探讨化学定量分析准确性的影响因素及对策

明 洁

(陕西安科安全生产技术研究所有限公司，陕西 西安 710065)

化学定量分析在科研、工程技术、商贸和工业生产过程中必不可少。化学分析具有较强的专业技术性，是实验室样品检测的关键手段之一[1]，已经应用到环境监测、职业卫生检测、食品安全和生物医药等领域。甚至，一些行业重要决策的制定也是以化学定量分析检测结果为依据。化学分析结果准确性的地位和作用是不言而喻的。检验分析结果可以判定环境中有害物质浓度是否符合法规限值，化学定量分析结果也是行政部门公正严肃执法的重要依据。因此，对化学实验室检测结果的质量控制至关重要。其中，实验室质量控制可分为实验室内质量控制和实验室间质量控制，其检测结果准确性是检验检测机构最关注的课题[2]。本文阐述了实验室质量控制的关键因素，包括化学定量分析准确性的因素，以及对化学定量分析过程,其内容对于日常实验分析检测工作的规范性、检测活动的客观公正性，以及检测数据的准确真实性都具有一定的指导意义。

1 影响化学定量分析准确性的因素

化学定量分析过程比较复杂，影响检验结果的准确性有多种因素，检测过程中任何一个环节都有可能影响结果的准确性。从整体上来看，影响检验结果准确性的主要因素包括实验室检测人员、实验仪器设备、实验环境、化学试剂、检测分析方法和检测程序等，可以用因果关系图简单地概括为“人”“机”“料”“环”“法”和“测”，详见图1。

图1 影响检验结果准确性的因果图

1.1 实验人员

化学分析检测是一项专业性较强的系统工作，要求实验人员具备一定专业基础知识和检测分析能力，是检验结果的关键因素。实验人员如果没有意识到检测结果的重要性，在实际分析检测中专业水平和责任心不强，没有按照规定的检测程序进行操作，那么极容易造成实验数据与真实情况误差较大，甚至会出现错误情况。实验人员需要具有丰富的专业技术能力和实践经验，能够实时选择正确的检测方法。另外，检测机构也应当安排实验人员进行定期继续教育培训，而且，实验人员还需要多了解国内外最新的检测方法，结合自身实际工作，可以应运国内外先进方法。

1.2 实验器材

实验仪器是进行化学分析检测工作的先决条件[2]。实验室化学器材是由仪器设备和玻璃器皿等组成。所需的实验室化学仪器在购买时是否有合格证，仪器是否存在故障或者破损，都会影响实验结果的准确度。另外，如果仪器没有定期维护和定期检定，也会使得检验结果出现系统误差，从而对检测质量会有一定的影响。

1.3 化学试剂

分析检测过程中，使用的化学试剂的纯度和是否在有限期内，对检验结果有一定的影响。有些配制的化学溶液要求在密闭环境条件下保存，如果保存不当会导致化学试剂失效。高精密度分析仪器设备对化学试剂纯度要求更为严格。例如，在使用气相色谱仪器分析检测时，如果溶剂纯度不高含有杂质，可能会出现干扰峰，进而会影响检测结果的准确性。在实验过程中遇到特殊要求，实验人员需要进一步纯化化学试剂，以满足实验要求。另外，化学试剂中的分子活跃性一般具有一定的期限，一旦超出了这个期限，试剂本身或许会失效，或者出现一定的变质，进而对整个实验结果产生不良影响。因此，为了做好化学分析实验室检测结果的质量控制，科学而又有效的管理好化学试剂也具有十分重要的作用[3]。

1.4 实验环境

化学分析检测过程对实验室环境有严格的要求，实验室温度、湿度、实验室洁净度、电磁等因素都会影响检验结果，环境是实验质量的条件保障[4-5]。如果在分析过程中任何一个环节控制不当，都会导致实验数据失真。例如，实验室电子天平对环境温度和湿度有很高的要求，千分之一、万分之一天平和十万分之一天平，对环境温湿度要求不尽相同。实验人员往往对实验环境对检测结果影响的了解不够深刻，实验室需要制定留样复测的质量控制措施。对于土壤样品、金属样品等理化性质比较稳定的样品，可以留样分析，定期抽取已检样品进行复测。在检测环境允许条件下，不同人员比对分析检测，以确定检测结果的准确性。

1.5 分析方法

化学分析领域的科学技术在不断发展更新，相应的化学分析检测手段也随之多样化。针对同一物质，可能会有多种不同的检测分析方法，但是，不同检验方法的误差不同，如何选择最合适的分析方法显得尤为重要。比如，分析化学中常量分析、半微量分析、微量分析和痕量分析，对分析方法要求完全不一样。另外，样品采集方法和样品预处理方法，也会对检验结果的准确性有很大的影响。

1.6 检测程序

实验室检验程序的完整性是化学定量分析准确性的前提因素。检验程序包括仪器操作规程、检测项目分析规程、采集后的样品流转程序和样品的运输保存过程等，这些程序都会直接或者间接影响化学分析数据的准确性。

2 提高化学定量分析准确性的对策

在实际分析检测工作中，影响检验结果的因素有多个方面，可以从实验前、实验活动中、实验后等几个方面提高化学定量分析结果的准确性。

2.1 实验前样品的质控

实验检测前，确保采集的样品具有代表性，且有效样品传输到实验室进行检测时，能够满足实验室检验检测的质量要求[6]。样品交接至实验室后，实验室人员需要根据样品(待测物)的理化性质科学地保存，避免待分析样品在检验之前发生化学变化或者失效；必要时采集平行样品进行检测，以便自我验证样品的有效性。在检验活动中，空白样品与样品同时检测，以排除样品在采集、运输过程中被污染的情况。

2.2 化学分析人员具备专业技能

现代分析化学检测的科技在逐步提升，随之对检测精确度的要求也越来越严格，但同时也对化学分析人员的化学分析专业理论水平、操作技能、分析问题和解决问题的能力提出了更高的要求：1)检验机构应当定期培训专业技术人员的专业基础理论和操作技能，使得实验人员具备高科技意识，科研学习意识；2)检验机构对实验人员定期考核，可以选择以实验室内和实验室间的密码样品形式进行未知样考核，并且逐步构建和完善实验室考核体系。

2.3 化学试剂和仪器设备的控制

实验室化学试剂和仪器设备是分析检测工作的关键因素。1)分析检测过程中所用的相关化学试剂必需满足检测要求。例如，化学分析中常用到的实验室用水。国家标准将实验用水分为三个级别：一级水、二级水和三级水。每一级别用水适用的化学实验有明确规定：一级水用于有严格要求的分析实验，二级水用于无机痕量分析等实验，三级水用于一般化学分析实验[7]。化学试剂应当分类存放，且存放环境要满足标准要求。在实验分析检测时，需要测定实验空白(试剂空白)，检测人员依据试验空白测定值的大小和离散程度判断化学试剂质量是否满足检测要求，在一定程度上可以反映出实验室专业技术人员的检测技术水平。2)仪器设备是化学分析检测工作的基础设施。确保实验数据准确要做到以下几点：①选用的仪器设备要满足检测要求，仪器设备精密度、测量上下限和基线噪声等参数要在一定范围内；②仪器设备要进行定期维护，并做好相关仪器使用记录和维护记录，发现问题应及时排查及时解决，以确保仪器设备的精准度和灵敏度；③需要有资质的机构对仪器设备做定期检定，以保证其量值的溯源性和有效性。需要指出的是，仪器设备包含实验室常用的普通玻璃器具。

2.4 实验环境的控制

随着科学技术的发展，仪器设备先进性和完善性在不断提升，随之，仪器设备的精密度也越来越高，这就对检验环境有较高的要求。如电子分析天平、气相色谱、核磁共振、质谱分析、原子吸收等现代先进的检测设备，都需要在恒温恒湿的条件下工作[8],以确保检验结果的有效性和准确性。实验环境还需要控制实验室试剂空白值是否超限，分析检测之前需要确保检测环境没有待测物污染。检测过程中容易被忽视的小细节，如实验分析人员自身使用的日化用品，也可能会对检测结果产生影响。

2.5 分析方法的选择

选择最佳的分析检测方法，需要综合考虑检测项目理化性质、精确度、干扰物和所需化学试剂绿色性等多种因素。对于同一检测项目，可能有多种分析检测方法，在进行检验之前，就需要根据具体的样品来进行综合比较，选择最合适的方法。在使用国家标准方法之前，需要验证标准方法，目的是评定实验室是否有能力满足方法要求；而针对于非标准方法，需要方法确认，即确认应用的非标准方法能否被合理、合法、有效地使用[9-10]。

现场采样方法和样品前处理方法，也会直接影响检测结果的准确性。首先，采样人员要熟练掌握采样规范，熟悉检测项目理化性质；其次，应当随机抽取样品，确保采集的样品具有代表性和有效性；第三，样品在采集、运输、保存等环节需要确定样品无污染；最后，采集的代表样品要在有效期内完成检测，且样品前处理方法要满足相关规定，能够达到要求的解析效率。

2.6 实验后质量控制

检测工作结束后，实验人员应当按照有效数字修约规则正确记录实验数据和处理实验原始数据，以保证检测结果的准确性和可靠性。测量结果出现离散型数据或者偏离数据时，实验人员需要分析计算检测结果的均方差(标准偏差)，评价测量数据的离散程度，不满足要求的数据应当剔除，并分析数据误差原因。

2.7 健全质量管理体系

化学分析检测是一项多环节复杂工作，每一环节都需要质量控制。检验部门的质量管理体系应包括：实验人员考核办法、仪器设备操作规程、检测项目作业指导书、仪器日常维护程序、化学药品管理制度等。只有逐步完善细化质量管理体系，才能对提高检验结果的准确性有保障。

3 结语

综上所述，由于化学定量分析结果的准确性关乎到检验产品的货币价值、行政部门的执法公正性，以及企业的正常运营等等。因此，检测机构在开始一项化学分析检测活动时，需要从“人”“机”“料”“环”“法”和“测”等多个环节进行质量控制，制定相关的质量控制体系文件，检测结果要做到客观、公正和科学地反映产品质量或者实际环境条件，以体现检测机构的权威性与科学性。