蔡裕豐，吳春妍

(啟東市環(huán)境監(jiān)測站，江蘇 啟東 226200)

環(huán)境監(jiān)測中的樣品分析主要包括滴定分析、稱量分析、分光光度分析、儀器分析和生物分析等方法。其中分光光度分析和絕大部分的儀器分析都需通過制作校準(zhǔn)曲線來進行樣品分析。筆者在日常的質(zhì)量督查中發(fā)現(xiàn)，不少分析人員特別是新上崗人員對于如何制作和使用校準(zhǔn)曲線存在許多問題，而現(xiàn)行的監(jiān)測分析方法又沒有詳細的介紹。對此，筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，并參閱有關(guān)文獻，就校準(zhǔn)曲線的制作和有關(guān)問題作一系統(tǒng)的探討。

1 校準(zhǔn)曲線的定義及制作

校準(zhǔn)曲線是指描述待測物質(zhì)濃度或量與相應(yīng)的測量儀器響應(yīng)量或其它指示量之間的定量關(guān)系的曲線［1］。制作好校準(zhǔn)曲線是取得準(zhǔn)確測量結(jié)果的基礎(chǔ)。校準(zhǔn)曲線為該分析方法的直線范圍，根據(jù)方法的測量范圍，配制一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，較均勻分布在測量范圍內(nèi)。系列點 (包括零濃度點)至少應(yīng)有6個。最低點和最高點要相差一個數(shù)量級，每個濃度點作平行測定，取平均值，減去空白值后包括零濃度點用最小二乘法進行回歸，取得回歸方程y=a+bx，x一般為μg或μg/ml。校準(zhǔn)曲線的制作應(yīng)與樣品分析同時進行。

2 校準(zhǔn)曲線的空白試驗、相關(guān)系數(shù)、截距、斜率和線性范圍的要求、影響因素

空白試驗:在制作校準(zhǔn)曲線時必須同時作兩個空白試驗。空白試驗是除用水代替樣品外，其它所加試劑和操作步驟均與樣品測定完全相同的操作過程。試驗用水、試劑質(zhì)量、器皿、實驗室環(huán)境及操作過程中的沾污等因素都影響空白試驗的測定值(即空白值)。這些影響因素控制好后，每個分析項目的空白值均會在一定范圍內(nèi)波動。一般來說，空白值越小越好。如空白值出現(xiàn)異常，會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度，應(yīng)從上述幾方面尋找原因。

相關(guān)系數(shù) (γ):表示校準(zhǔn)曲線的精密度，分光光度法要求γ≥0.999，否則應(yīng)查找原因加以糾正，重新制作合格的校準(zhǔn)曲線。某些分析項目，由于含量很低或操作中的影響因素較多，如原子吸收中的石墨爐分析，某些氣相色譜項目，相關(guān)系數(shù)可適當(dāng)放寬，要求γ≥0.99。

截距 (a):表示校準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確度。影響因素包括容量器具，光度測量儀器的誤差 (比色皿的成套性，非單色光引起的偏差，儀器的線性等)、操作誤差等，也有方法本身的因素［2］。一般要求a≤0.005，當(dāng)a＞0.005時，應(yīng)作截距的顯著性檢驗。A要求保留到小數(shù)點后第三位，至少有一位有效數(shù)字。

斜率 (b):表示校準(zhǔn)曲線的靈敏度。它除了受方法的靈敏度影響外，還與顯色反應(yīng)條件 (如環(huán)境溫度、顯色溫度、試驗用水、試劑質(zhì)量、顯色溶液的pH值)、標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確度、測量儀器的靈敏度、波長的準(zhǔn)確度以及分析人員的操作水平等有較大關(guān)系。上述這些影響因素控制好，大多數(shù)分析項目的斜率能保持在一定的范圍內(nèi)，通常不超過相對偏差2.5%。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斜率上移或下降，超出了范圍，應(yīng)從各影響因素中查找。

線性范圍:是某分析方法校準(zhǔn)曲線的直線部分所對應(yīng)的待測物質(zhì)濃度或量的變化范圍。線性范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)點的吸光度 (A)應(yīng)控制在0.010～0.080以內(nèi)，其測量誤差較小。同時線性范圍不能任意外推。如樣品的吸光度超出了線性范圍，要重新取樣測定。

3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與工作曲線的區(qū)別

校準(zhǔn)曲線包括標(biāo)準(zhǔn)曲線和工作曲線。取不同含量標(biāo)準(zhǔn)溶液，直接加入試劑，顯色后進行測定，得出濃度值與信號值的線性關(guān)系稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線。而取不同量標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過與樣品分析相同的前處理步驟 (如蒸餾、消解、水浴、萃取、振蕩等)，由此得出濃度值與信號值之間的線性關(guān)系稱為工作曲線。如經(jīng)過試驗證實，標(biāo)準(zhǔn)溶液系列在省略部分操作步驟時，直接測量的響應(yīng)值與全部操作步驟具有一致結(jié)果時，可允許省略步驟?？偭祝?］、總鉻［4］、總鐵［5］的工作曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線經(jīng)實驗證實，其斜率間無顯著性差異，可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)曲線，而對于揮發(fā)酚、總氰化物的測定，其工作曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比，斜率有所下降，使用標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果偏低，因此必須使用工作曲線［6］。

4 校準(zhǔn)曲線使用中的注意事項

對于校準(zhǔn)曲線斜率穩(wěn)定的分析項目，批間誤差較小，在樣品分析中可以使用原校準(zhǔn)曲線，但應(yīng)在樣品分析同時，帶兩個空白試驗和一個中間標(biāo)準(zhǔn)點。中間標(biāo)準(zhǔn)點測定值與標(biāo)準(zhǔn)曲線相應(yīng)點濃度的相對誤差不超過10%，否則應(yīng)重新制作校準(zhǔn)曲線。盡管如此，校準(zhǔn)曲線也應(yīng)兩個月制作一次。在比色分析中，當(dāng)儀器條件發(fā)生變化 (如調(diào)換光源燈泡，儀器波長校正，或儀器經(jīng)過維修等因素)、標(biāo)準(zhǔn)溶液新配制時，標(biāo)準(zhǔn)曲線也應(yīng)重新制作。一些儀器如原子熒光、原子吸收、氣相色譜、離子色譜等分析的所有項目，因每次測試條件不可能完全相同，要求每次樣品分析都要制作校準(zhǔn)曲線。

表1 一些常規(guī)分析項目校準(zhǔn)曲線的斜率范圍

5 部分常規(guī)分析項目的空白吸光度、斜率范圍，以及在質(zhì)控中的應(yīng)用

筆者參考有關(guān)文獻［7，8］，歸納整理了日常分析中21個項目的空白試驗吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的范圍，見表1。對分析人員特別是新上崗人員有較好的參考價值。如分析中空白試驗的吸光度出現(xiàn)了異常，校準(zhǔn)曲線的斜率達不到要求，都要逐一尋找原因，直到符合要求為止。

筆者曾用火焰原子吸收法測定土壤中的銅、鎘、鉛、鋅、鎳，發(fā)現(xiàn)這幾個項目的空白值都出現(xiàn)不同程度的升高，特別是鋅空白值更高。對此現(xiàn)象，進行了詳細分析，認為導(dǎo)致空白值升高的原因主要為:①實驗用水和消解樣品試劑純度不高;②所用器皿被沾污;③消解過程中樣品被塵埃污染;④氫氟酸加入方法不當(dāng);⑤消解過程中趕酸不完全。針對上述原因，逐一加以改進，使空白值達到正常水平。再如用4－AAP萃取光度法測定揮發(fā)酚時，校準(zhǔn)曲線的斜率偏低，應(yīng)從以下幾方面尋找原因:①實驗用水是否為無酚水;②苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是否準(zhǔn)確，因1.00μg/ml的苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液不穩(wěn)定，配制后2h內(nèi)使用;③緩沖溶液的pH是否達到要求。因氨－氯化銨緩沖溶液揮發(fā)性很大，應(yīng)定期測定pH值，發(fā)現(xiàn)pH不在10.0±0.2范圍內(nèi)，要重新配制;④4－氨基安替比林的提純和配制方法是否準(zhǔn)確。因該試劑易吸潮結(jié)塊并被氧化，常用CHCL3提純，如CHCL3用量過大，使該試劑的濃度低于2%;⑤CHCL3的加入量是否準(zhǔn)確，CHCL3比重較大且易揮發(fā)，要使CHCL3的加入量盡量準(zhǔn)確;⑥萃取操作中的萃取頻率和萃取時間要一致，確保萃取完全。

校準(zhǔn)曲線的制作是個較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各種影響因素錯綜復(fù)雜，例如實驗用水不僅能引起空白值的偏高，也可能引起截距和斜率的變化。而且每個分析項目的影響因素又不完全相同，因此要求每個分析人員具體問題具體分析，在制作校準(zhǔn)曲線時，勤于思考，認真操作，精益求精。

［1］國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會．水和廢水監(jiān)測分析方法 (4版) ［M］．北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003，80－81．

［2］沈叔平．試析環(huán)境監(jiān)測分析中的質(zhì)量保證［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，1992，4(2):45－49．

［3］劉成梅，陳黎軍．過硫酸鉀消解測定水中總磷標(biāo)準(zhǔn)曲線制備的簡化［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，1998，10(4):41．

［4］黃蓉蓉．測定水中總鉻校準(zhǔn)曲線制備的簡化 ［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2000，12(5):39．

［5］蔡裕豐．鄰菲啰啉直接光度法測定水中總鐵 ［J］．環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2009，28(3):104－106．

［6］金筱青．標(biāo)準(zhǔn)曲線與工作曲線在不同分析方法中的使用［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2005，17(4):45．

［7］袁敏、崔桂賢．水質(zhì)檢測項目空白值及校準(zhǔn)曲線a、b值參考表［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2008，20(6):69－70．

［8］本書編委會．空氣和廢氣監(jiān)測分析方法 (4版) ［M］．北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007，112－127．