化學檢測實驗室認可中涉及的檢測方法、樣品及結果報告

孫培琴，陳延青，杜兵，常海，安子怡，姜輝

(1.中國合格評定國家認可中心,北京 100062;2.國家環境分析測試中心,北京 100029;3.西安近代化學研究所,西安 710065;4.國家地質實驗測試中心,北京 100037;5.山東省青島生態環境監測中心,青島 266003)

CNAS-CL01-A002:2020《檢測和校準實驗室能力認可準則在化學檢測領域的應用說明》(簡稱A002:2020)于2021年1月1日實施,2021年7月1日以后,所有受理、評審業務均應按新版文件執行。在過渡期內,由于化學檢測的多樣性和相對不確定性,實驗室在按照CNAS-CL01-A002:2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》及其化學應用說明老版文件A002:2018的要求進行實際運行時,容易忽略A002:2020中的一些關鍵點,如檢測方法、樣品、結果報告等,因此有必要針對這些需要特別關注的內容進行說明和示例。

1 檢測方法

1.1 檢測方法的選擇及校準曲線的繪制

實驗室應關注檢測方法中提供的限制說明、濃度范圍和樣品基體,應確保選擇的檢測方法在限值附近給出可靠的結果。限值是指判定檢測對象中某檢測參數的規定超過或不得超過的特定數值。限值附近的數值準確性會直接影響結果合格與否的判定,如果其數值不可靠,就有可能造成誤判。例如地表水環境質量標準[1]中鉛的限值按照地表水級別進行劃分,Ⅰ類和Ⅱ類地表水含鉛量不大于0.01 mg·L－1、Ⅲ類和Ⅳ類地表水含鉛量不大于0.05 mg·L－1、Ⅴ類地表水含鉛量不大于0.1 mg·L－1。GB 7475－1987《水質 銅、鉛、鋅、鎘的測定 原子吸收分光光度法》[2]第一部分直接法中鉛的可測定質量濃度范圍為0.2～10 mg·L－1,而Ⅰ～Ⅴ類地表水的限值均小于直接法測鉛的最低質量濃度0.2 mg·L－1,因此,直接法不能被用于地表水中鉛含量的測定;第二部分螯合萃取法中鉛的可測定質量濃度范圍為10～200μg·L－1,其最低可測定質量濃度和Ⅰ類、Ⅱ類地表水鉛的限值一致,可在提供不確定度的情況下選用,Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類地表水鉛限量均高于螯合萃取法的最低可測定質量濃度,可選用螯合萃取法對鉛含量進行測定,而當測定值高于方法的最高可測定質量濃度時,應將樣品稀釋后再進行測定。

實驗室應建立和使用與檢測方法要求相匹配的校準曲線,按標準中要求的校準點個數繪制校準曲線。如果標準中沒有要求,通常情況下,實驗室至少配制5個濃度水平的標準樣品(除空白外)建立校準曲線。在配制校準溶液時,曲線最低和最高濃度點應與檢測方法要求的一致,如生活飲用水標準[3]要求立呋喃丹校準曲線的最低濃度點的質量濃度不應高于2.0μg·L－1。

為保證校準曲線的穩定,無論標準方法是否明確規定,均應定期使用中間濃度水平的標準樣品核查曲線,同時建立檢查結果可否接受的判定標準。例如水質氨氮測定標準[4]要求,每分析10個氨氮水質樣品需用一個校準曲線的中間濃度水平標準溶液(如果線性范圍是0.04～1.00 mg·L－1,則可用0.50 mg·L－1的標準溶液)進行核查,其測定結果的相對偏差應不大于5%,否則應重新繪制校準曲線。

1.2 檢測方法的驗證

首次采用標準方法時,所進行的技術能力驗證內容應盡可能全面。方法要驗證的是實驗室是否有能力按標準方法開展實驗室活動和出具準確可靠的檢測結果,因此實驗室進行技術驗證時應覆蓋檢測全過程,包括前處理、取樣(適用時)等。同時還要考慮到適用的濃度范圍、樣品基體、檢出限、測定下限、正確度(根據GB/T 27417－2017《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》[5],正確度通常用偏倚來表示,而偏倚通常用回收試驗評估)。整個過程都要保留驗證記錄。

一般情況下,對標準方法的驗證應該是對整個標準的全面驗證,如果標準中的某些過程(如樣品前處理)與其他標準方法的一樣,且在進行其他方法驗證時已經做過,那么該方法可只針對差異部分進行驗證。

另外,只有當目標物含量足夠小,如痕量分析和超痕量分析時,才有必要評價檢出限和測定下限。例如食品中鉛測定的標準[6]規定:當稱樣量為0.5 g(或0.5 mL),定容體積為10 mL 時,方法的檢出限為0.02 mg·kg－1(或0.02 mg·L－1),測定下限為0.04 mg·kg－1(或0.04 mg·L－1)。

1.3 檢測方法的確認

任何對標準方法的修改,如超出適用的濃度范圍或基體范圍、采用分析性能更佳的替代技術等,都應進行確認。有的實驗室主觀認為使用更先進的檢測技術一定是更可靠的,可以不經客觀確認就能直接使用,這種觀點顯然是錯誤的。一般來說,對標準方法的改進是科學技術進步的表現,即采用更好、更方便、更準確或更高效的方法代替原有檢測方法,但是該改進方法由于各種原因還未形成標準,且實驗室使用這種改進方法的行為是一種常態行為,而不是臨時行為,因此,為了證明該方法能夠滿足預期用途或應用領域的要求,需要對非標準方法進行方法確認后才能使用。例如通常認為電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)比電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)的檢測靈敏度更高,但是如果檢測標準規定的方法是ICP-AES,實驗室想要采用ICPMS 替代ICP-AES 進行分析,應該進行方法的確認。

值得注意的是,有的實驗室將標準方法的改進與方法的偏離混淆,認為標準方法的改進是方法偏離。方法偏離只是一種非常態的臨時行為,只是由于客觀原因使某種檢測條件無法達到,但經技術判斷可以繼續檢測的情況下才發生的行為,過后還要恢復正常,因此可以在事先形成了文件、獲得了授權并被客戶接受的情況下方可按標準方法使用。

可通過對有證標準物質(CRMs)的測定值與證書認定值的比較來評價方法的正確度。有證標準物質中分析物的濃度水平應在方法的適用范圍內,例如可規定所使用的有證標準物質中目標物的含量應為高(校準曲線濃度范圍上限90%附近)、中(校準曲線濃度范圍中間點附近)、低(測定下限附近)等3種濃度水平。正確度控制指標要求有證標準物質/標準樣品的測定值應在其認定值的測量不確定范圍內。所選用的有證標準物質濃度水平(特性值)、基體、形態、認定值可接受的不確定度等的特性應該與客戶需求及判定標準相匹配[7]。

如果滿足要求的有證標準物質不可獲得,可進行加標回收試驗,如環境檢測標準[7]要求在進行方法正確度和精密度試驗時,使用的實際樣品(或實際樣品中的標準樣品)中目標物的含量應盡可能與實際用途包含或適用的生態環境質量標準、生態環境風險管控標準、污染物排放標準限值要求的含量相一致。

在進行方法確認時,如無合適基體的有證標準物質,還可選擇與具有可比性的標準方法或公認的檢測方法進行比對。例如在采用氣相色譜-質譜法檢測涂料中的揮發性有機物時,如果沒有適用的國家標準/行業標準,可以按照適用范圍,選擇國際檢測方法(如ISO 11890 系列標準[8])進行對比研究。

2 樣品

2.1 抽樣的約定

為規避對不均勻樣品進行取樣或抽樣所帶來的檢測結果代表性差的風險,實驗室應在需要時,與客戶在合同中明確約定與后續檢測相關的抽樣(含取樣、采樣)方案,包括抽樣位置、時間、方法、樣本量等信息。以蜂窩式催化劑為例,新生產的長條催化劑元件可按照火電廠煙氣脫硝催化劑檢測技術規范[9]取樣,因為此樣品為均勻樣品,能夠代表整條樣品的性能。但是,在電廠使用一段時間后,長條催化劑元件就變成了不均勻樣品,其各部位化學組成、磨損強度、抗壓強度都有可能發生不同程度的變化,當客戶送來整條樣品時,需要與客戶約定取樣部位,并在樣品上注明或以圖的方式附在合同書中。當檢測實驗室到電廠燃煤煙道氣中的標準模塊中取樣時,由于標準模塊中條與條之間,條的部位與部位之間的性能都是不均勻的,檢測結果只能代表取樣部位,不能代表整條,也不能代表整個標準模塊的樣品性能,因此也必須與客戶約定取樣部位。

2.2 抽樣的代表性

實驗室在接到樣品后,如果需要將樣品分開用于檢測不同特性時,從中抽取的檢測樣品,應能代表原始樣品。必要時,實驗室應制定抽取檢測樣品的程序(或方案),以確保該樣品的代表性。我國檢測機構通常認為這一活動是樣品的處置,不屬于抽樣。但在ISO/IEC 17025:2017《檢測和校準實驗室能力認可準則》修訂后,這一概念得到更正,該標準將實驗室從送檢樣品中抽取檢測需要樣品[例如從送檢(或抽取)的3包糖果中取部分樣品進行檢測]列入了7.3抽樣條款中進行控制。在對A002:2020進行對應修訂時,也將原5.8檢測和校準物品(樣品)的處置c)條款內容移至7.3抽樣條款中。

即使樣品看起來均勻,實驗室也不應假定其是均勻的。例如檢測油脂樣品的過氧化值和酸價時,冷藏后的油脂會凝固,要先將其從低于30℃恢復至室溫,再搖勻取樣。根據檢測特性的不同,部分檢測項目的保存方式也不同,必要時應將樣品單獨采集儲存,如動植物油類、石油類、硫化物、揮發酚、氰化物、余氯等,其中動植物油類、石油類等應全部用于分析,以避免樣品的不均勻對結果造成影響[10]。

2.3 樣品管理的記錄

對于有檢測時效性要求的樣品,應記錄抽樣時間,并在規定時限內開展檢測工作。需控制樣品運輸溫度等環境條件時,應記錄并按相關要求進行控制。在A002:2020中的7.3.3及7.4.1.1條款均涉及了檢測時效性的內容,7.3.3條款側重對抽樣時間的記錄,以便明確最晚檢測時限,7.4.1.1條款側重對最長保留時間的識別和規定。

隨著時間推移,有些樣品的某些參數會發生變化,因而采樣方法[10]中會給出樣品保存時間。例如在檢測總酸度、色度時,污水的保存時間為12 d;在檢測揮發酚、急性毒性等時,污水的保存時間為24 d;在檢測石油類和動植物油類時,污水的的保存時間為7 d;在檢測懸浮物時,污水的保存時間為14 d;在檢測化學需要量(COD,保存劑為硫酸,p H不大于2)時,污水的保存時間為常溫條件下2 d,在－20 ℃條件下30 d。如果檢測方法中有提到保存方法和保存時間,應以檢測方法為準。

2.4 樣品的處置

實驗室在接收樣品時應根據適用情況,檢查和記錄樣品的狀態,包括但不限于:標識、樣品體積或數量、外觀及包裝、是否添加保存劑等,比如檢測水質樣品的COD 值時,需將樣品保存在玻璃瓶中,體積不少于100 mL,同時要加保存劑硫酸至pH 小于2。

樣品應按相關規定以可行方式妥善儲存,不互容的化學品偶然混合發生反應會威脅到實驗室安全,因此應注意不互容樣品的儲存和處理?；瘜W品的儲存量與密集程度可能直接影響檢測結果,也可能給實驗室帶來安全風險,因此樣品儲存所需的設施、環境條件和設備應與實驗室所承擔的工作量相匹配。化學檢測實驗室中易變質、易燃易爆、有毒有害樣品比較常見,例如危險廢物樣品、農藥、催化劑、穩定劑、殺蟲劑、有機錫化合物等,如果實驗室涉及這些樣品,則應該根據其特性設置儲存條件并對其進行監控,同時記錄樣品的儲存條件。

3 結果報告

3.1 檢出限或測定下限的報告

當檢出結果低于方法檢出限或測定下限,實驗室可能會在報告中報告具體數值,也可能報告“未檢出”,無論何種情況,均應在檢測報告中提供方法檢出限或測定下限。

特殊情況下,為滿足特定客戶要求,有的實驗室會規定報告結果的限定值,即報告限,報告限通常不小于測定下限[11]。例如,GB 4806.7－2016《食品安全國家標準 食品接觸用塑料材料及制品》中[12]規定食品接觸用塑料材料及制品中的總遷移量不大于10 mg·dm－2,實驗室在與客戶協商后,可將其報告限設定為3 mg·dm－2。小于3 mg·dm－2時報告“未檢出”,不小于3 mg·dm－2(如5 mg·dm－2)時報告具體的測定值。

3.2 質控結果的報告

當需要解釋檢測結果時,或客戶有要求時,或檢測方法要求時,實驗室應報告質控結果。如空氣中的二口惡英測定方法[13]要求“記錄氣相色譜-質譜聯用儀的例行檢查、調試和校準記錄;標準物質的生產商和溯源;檢出限及其確認;空白實驗結果及確認;回收率結果及確認;分析操作的原始記錄(全過程)等與質量管理有關的信息,必要時提交質量管理報告?！?/p>

質控結果不完全滿足檢測方法要求且無法重新測試時,應在報告中以適當方式進行標注和說明。如含揮發性有機化合物、氰化物等的水質樣品保存時間較短,不具備重新采樣測試的條件,當質控結果不完全滿足檢測方法要求,而客戶堅持要求報告測試結果時,則應在報告中進行顯著標注和說明。

3.3 抽樣的報告

必要時,報告中應注明與后續檢測相關的抽樣(含取樣、采樣)信息。包括但不限于以下情況:①客戶有要求時;②需要解釋結果時;③檢測方法要求時;④風險識別結果需采取相應措施時。檢測結果與樣品密切相關,不同抽樣部位等因素有導致結論判定相反的風險。如2.1節所述的“蜂窩式催化劑”的樣品,其取樣位置需要在報告中注明。

3.4 測量不確定度的報告

實驗室應在體系文件中明確規定測量不確定度的評估和報告要求。實驗室應關注以下4方面的內容:①評估應參考行業內公認的標準/規范文件,例如CNAS-GL006:2019《化學分析中不確定度評估指南》等;②科學合理評估不確定度,不能漏掉主要的不確定度分量;③應明確何時報告測量不確定度,如當客戶有要求時,或者實驗室參加外部比對、標準物質/樣品定值等活動時等;④針對如何報告測量不確定制定報告規則。

3.5 技術記錄

發現檢測結果超出限值,重新進行采樣來獲得合格結果的這種情況比較常見。對檢測結果在限值附近的樣品進行留樣復測,一般是可以接受的。但每一次檢測過程都要記錄,棄用檢測數據的原因也必須記錄。

4 結語

化學檢測實驗室應在方法選擇時確保檢測方法能在限值附近給出可靠的結果,建立、使用并核查與方法相匹配的校準曲線;方法的驗證應全面,關注痕量分析;方法的確認關注正確度和精密度的獲得,區分標準方法的改進和偏離。抽樣時應關注樣品的代表性對檢測結果的影響,并與客戶進行約定;樣品應關注接收時的檢查,按照檢測時效性檢測,以妥善的方式儲存并記錄儲存條件。報告結果時關注檢出限或測定下限、質控結果、抽樣、測量不確定度的報告和記錄數據棄用的原因。