探討化學定量分析準確性的影響因素及對策

明 潔

(陜西安科安全生產技術研究所有限公司，陜西 西安 710065)

化學定量分析在科研、工程技術、商貿和工業生產過程中必不可少。化學分析具有較強的專業技術性，是實驗室樣品檢測的關鍵手段之一[1]，已經應用到環境監測、職業衛生檢測、食品安全和生物醫藥等領域。甚至，一些行業重要決策的制定也是以化學定量分析檢測結果為依據。化學分析結果準確性的地位和作用是不言而喻的。檢驗分析結果可以判定環境中有害物質濃度是否符合法規限值，化學定量分析結果也是行政部門公正嚴肅執法的重要依據。因此，對化學實驗室檢測結果的質量控制至關重要。其中，實驗室質量控制可分為實驗室內質量控制和實驗室間質量控制，其檢測結果準確性是檢驗檢測機構最關注的課題[2]。本文闡述了實驗室質量控制的關鍵因素，包括化學定量分析準確性的因素，以及對化學定量分析過程,其內容對于日常實驗分析檢測工作的規范性、檢測活動的客觀公正性，以及檢測數據的準確真實性都具有一定的指導意義。

1 影響化學定量分析準確性的因素

化學定量分析過程比較復雜，影響檢驗結果的準確性有多種因素，檢測過程中任何一個環節都有可能影響結果的準確性。從整體上來看，影響檢驗結果準確性的主要因素包括實驗室檢測人員、實驗儀器設備、實驗環境、化學試劑、檢測分析方法和檢測程序等，可以用因果關系圖簡單地概括為“人”“機”“料”“環”“法”和“測”，詳見圖1。

圖1 影響檢驗結果準確性的因果圖

1.1 實驗人員

化學分析檢測是一項專業性較強的系統工作，要求實驗人員具備一定專業基礎知識和檢測分析能力，是檢驗結果的關鍵因素。實驗人員如果沒有意識到檢測結果的重要性，在實際分析檢測中專業水平和責任心不強，沒有按照規定的檢測程序進行操作，那么極容易造成實驗數據與真實情況誤差較大，甚至會出現錯誤情況。實驗人員需要具有豐富的專業技術能力和實踐經驗，能夠實時選擇正確的檢測方法。另外，檢測機構也應當安排實驗人員進行定期繼續教育培訓，而且，實驗人員還需要多了解國內外最新的檢測方法，結合自身實際工作，可以應運國內外先進方法。

1.2 實驗器材

實驗儀器是進行化學分析檢測工作的先決條件[2]。實驗室化學器材是由儀器設備和玻璃器皿等組成。所需的實驗室化學儀器在購買時是否有合格證，儀器是否存在故障或者破損，都會影響實驗結果的準確度。另外，如果儀器沒有定期維護和定期檢定，也會使得檢驗結果出現系統誤差，從而對檢測質量會有一定的影響。

1.3 化學試劑

分析檢測過程中，使用的化學試劑的純度和是否在有限期內，對檢驗結果有一定的影響。有些配制的化學溶液要求在密閉環境條件下保存，如果保存不當會導致化學試劑失效。高精密度分析儀器設備對化學試劑純度要求更為嚴格。例如，在使用氣相色譜儀器分析檢測時，如果溶劑純度不高含有雜質，可能會出現干擾峰，進而會影響檢測結果的準確性。在實驗過程中遇到特殊要求，實驗人員需要進一步純化化學試劑，以滿足實驗要求。另外，化學試劑中的分子活躍性一般具有一定的期限，一旦超出了這個期限，試劑本身或許會失效，或者出現一定的變質，進而對整個實驗結果產生不良影響。因此，為了做好化學分析實驗室檢測結果的質量控制，科學而又有效的管理好化學試劑也具有十分重要的作用[3]。

1.4 實驗環境

化學分析檢測過程對實驗室環境有嚴格的要求，實驗室溫度、濕度、實驗室潔凈度、電磁等因素都會影響檢驗結果，環境是實驗質量的條件保障[4-5]。如果在分析過程中任何一個環節控制不當，都會導致實驗數據失真。例如，實驗室電子天平對環境溫度和濕度有很高的要求，千分之一、萬分之一天平和十萬分之一天平，對環境溫濕度要求不盡相同。實驗人員往往對實驗環境對檢測結果影響的了解不夠深刻，實驗室需要制定留樣復測的質量控制措施。對于土壤樣品、金屬樣品等理化性質比較穩定的樣品，可以留樣分析，定期抽取已檢樣品進行復測。在檢測環境允許條件下，不同人員比對分析檢測，以確定檢測結果的準確性。

1.5 分析方法

化學分析領域的科學技術在不斷發展更新，相應的化學分析檢測手段也隨之多樣化。針對同一物質，可能會有多種不同的檢測分析方法，但是，不同檢驗方法的誤差不同，如何選擇最合適的分析方法顯得尤為重要。比如，分析化學中常量分析、半微量分析、微量分析和痕量分析，對分析方法要求完全不一樣。另外，樣品采集方法和樣品預處理方法，也會對檢驗結果的準確性有很大的影響。

1.6 檢測程序

實驗室檢驗程序的完整性是化學定量分析準確性的前提因素。檢驗程序包括儀器操作規程、檢測項目分析規程、采集后的樣品流轉程序和樣品的運輸保存過程等，這些程序都會直接或者間接影響化學分析數據的準確性。

2 提高化學定量分析準確性的對策

在實際分析檢測工作中，影響檢驗結果的因素有多個方面，可以從實驗前、實驗活動中、實驗后等幾個方面提高化學定量分析結果的準確性。

2.1 實驗前樣品的質控

實驗檢測前，確保采集的樣品具有代表性，且有效樣品傳輸到實驗室進行檢測時，能夠滿足實驗室檢驗檢測的質量要求[6]。樣品交接至實驗室后，實驗室人員需要根據樣品(待測物)的理化性質科學地保存，避免待分析樣品在檢驗之前發生化學變化或者失效；必要時采集平行樣品進行檢測，以便自我驗證樣品的有效性。在檢驗活動中，空白樣品與樣品同時檢測，以排除樣品在采集、運輸過程中被污染的情況。

2.2 化學分析人員具備專業技能

現代分析化學檢測的科技在逐步提升，隨之對檢測精確度的要求也越來越嚴格，但同時也對化學分析人員的化學分析專業理論水平、操作技能、分析問題和解決問題的能力提出了更高的要求：1)檢驗機構應當定期培訓專業技術人員的專業基礎理論和操作技能，使得實驗人員具備高科技意識，科研學習意識；2)檢驗機構對實驗人員定期考核，可以選擇以實驗室內和實驗室間的密碼樣品形式進行未知樣考核，并且逐步構建和完善實驗室考核體系。

2.3 化學試劑和儀器設備的控制

實驗室化學試劑和儀器設備是分析檢測工作的關鍵因素。1)分析檢測過程中所用的相關化學試劑必需滿足檢測要求。例如，化學分析中常用到的實驗室用水。國家標準將實驗用水分為三個級別：一級水、二級水和三級水。每一級別用水適用的化學實驗有明確規定：一級水用于有嚴格要求的分析實驗，二級水用于無機痕量分析等實驗，三級水用于一般化學分析實驗[7]。化學試劑應當分類存放，且存放環境要滿足標準要求。在實驗分析檢測時，需要測定實驗空白(試劑空白)，檢測人員依據試驗空白測定值的大小和離散程度判斷化學試劑質量是否滿足檢測要求，在一定程度上可以反映出實驗室專業技術人員的檢測技術水平。2)儀器設備是化學分析檢測工作的基礎設施。確保實驗數據準確要做到以下幾點：①選用的儀器設備要滿足檢測要求，儀器設備精密度、測量上下限和基線噪聲等參數要在一定范圍內；②儀器設備要進行定期維護，并做好相關儀器使用記錄和維護記錄，發現問題應及時排查及時解決，以確保儀器設備的精準度和靈敏度；③需要有資質的機構對儀器設備做定期檢定，以保證其量值的溯源性和有效性。需要指出的是，儀器設備包含實驗室常用的普通玻璃器具。

2.4 實驗環境的控制

隨著科學技術的發展，儀器設備先進性和完善性在不斷提升，隨之，儀器設備的精密度也越來越高，這就對檢驗環境有較高的要求。如電子分析天平、氣相色譜、核磁共振、質譜分析、原子吸收等現代先進的檢測設備，都需要在恒溫恒濕的條件下工作[8],以確保檢驗結果的有效性和準確性。實驗環境還需要控制實驗室試劑空白值是否超限，分析檢測之前需要確保檢測環境沒有待測物污染。檢測過程中容易被忽視的小細節，如實驗分析人員自身使用的日化用品，也可能會對檢測結果產生影響。

2.5 分析方法的選擇

選擇最佳的分析檢測方法，需要綜合考慮檢測項目理化性質、精確度、干擾物和所需化學試劑綠色性等多種因素。對于同一檢測項目，可能有多種分析檢測方法，在進行檢驗之前，就需要根據具體的樣品來進行綜合比較，選擇最合適的方法。在使用國家標準方法之前，需要驗證標準方法，目的是評定實驗室是否有能力滿足方法要求；而針對于非標準方法，需要方法確認，即確認應用的非標準方法能否被合理、合法、有效地使用[9-10]。

現場采樣方法和樣品前處理方法，也會直接影響檢測結果的準確性。首先，采樣人員要熟練掌握采樣規范，熟悉檢測項目理化性質；其次，應當隨機抽取樣品，確保采集的樣品具有代表性和有效性；第三，樣品在采集、運輸、保存等環節需要確定樣品無污染；最后，采集的代表樣品要在有效期內完成檢測，且樣品前處理方法要滿足相關規定，能夠達到要求的解析效率。

2.6 實驗后質量控制

檢測工作結束后，實驗人員應當按照有效數字修約規則正確記錄實驗數據和處理實驗原始數據，以保證檢測結果的準確性和可靠性。測量結果出現離散型數據或者偏離數據時，實驗人員需要分析計算檢測結果的均方差(標準偏差)，評價測量數據的離散程度，不滿足要求的數據應當剔除，并分析數據誤差原因。

2.7 健全質量管理體系

化學分析檢測是一項多環節復雜工作，每一環節都需要質量控制。檢驗部門的質量管理體系應包括：實驗人員考核辦法、儀器設備操作規程、檢測項目作業指導書、儀器日常維護程序、化學藥品管理制度等。只有逐步完善細化質量管理體系，才能對提高檢驗結果的準確性有保障。

3 結語

綜上所述，由于化學定量分析結果的準確性關乎到檢驗產品的貨幣價值、行政部門的執法公正性，以及企業的正常運營等等。因此，檢測機構在開始一項化學分析檢測活動時，需要從“人”“機”“料”“環”“法”和“測”等多個環節進行質量控制，制定相關的質量控制體系文件，檢測結果要做到客觀、公正和科學地反映產品質量或者實際環境條件，以體現檢測機構的權威性與科學性。