各环节进行质量控制。

    1 样品的采集

    样品的采集是检验工作的基础，是监测数据公正、准确和可靠的保障。首先样品应具有代表性。采样前，抽样人员应详细勘察环境状况，按照HJ 495-2009《水质 采样方案设计技术规定》 [1]中的规定制定采样计划和采样方案，合理确定采样地点、采样时间和频率。在采样过程中，按照HJ 494-2009《水质 采样技术指导》 [2]中的规定规范操作。第一应注意测定pH、COD、BOD5、DO、硫化物、油类、有机物、余氯、粪大肠菌群、懸浮物、放射性等项目的样品，不能混合，应单独采样。第二应注意采样期间避免样品受到污染。例如采样器残留的前一次样品的污染、灰尘和水对采样瓶瓶盖及瓶口的污染和保存样品的容器的污染等。

    2 样品的保存

    由于物理、化学和生物的作用，各种水质的水样，从采集到分析这段时间内会发生不同程度的变化。例如：水样及水样各组分可能发生化学反应，从而改变某些组分的含量与性质，样品中的生物体的新陈代谢会消耗水样中的某些组分。因此，采集样品后要尽快送往实验室进行分析或按照HJ 493-2009《水质样品的保存和管理技术规定》[3]的规定，选择相应的保存方法和保存剂，在规定的保存时间内将样品测定完毕。

    3 实验室分析各环节的质量控制

    实验室分析工作是保障监测质量的重要组成部分，实验室质量控制是指为将分析测试结果的误差控制在允许限度内所采取的控制措施，为了保障监测数据的准确、有效，必须采取措施严控影响数据准确度的各个环节。

    3.1 实验用水的质量控制

    实验用水是影响空白的重要因素，直接影响方法的检出限和实验的精密度。分析实验室用水共分三个级别：一级水、二级水和三级水。实验用水的质量控制见GB/T 6682-2008[4]。一级水用于有严格要求的分析实验，如高效液相色谱分析用水;二级水用于无机痕量分析等实验，如原子吸收光谱分析用水;三级水用于一般化学分析实验。

    3.2 实验室耗材的质量控制

    实验室的耗材包括标准物质、药品和试剂等。

    3.2.1 标准物质 标准物质应采购、使用国家有关部门正式批准的有证标准物质，以便能溯源到国际单位制（SI）、国家基准、国家计量基准或国家标准物质基准，并对标准物质进行期间核查。

    3.2.2 药品和试剂 试剂和耗材在使用前应进行空白实验，满足空白要求后才能用于样品的检验检测，同时注意药品和试剂的贮存条件。

    3.3 实验仪器设备的控制管理

    为了保证检验检测数据的准确可靠，检测用的仪器设备必须经检定合格或经校准确认可以投入使用后方可使用，使用前应进行确认其是否满足检验检测方法的要求。根据《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》，用于环境监测方面的分光光度计、可见光分光光度计、紫外分光光度计、红外分光光度计、荧光分光光度计、原子吸收分光光度计、测汞仪和水质污染监测仪等必须实行强制检定。除了检定/校准之外，还需要期间核查。

    3.4 检验检测方法的控制

    为保证检测方法标准的现行有效性，至少每3个月一次进行标准查新，以保证检测结果的正确性和有效性。初次采用标准方法开展项目检测时，应组织检测人员进行验证实验。验证过程包括：检验检测设备及环境条件是否满足标准方法规定，通过模拟试验，确认检测结果（如检测范围、灵敏度、检测重复性、检测不确定度等）符合标准方法的要求。如果标准方法发生了变化，应重新予以验证，并将相关证明材料存档。

    例如：用一新方法测定标准值为10.55 μg/L的铜标准物质，选用方法A重复测定8次，重金属铜方法验证统计量的计算公式[4]为：

    t计 =x-μsn（1）

    其中：S：8次测定的标准偏差为0.42 μg/L;n：测定次数为8。

    x1 ： 8次测定数据的平均值10.36 μg/L;μ：标准值为10.55 μg/L。

    t计=1.279

    查t值表P（2），ta（0.05，7） = 2.365，统计推断：1.279<2.365，t计

    3.5 空白值的控制

    在每批样品进行分析时，必须同时带两个空白值。空白值与药品试剂的纯度、蒸馏水的质量、玻璃器皿的洁净度、所用仪器的灵敏度、操作人员的水平及实验室的环境状况等因素有关。

    3.6 精密度的控制

    平行样分析反映的是样品批内测定结果的精密度，检查的是同批测定结果的稳定性。平行样测定值的相对允许偏差和室内相对标准偏差（%）见表1。

    3.7 结果有效性的控制

    3.7.1 人员比对 用于考核新进人员的检测技术能力和监督在岗人员的持续工作能力，采用相同的方法和仪器对同一样品进行检测，用统计学方法检验检测结果是否存在显著性差异，计算公式[6]如（2）和（3）。此计算方法也可用于重金属不同消解方法的比对、不同仪器比对、试剂贮存条件的比对等。

    其中：n1：甲检测人员测定次数;n2：乙检测人员测定次数;

    S1： 甲检测人员测定的标准偏差; S2： 乙检测人员测定的标准偏差;

    x1：甲检测人员测定平均值;x2：乙检测人员测定平均值;

    Sp：合并标准差。

    查t（0.05，n1+n2-2）值（a=0.05，f=n1+n2-2），当t计

    例如：甲、乙检测人员用同一方法、使用相同的仪器对一样品进行氨氮的测定，测定的次数n1、n2分别为4、5、测定平均值x1、x2分别为0306 mg/L和0.309 mg/L、标准偏差S1、S2分别为0.003 mg/L和0.002 mg/L，经公式（1）和（2）计算，t计= 1.788，t（0.05，7） =2.365（a=0.05，f=7），t计

    3.7.2 仪器比对 仪器比对的验证对象是新增仪器、经过维修或检定校准的仪器，方法是同一检测人员，用相同的方法和仪器对前处理相同的样品进行检测，根据检测结果评价不同的检测设备性能存在的差异性。评价方法如3.7.1。

    3.7.3 有证标准物质检测 在测定样品时，插入有证标准物质（质控样）进行检测，质控样的检测结果在其标准值的范围之内。

    3.7.4 加标回收率 回收率是实验室最常用的质控方法，用于检查分析测定结果的准确度。一般环境样品的加标量以待测组分浓度的0.5～20倍为宜，不得超过3倍，加标后的总浓度不得大于方法上限的0.9倍[7]。回收率显著性檢验的统计量公式为：

    t计=P-μRSD/n

    其中： P：回收率的平均值;μ：100%;

    RSD：回收率的相对标准偏差（%）;n：测定次数;t计：统计量。

    例如：向淡水样品中加入一定量的标准物质，加标形成的浓度为4.0 mg/L，重复测定加标样品6次，测定的平均值为3.85 mg/L，标准偏差为0230 mg/L，RSD则为5.82%，回收率为P=385/4.0 = 96.2%，检验96.2%的回收率与100%是否无显著性差异。经计算t计=1.60，查t（0.05，5）=2.571，t计

    4 结语

    监测质量是监测工作的生命，没有质量保证的监测数据是无效数据。因此，质量控制要贯穿于环境监测工作的各个环节，使监测数据的误差控制在允许范围内，使其质量满足代表性、完整性、精密性、准确性和可比性的要求。

    参考文献：

    [1] 环境保护部.水质 采样方案设计技术规定：HJ 495-2009[S].北京：中国环境科学出版社，2009：3-18.

    [2] 环境保护部.水质 采样技术指导：HJ 494-2009[S]. 北京：中国环境科学出版社，2009：3-15.

    [3] 环境保护部.水质样品的保存和管理技术规定：HJ 493-2009[S]. 北京：中国环境科学出版社，2009：7-15.

    [4] 中国石油和化学工业协会.分析实验室用水规格和试验方法：GB/T 6682-2008[S].北京：中国标准出版社，2008：1.

    [5] 农业部.渔业生态环境监测规范 第1部分：总则：SC/T 9102.1-2007[S]. 北京：中国农业出版社，2007：4.

    [6] 杜荣骞.生物统计学[M].北京：高等教育出版社，1958：111-112;123-125.

    [7] 柘元蒙.环境检测机构实验室的常用质量控制方法及结果评价[J].环境科学导刊，2019，38（3）：89-95.

    （收稿日期：2019-10-29;修回日期：2019-11-22）

    作者简介：赵迎春（1973-），女，助理工程师，主要从事沿海开发工作。E-mail：[email protected]。