能力驗證在環(huán)境監(jiān)測實驗室中的應用

馬 玲

(石家莊市環(huán)境監(jiān)測中心，河北石家莊 050022)

能力驗證在環(huán)境監(jiān)測實驗室中的應用

馬 玲

(石家莊市環(huán)境監(jiān)測中心，河北石家莊 050022)

闡述了能力驗證在環(huán)境監(jiān)測實驗室中所起的作用，并通過實例分析證明了能力驗證是環(huán)境監(jiān)測實驗室內(nèi)部質(zhì)控措施的有力補充，并且推動了環(huán)境監(jiān)測實驗室整體工作水平的提高。

能力驗證；環(huán)境監(jiān)測實驗室；應用實例

能力驗證就是由若干實驗室按照規(guī)定的實驗方法對同一不知濃度的樣品進行檢測，最終按取中位值的統(tǒng)計方法計算各實驗室結(jié)果的偏離情況，從而給出結(jié)果滿意、結(jié)果有問題、結(jié)果不滿意的3種結(jié)論。一般情況下參加能力驗證活動的實驗室數(shù)量越多，中位值的統(tǒng)計越準確。能力驗證活動的范圍可以以一個地區(qū)的形式開展、也可以在全國或全球范圍內(nèi)進行[1]。

1 能力驗證在環(huán)境監(jiān)測實驗室中所起的作用

1.1能力驗證是證明環(huán)境監(jiān)測實驗室檢測能力的有效途徑

由于能力驗證檢測樣品真值的不可知性，決定了各參加實驗室檢測能力的真實體現(xiàn)，目前是國際上公認的公平、客觀評價實驗室檢測能力的方法。國家環(huán)境監(jiān)測總站、認監(jiān)委、中國合格評定國家認可委員會(以下簡稱CNAS)等機構(gòu)都將能力驗證作為實驗室日常管理和評價的有效途徑[2]。按照CNAS能力驗證的要求，獲得實驗室認可的環(huán)境監(jiān)測實驗室要在一個認可周期內(nèi)參加本實驗室全部領(lǐng)域的能力驗證活動，同時要滿足一年參加一次水領(lǐng)域能力驗證，二年參加一次土壤領(lǐng)域的能力驗證，以此來證明取得認可資質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測實驗室檢測能力的持續(xù)有效性[3-4]。國家環(huán)境監(jiān)測總站及認監(jiān)部門也每年不定時地舉辦各種領(lǐng)域的能力驗證活動。環(huán)境監(jiān)測實驗室通過參加各部門的能力驗證活動并取得滿意結(jié)果向社會及各級主管部門證明了其檢測能力的持續(xù)有效和水平等級，證明了本實驗室檢測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，同時提高了環(huán)境監(jiān)測部門的自信心，增強了客戶的信任度。

1.2能力驗證是環(huán)境監(jiān)測實驗室進行自我評定的有效手段

能力驗證還可以作為環(huán)境監(jiān)測實驗室的一種外部質(zhì)量控制措施，不僅是內(nèi)部質(zhì)量控制措施的重要補充和完善，還可以幫助實驗室進行自我評定，確保實驗室質(zhì)量管理體系維持較高水平的有效運行，并適時進行持續(xù)改進，推動了環(huán)境監(jiān)測實驗室更好地為社會和環(huán)境管理部門服務的良好發(fā)展態(tài)勢。環(huán)境監(jiān)測實驗室通過能力驗證的滿意結(jié)果進行自我能力的肯定，還可以通過不滿意結(jié)果或有問題結(jié)果來分析和查找原因，識別人員、設備、試劑、監(jiān)測方法、檢測環(huán)境等各種因素帶來的誤差，并通過采取積極有效的糾正措施，使檢測人員的綜合技術(shù)水平得到提高，縮小了和其他實驗室的差距，全面促進環(huán)境監(jiān)測實驗室檢測能力的持續(xù)改進，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準性和真實可靠性。

2 能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計和評價方法

能力驗證計劃統(tǒng)計分析采用穩(wěn)健(Robust)技術(shù)處理，即采用穩(wěn)健統(tǒng)計的中位值為指定值，標準化四分位距(NIQR)為變動性度量值(目標標準偏差)。參加實驗室結(jié)果的Z值按下式計算：

Z=(x-X)/σ。

式中：x為實驗室測試結(jié)果；X為指定值；σ為變動性度量值(目標標準偏差)。

能力驗證計劃以Z比分數(shù)評價參加實驗室的結(jié)果，即：∣Z∣≤2為滿意結(jié)果；2<∣Z∣<3為有問題結(jié)果；∣Z∣≥3為不滿意結(jié)果(離群值)。為了清晰地表示各實驗室參加能力驗證計劃的結(jié)果，將Z比分數(shù)值按大小順序排列作柱狀圖，每個柱條標有該參加實驗室的代碼。從該柱狀圖上，每個參加實驗室很容易將其結(jié)果與其他參加實驗室進行比較，了解其結(jié)果在本次計劃中所處的水平[5]。

3 能力驗證不滿意結(jié)果的實例分析

下面以某環(huán)境監(jiān)測實驗室近幾年參加的能力驗證活動為例來說明能力驗證作為外部質(zhì)量控制措施對環(huán)境監(jiān)測實驗室內(nèi)部質(zhì)控措施進行了有力的補充[6]。

3.1水中錳的測定

接到考核盲樣后，實驗室嚴格按照內(nèi)部質(zhì)量控制程序進行了檢測，同時測定的已知濃度的標準樣品結(jié)果在不確定度的允許范圍內(nèi)，然而最終統(tǒng)計的考核結(jié)果∣Z∣=3.33，判定為不滿意[5]。實驗室積極查找原因，將可能影響檢測結(jié)果的因素逐一排除，最終在繪制的標準曲線上發(fā)現(xiàn)了問題。檢測時實驗室配制的標準系列及檢測樣品濃度與儀器響應值對應關(guān)系見圖1。

圖1 標準系列及檢測樣品濃度與響應值對應關(guān)系Fig.1 Correspondence between the concentration of the standard series and testing samples with absorbance

由圖1可以看出，由于本次考核樣品濃度偏低，致使儀器響應值落在標準曲線的第一點和第二點之間曲線線性范圍邊緣地帶，造成結(jié)果不確定因素增加，出現(xiàn)不可預測的結(jié)果偏差。發(fā)生該問題是因為環(huán)境監(jiān)測實驗室大多進行濃度偏高的污染源樣品檢測，對濃度偏低的樣品處理經(jīng)驗不足。該實驗室針對這次情況積極采取了糾正措施，開展了低濃度樣品檢測的培訓，對低濃度標準樣品采取擴充配制2～3個低濃度曲線點的辦法來延長曲線的線性范圍，以保證低濃度樣品的儀器響應值落在標準曲線線性范圍的中間位置，減少不確定因素的干擾。后經(jīng)該實驗室內(nèi)部低濃度標樣考核合格和CNAS的測量審核取得滿意結(jié)果，驗證了糾正措施的有效性，同時確認了該環(huán)境監(jiān)測實驗室在低濃度樣品的測定技術(shù)上有了長足的進步和能力的提升[7]。

3.2廢氣中氮氧化物的測定

本次考核分為2個批次的樣品，分別為低濃度NOx和高濃度NOx，該實驗室在嚴格的內(nèi)部質(zhì)控程序下采用定電位電解法進行測定，最終統(tǒng)計檢測結(jié)果∣Z∣=2.56，判定為結(jié)果有問題。實驗室根據(jù)2個濃度結(jié)果數(shù)值偏低的共性確定檢測過程存在系統(tǒng)誤差。通過排查，最終確定出現(xiàn)問題的原因是檢測儀器傳感器配備不足。NOx定電位電解監(jiān)測方法中指出廢氣中NO2的濃度含量很低，不超過NOx含量的5%(體積分數(shù))，一般用NO的濃度來折算NOx濃度即可[8]。所以使用配備O2傳感器、SO2傳感器和NO傳感器的TESTO335煙氣分析儀完全可以滿足日常環(huán)境監(jiān)測的要求。但是使用該儀器測定本次考核標氣中的NOx濃度卻會因為NO2數(shù)據(jù)的缺失，給考核結(jié)果帶來誤差。原因明確后該實驗室補充安裝了NO2傳感器和標氣，加強了NO2和NOx標氣測定的理論學習和實踐操作，彌補了工作上出現(xiàn)的不足，并通過內(nèi)部多次測定不同濃度NOx標氣取得合格結(jié)果驗證了該實驗室在NOx測定技術(shù)上有了明顯進步，整體工作能力有了顯著提高。

3.3水中汞的測定

本次盲樣考核采用原子吸收法來測定水中的汞，本方法最低檢出質(zhì)量濃度是0.000 05 mg/L，盲樣的測定范圍是0.002～0.02 mg/L，最終統(tǒng)計結(jié)果∣Z∣=2.35，判定為結(jié)果有問題。按照檢測方法要求，水中汞的質(zhì)量濃度應按下式進行計算：

ρ(汞)=V1C/V2。

式中：C為從校準曲線上查得相應測定元素的濃度(μg/L)；V1為測量時水樣的體積(mL)；V2為預處理時移取水樣的體積(mL)。

通過對檢測過程的反復排查，發(fā)現(xiàn)參與計算的V2數(shù)值不精準。方法中要求移取一定量水樣V2，加入12 mL HCL和8 mL硫脲，最后用純水定容至100 mL(V1)進行測定[9]。實驗室人員考慮本次樣品濃度較低，直接用樣品定容至100 mL，求得V2(100 mL-12 mL-8 mL=80 mL),并代入公式參與計算。這個過程的變化將V2本該是量出式容器移取的體積演變成量入式計算體積，理論上可行但沒有經(jīng)過驗證存在不確定的誤差，另外如果容量瓶沒有徹底干燥，將會引入更多的誤差，這些誤差會對低濃度樣品結(jié)果造成較大的影響[10]，導致數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生問題。通過對本次有問題結(jié)果的排查，及時發(fā)現(xiàn)了實驗室人員工作上的疏漏，并通過積極采取糾正措施最終取得了提高人員理論和操作技術(shù)水平的效果。

4 結(jié) 語

能力驗證作為一項客觀公正的活動，成為了積極有效的，帶動區(qū)域性、行業(yè)性實驗室整體提高的有效途徑，被國內(nèi)外越來越多的實驗室及實驗室管理機構(gòu)認可并采納。積極參加能力驗證活動是對實驗室自身檢測水平的一種挑戰(zhàn)，是實驗室檢測水平不斷完善，不斷更新的一個過程。

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WANG Fucheng, HAN Yongming. Effect of proficiency testing on improving laboratory testing capability [J]. Supervision & Choice, 2004(4):2-3.

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[3] CNAS—RL02，能力驗證規(guī)則[S].

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State Environmental Protection Administration. Determination Methods for Examination of Air and Wastegas [M]. 4th ed.Beijing: China Environmental Science Press, 2009.

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NI Yucai. Evaluation of Uncertainty of Practical Measuring [M].Beijing: China Metrology Press, 2005.

Application of proficiency testing in the environmental monitoring laboratories

MA Ling

(Shijiazhuang Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang Hebei 050022, China)

The roles of the proficiency testing in the environmental monitoring laboratories were expounded. By some examples it was demonstrated that the proficiency testing was a strong complement to the internal quality control of the environmental monitoring laboratoried, and it pushed forward the improvement of the overall level of the environmental monitoring laboratories.

proficiency testing; environmental monitoring laboratories; application examples

1008-1534(2013)06-0463-03

X830.5

A

10.7535/hbgykj.2013yx0614

2013-06-03;

2013-06-26

責任編輯：王海云

馬 玲(1974-)，女，河北石家莊人，高級工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測及質(zhì)量管理方面的研究。

E-mail:maling903@sina.com