支 浩，劉雪朋

（山東省冶金科學(xué)研究院有限公司，山東 濟南 250014）

1 前言

能力驗證是指利用實驗室間比對，按照預(yù)先制定的準(zhǔn)則評價參加者能力的活動。CNAS-RL 02：2018《能力驗證規(guī)則》中指出，能力驗證作為重要的外部質(zhì)量評價活動，尋求并參加能力驗證是合格評定機構(gòu)的責(zé)任和義務(wù)。通過能力驗證活動有效實施，最終可以對每個參加實驗室做出準(zhǔn)確、有效地評價結(jié)果，即滿意、有問題或是不滿意。從而反映出各參加實驗室的管理水平和檢驗檢測技術(shù)能力。造成實驗室能力驗證結(jié)果不滿意的原因是多方面的，本文將結(jié)合實例對能力驗證中出現(xiàn)不滿意結(jié)果的原因進行分析，并制定相應(yīng)對策以供各實驗室借鑒、參考。

2 鐵礦石中化學(xué)成分分析能力驗證

由山東省冶金科學(xué)研究院有限公司能力驗證中心組織實施的鐵礦石中化學(xué)成分分析能力驗證共有38家實驗室參加，本次能力驗證為分割水平樣品設(shè)計，采用穩(wěn)健統(tǒng)計技術(shù)的中位值和標(biāo)準(zhǔn)化四分位距法處理檢驗結(jié)果。本次能力驗證依據(jù)CNAS-GL 002：2018《能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南》中的規(guī)定，采用中位值作為指定值，用標(biāo)準(zhǔn)化四分位距度量樣本數(shù)據(jù)的分散程度。本次能力驗證對每一個檢測項目計算下列兩個Z比分?jǐn)?shù)。

實驗室間Z比分?jǐn)?shù)（ZB）—實驗室間變異，主要反映結(jié)果的系統(tǒng)誤差。

實驗室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)（ZW）—實驗室內(nèi)變異，主要反映結(jié)果的隨機誤差。

在本次能力驗證計劃中共有10家實驗室出現(xiàn)有問題或不滿意結(jié)果，出現(xiàn)有問題及不滿意結(jié)果實驗室的Z比分?jǐn)?shù)匯總情況見表1。

表1 出現(xiàn)有問題和不滿意結(jié)果實驗室Z比分?jǐn)?shù)匯總表

3 實驗室檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差的類型

通過對本次能力驗證結(jié)果進行匯總和統(tǒng)計后，可以看到在有些實驗室和檢測項目中出現(xiàn)了有問題或不滿意結(jié)果，這些測量結(jié)果出現(xiàn)的偏離和誤差大體包含三類誤差類型：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。出現(xiàn)不滿意實驗室所反映的誤差類型見表2。

表2 出現(xiàn)不滿結(jié)果實驗室的主要反映誤差類型

系統(tǒng)誤差是在重復(fù)條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。系統(tǒng)誤差是由分析過程中某些固定的原因引起的一類誤差，它具有重復(fù)性、單向性、規(guī)律性和可測性；隨機誤差也稱為偶然誤差和不定誤差，是指測量結(jié)果與同一待測量的大量重復(fù)測量的平均結(jié)果之差。隨機誤差是由于在測定過程中一系列有關(guān)因素隨機波動而形成的一類誤差。它具有對稱性、有界性、抵償性和無規(guī)律性；粗大誤差是指在一定的測量條件下，超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。當(dāng)給定一個顯著性的水平，按一定條件分布確定一個臨界值，凡是超出臨界值范圍的值，就是粗大誤差，它又叫作粗誤差或寄生誤差。粗大誤差不具有抵償性，它存在于一切科學(xué)實驗中，不能被徹底消除，只能在一定程度上減弱。

4 能力驗證中出現(xiàn)不滿意結(jié)果的原因分析

對于分割水平樣品來說，正的實驗室間不滿意結(jié)果（ZB≥3）表明該樣品對的兩個結(jié)果太高，負的實驗室間不滿意結(jié)果（ZB≤-3）表明該樣品對的兩個結(jié)果太低，出現(xiàn)這兩種結(jié)果說明誤差主要來源于系統(tǒng)誤差。當(dāng)出現(xiàn)實驗室內(nèi)不滿意結(jié)果（∣ZW∣≥3）時，表明該樣品對的兩個結(jié)果間的差值太大，說明誤差主要來源于隨機誤差。凡是不滿意結(jié)果，都已經(jīng)超出了規(guī)定條件下預(yù)期的臨界值范圍（∣Z∣≥3），說明不滿意結(jié)果的誤差中不可避免的都會存在粗大誤差。造成這些誤差的原因主要從以下方面進行查找和分析。

4.1 人員操作因素

在實驗室參加能力驗證過程中，人員起著非常關(guān)鍵的作用，是各項檢驗檢測工作的主體。實驗室檢測水平高低，檢測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確與檢測人員的文化教育程度，專業(yè)理論知識，技術(shù)能力水平，實際操作經(jīng)驗以及工作責(zé)任心都是息息相關(guān)的。檢測人員對能力驗證要求以及作業(yè)指導(dǎo)書和標(biāo)準(zhǔn)方法的理解存在偏差，由于粗心出現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的計算、抄寫錯誤，對各種檢測儀器設(shè)備使用不熟練，在實驗過程中相關(guān)操作經(jīng)驗不夠，操作手法不規(guī)范，對移液管、滴定管等量器的使用不正確，在使用試劑時加入量不準(zhǔn)確等，這些都可能是引起不滿意結(jié)果的原因。例如在這次鐵礦石能力驗證中硅和磷分析時標(biāo)準(zhǔn)曲線制作或質(zhì)控樣測定未同時進行，測定條件發(fā)生改變，試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)曲線系列標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色時間不一致，比色時操作速度慢，試樣溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液間隔時間過長，比色時超過試液最佳穩(wěn)定時間等，都會使測定結(jié)果發(fā)生偏差。再如全鐵和硫分析時沒有控制好滴定速度，滴定速度快慢對檢驗結(jié)果有直接影響。燃燒碘量法分析硫時，試樣放入高溫爐后有大量二氧化硫釋放出來，如果滴定速度太慢，使二氧化硫不能全部被吸收，使測定結(jié)果偏低。另外，還有一些檢測人員存在僥幸心理，與其它能力驗證參加實驗室串通結(jié)果而極易造成誤導(dǎo)致使結(jié)果不滿意，這種情況也是在能力驗證活動中明令禁止的行為。

4.2 儀器設(shè)備因素

用于實驗室檢測的各種儀器設(shè)備以及計量器具的運行使用狀態(tài)是否良好是開展各項檢測工作的先決條件，是保障檢測活動順利進行的基礎(chǔ)，也是決定檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否的重要因素之一。首先，檢測所需要的有關(guān)儀器設(shè)備的技術(shù)水平必須符合能力驗證活動中相關(guān)檢測的標(biāo)準(zhǔn)和要求，否則會使檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏離。其次，在能力驗證活動中，如果使用了未按期進行檢定和校準(zhǔn)的儀器設(shè)備和計量器具，或是使用了檢定不合格的儀器設(shè)備和計量器具都可能對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生未知的影響。因為這些儀器設(shè)備有可能會存在靈敏度不夠，穩(wěn)定性差，計量器具存在刻度和示值不準(zhǔn)確等缺陷，會降低檢測數(shù)據(jù)的精確度。此外，儀器設(shè)備日常維護不到位，開機預(yù)熱時間短不穩(wěn)定，沒有調(diào)整到最佳工作條件，儀器信號在測試過程中常常會發(fā)生漂移或波動等等。以上這些都是造成結(jié)果偏離出現(xiàn)不滿意結(jié)果的原因。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及實驗試劑因素

在實驗室檢測過程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實驗試劑的選擇和使用對最終檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也是有較大影響的。實驗室應(yīng)從正規(guī)廠家購買相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實驗試劑，確保所購買的、影響檢測和（或）校準(zhǔn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實驗試劑已經(jīng)過檢查或以其他方式驗證了符合有關(guān)檢測和（或）標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或要求，否則不能投入使用。如果實驗室在檢測過程中使用了沒有證書的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，或者使用了受到了污染，超過有效期，變質(zhì)失效的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實驗試劑，都容易導(dǎo)致能力驗證活動中不滿意結(jié)果的出現(xiàn)。試劑的純度也會影響分析結(jié)果，例如這次鐵礦石能力驗證中測定全鐵使用重鉻酸鉀應(yīng)該是基準(zhǔn)物質(zhì)，測定硅使用無水碳酸鈉是優(yōu)級純，測定磷中使用抗壞血酸是現(xiàn)用現(xiàn)配，如果抗壞血酸顏色變黃仍在使用的，會導(dǎo)致還原效率下降，影響結(jié)果測定的準(zhǔn)確性。

4.4 檢測方法因素

檢測方法是實驗室實施各項檢驗檢測工作的依據(jù)，是保證檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實驗室管理體系必需的資料文件。參加能力驗證的實驗室應(yīng)根據(jù)能力驗證的要求和樣品的特性選擇合適的檢測方法。如果實驗室未對采用的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)進行查新以及客觀評價，在沒有對標(biāo)準(zhǔn)方法的原理，檢測條件，所測元素含量范圍，以及標(biāo)準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確度、精密度等方面進行充分地了解和確認的情況下，是很容易對能力驗證測試結(jié)果造成影響，對檢測數(shù)據(jù)造成偏離。在本次鐵礦石能力驗證中各實驗室主要使用了滴定法、重量法、比色法、紅外吸收法、X射線熒光光譜法、ICP法等檢測方法，不同檢測方法間的檢測結(jié)果沒有出現(xiàn)明顯差異，因此在實驗室對檢測方法進行核查時應(yīng)同時考慮人員操作和儀器設(shè)備等因素。

4.5 設(shè)施和環(huán)境條件因素

設(shè)施和環(huán)境條件是保證各項檢測工作順利開展的基礎(chǔ)和先決條件。實驗室的設(shè)施條件包括實驗室場地、通風(fēng)、照明等，環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、電壓、磁場、噪聲震動等。設(shè)施和環(huán)境條件也是我們在日常的檢測工作中最容易忽視的因素，如果這些條件不能滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)方法的要求，有可能對整個檢測活動產(chǎn)生較大的影響，從而造成能力驗證不滿意結(jié)果的出現(xiàn)。例如，照明條件不好的檢測環(huán)境會對觀察實驗過程和讀取數(shù)據(jù)造成影響，溫度過低會使天平的變動性增大，濕度過大會使電子儀器的性能變差，電磁輻射干擾會造成儀器設(shè)備性能不穩(wěn)定等等。

5 針對出現(xiàn)不滿意結(jié)果的因素制定對策

在能力驗證中出現(xiàn)不滿意結(jié)果的實驗室應(yīng)從以上提到的方面進行仔細檢查，找出問題根源，制定糾正及預(yù)防措施。通過對誤差產(chǎn)生的原因進行全面分析，實驗室可以制定以下對策：

（1）加強人員培訓(xùn)工作，能力驗證檢測人員須持證上崗，保證檢測人員在相關(guān)檢測領(lǐng)域方面具有較豐富的經(jīng)驗，可以熟練掌握方法原理，可以熟練使用實驗室各種儀器設(shè)備和計量器具，具有科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、公正的工作態(tài)度，能嚴(yán)格按照能力驗證指導(dǎo)書要求和相關(guān)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實施檢測活動。

（2）必須使用經(jīng)過檢定或校準(zhǔn)合格的儀器設(shè)備及計量器具，加強對各類儀器設(shè)備的日常維護，確保其清潔、無損壞，在能力驗證項目檢測之前一定要確保各種儀器設(shè)備處于良好地運行使用狀態(tài)中。

（3）實驗室應(yīng)該購買和使用正規(guī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)在有效期內(nèi)的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實驗試劑，實驗過程中應(yīng)確保使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和試劑未受污染和損壞，并確保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和試劑的規(guī)格和純度符合能力驗證以及相關(guān)使用方法標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（4）應(yīng)按照能力驗證計劃的要求選擇正確有效的檢驗檢測方法，應(yīng)優(yōu)先選擇國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，對采用的檢測方法進行客觀評價，確定方法的準(zhǔn)確度和精密度。

（5）在能力驗證的檢測期間，應(yīng)確保設(shè)施和環(huán)境條件符合能力驗證以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。

（6）檢測工作結(jié)束后，檢測人員應(yīng)對檢測結(jié)果和記錄進行仔細檢查和分析，并經(jīng)過校核人員和審核人的三級審核，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)計算抄寫錯誤，報錯結(jié)果等嚴(yán)重失誤。

6 結(jié)語

能力驗證是評價實驗室質(zhì)量控制和檢驗?zāi)芰Φ闹匾椒?，也是實驗室一種常用的、有效的外部質(zhì)量控制措施。參加能力驗證的檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、積極地對待能力驗證工作。通過能力驗證結(jié)果分析結(jié)果偏離的影響因素，識別日常檢測活動的風(fēng)險點，達到改進不足以及改善提高實驗室管理和技術(shù)水平的目的。