胡雅琴,史綿紅
(安徽省環(huán)境監(jiān)測中心站,合肥 230000)
環(huán)境標準樣品,是指為保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確、可靠,對用于量值傳遞或質量控制的材料、實物樣品所制定的標準樣品。環(huán)境標準樣品是保證環(huán)境檢測數(shù)據(jù)準確可靠的重要質控措施之一。根據(jù)使用目的,環(huán)境標準樣品主要分為標準物質和質控樣品。因量值準確、使用便捷,其被廣泛應用于環(huán)境檢測活動中。根據(jù)多年工作實踐,在總結環(huán)境標準樣品的應用類型基礎上,本文對環(huán)境標準樣品使用中曾經出現(xiàn)的問題進行討論與分析,確保環(huán)境標準樣品在環(huán)境檢測活動中能夠充分發(fā)揮其應有的作用[1]。
使用環(huán)境標準樣品配制標準溶液,利用標準曲線法或標準加入法,根據(jù)濃度與響應值之間的關系,對待測物含量進行測定,是環(huán)境標準樣品最普遍的應用。因此,作為量值溯源中的第一把“尺子”,它的質量至關重要。
樣品檢測步驟繁多,特別是對于某些基體復雜的樣品類型。為考察分析中試劑質量、環(huán)境、設備和人員操作水平等各環(huán)節(jié)是否滿足標準規(guī)定,檢測結果是否準確,人們必須同步分析質控樣品,這是一項非常有效的質量控制措施。因此,環(huán)境標準樣品廣泛用于實驗室質量控制中。
根據(jù)環(huán)境基體不同,目前已經研發(fā)了大批水、氣、土壤和固廢等基質中的環(huán)境標準樣品,它們的濃度水平接近實際分析樣品的濃度水平,某些基質如土壤中環(huán)境標準樣品的組成也和實際分析樣品類似。因此,作為分析全過程考察的有效手段,環(huán)境標準樣品被廣泛應用于各種考核和檢查。
環(huán)境標準樣品作為替代物,普遍應用于有機分析中。其中,待測樣品中不能含有替代物,同時又要求替代物和待測指標的性質類似,在樣品前處理前加入。替代物回收率通常用來考察樣品分析過程中是否產生損失、玷污及其影響程度。通過替代物回收率落在質控圖的范圍和變化趨勢,人們可以有效判斷出實驗室分析中有無系統(tǒng)誤差。替代物分析亦是一種有效的質控手段。
內標物質的性質和替代物種要求相似,但其使用目的完全不同。內標物質一般用于重現(xiàn)性相對較差的儀器分析,除考察儀器的穩(wěn)定性外,主要用于消除儀器波動對檢測結果的負面影響。例如,在ICP-MS、GC-MS和GC-ECD等儀器分析中,相關標準均要求定量分析基于內標化合物的響應。內標物質可以和待測物質性質相似,也可以不同[1]。比如,多氯聯(lián)苯檢測中,內標物質可以使用氘代物或C13標記的物質。
環(huán)境標準樣品還經常用于檢查儀器性能。例如,GC-MS調諧使用全氟三丁胺(TFPBA);檢測揮發(fā)性有機物時,儀器性能檢查使用4-溴氟苯(BFB);檢測半揮發(fā)性有機物時,儀器性能檢查使用十氟三苯基磷(DFTPP)等。此外,儀器的檢定校準等都必須使用標準樣品,利用標準樣品某項特定性的指標,或者其穩(wěn)定的某一量值,可以檢查或驗證儀器的性能[2]。
使用質控樣品是為考察分析全過程的準確性,因此質控樣品的濃度應盡可能和實際檢測樣品濃度相近,并且分析步驟應包含樣品前處理方法。例如,在分析氰化物的質控樣品時,就必須先蒸餾,再加入顯色劑顯色。但在實際工作中,因為現(xiàn)有質控樣品種類有限,經常存在使用標準物質作為質控樣的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在有機分析中特別常見,在考核中尤為突出。環(huán)境中有機污染物一般都在微量、痕量甚至超痕量的濃度水平,目前有機環(huán)境標準樣品一般都在數(shù)十毫克每升以上,這類標準樣品應該作為標準物質來使用。以水中的苯系物為例,經常使用甲醇中7種苯系物這項標準物質,這種標準物質近年來研制的濃度最低40 mg/L,作為地表水和地下水等介質中苯系物檢測的直接質控樣,其顯然是不合理的。
此外,實驗室在檢測這種濃度水平的苯系物時可以不經過萃取、濃縮等前處理,直接上機就可以完成測定。其無法考察樣品前處理對樣品測定的影響,因此也就達不到質控的目的。在利用標準物質作為質控樣進行質量控制時,標準樣品不應與繪制校準曲線的標準溶液來源相同,同時建議所稀釋質控樣濃度應盡量接近實際檢測樣品濃度,最高不超過樣品檢測濃度的三倍。
檢測人員應根據(jù)檢測方法,采用不同基質的環(huán)境標準標準樣品。例如,在檢測PAHs時,如果使用HPLC檢測,就應使用乙腈或者甲醇體系的標準樣品;如果使用GCMS檢測,則可以使用二氯甲烷/甲醇體系。相應地,分析過程中涉及的替代物和內標也應作溶劑方面的考慮。但是,目前市場上商品化的16種PAHs的標準樣品大多是二氯甲烷/甲醇體系,實驗室在用HPLC法檢測PAHs時非常不便。因此,在研制標準樣品時,建議考慮溶劑體系和檢測方法的匹配性。
混合標準物質廣泛應用在多組分的檢測中。它的研發(fā)極大地減少了多組分分析中標準溶液配制的工作量。在一部分重金屬類的標準樣品研制中,儀器靈敏度對不同元素的響應存在差異,在混合標準樣品中通過不同的濃度水平加以體現(xiàn)。但是,在很多有機類混合標準樣品中,特別是20種物質以上的混合標準樣品中,儀器對不同物質的響應差異很難得到充分表達。以16種多環(huán)芳烴為例。某標準樣品中16種多環(huán)芳烴濃度均為100 mg/L,其不同方法的靈敏度差異如圖1所示。液相色譜熒光檢測器對16種多環(huán)芳烴響應差異可達到30倍(苊在熒光檢測器上不響應)。這種不同物質在不同儀器上的響應差別,對實驗室做方法驗證的影響非常大,由于很多標準物質配置同一濃度水平,做方法檢出限等驗證試驗就必須按照物質的響應分類進行,大大增加了實驗室的工作量。建議在研發(fā)有機物混合標準樣品時,參考重金屬混合標準樣品,考慮不同儀器對不同物質的響應差異,使標準樣品的研發(fā)更加符合試驗分析的實際情況。
圖1 PAHs在熒光檢測器上靈敏度和濃度關系
標準物質期間核查是量值溯源的重要組成部分。現(xiàn)階段,如何對標準物質進行期間核查一直困擾技術人員。目前采用較多的方式是對未開封的標準樣品檢查其包裝和儲存條件;對于已開封的標準物質,通常采取實驗室間比對、設備比對、傳遞測量法等進行期間核查[2-4]。傳遞量值法往往由于缺少更高級別的標準樣品而難以實現(xiàn)。實驗室間比對和設備比對則缺少評價依據(jù),試驗人員得到比對結果,只能憑經驗來判斷。為盡可能減少和降低標準樣品校準狀態(tài)失效而產生的成本和風險,及時發(fā)現(xiàn)測量設備和參考標準出現(xiàn)量值失準后追溯時間,保障標準樣品使用及存放期間濃度持續(xù)可靠,建議進一步規(guī)范標準物質期間核查方法和評價依據(jù)[3]。
隨著標準樣品研制技術能力的逐步提升,新型的環(huán)境標準樣品不斷被開發(fā)使用。要利用好環(huán)境標準樣品,人們必須做到正確、規(guī)范的使用,才能對檢測結果進行合理評價,才能保證檢測數(shù)據(jù)的準確有效。然而,隨著環(huán)境檢測樣品種類及檢測介質的不斷增加,檢測方法的不斷更新?lián)Q代,新型儀器設備的逐步使用以及質量控制要求的不斷提高,現(xiàn)有很多環(huán)境標準樣品已不能完全滿足環(huán)境檢測質量控制的要求,這必將促進環(huán)境標準樣品的研制進入更加快速發(fā)展的階段。