谈生态环境监测仪器设备的期间思考

谈生态环境监测仪器设备的期间思考

[摘要]期间核查是生态环境监测过程中对仪器设备控制的重要一环,对监测数据的准确性起着非常重要的作用。通过期间核查,能监控仪器设备技术性能的变化状况,及时发现问题和识别风险,保证监测数据的准确有效。本文主要探讨了生态环境监测仪器设备期间核查的实施,从期间核查的定义、适用范围、方法和异常结果处理等要点进行了阐述。

[关键词]期间核查;生态环境监测;仪器;实验室;数据

1引言

生态环境监测仪器设备的期间核查,作为实验室测量过程的监控手段之一,对实验室出具的监测数据的准确性起着非常重要的作用。通过期间核查,能够发现仪器设备在相邻两次检定或校准期间,技术性能的变化情况,判断其状态是否满足使用要求,并识别出仪器设备引入的潜在风险,及时发现问题并实施纠正,减少错误测量结果带来的损失[1],提高监测数据的可靠性。

2期间核查的概述

2.1定义

在《通用计量术语及定义》(JJF1001-2011)中,对何为期间核查作出了清晰的阐述。根据JJF1001-2011,期间核查的定义为:“根据规定程序,为了确定计量标准、标准物质或其他测量仪器是否保持其原有状态而进行的操作[2]。”而“期间”指的是在两次检定或校准时间,即一个检定周期或校准周期内进行。

2.2期间核查与检定、校准的关系与区别

期间核查与检定、校准,都是为了确定测量仪器的正常工作状态而进行的活动。其中,检定是查明和确认测量仪器符合法定要求的活动,包括检查、加标记和/或出具检定证书;校准是为了确定测量标准的量值与测量仪器示值之间关系的活动。以下从活动执行主体、实施依据、周期及频率、覆盖面等方面,对期间核查与检定、校准之间的区别加以说明,详见表1。

3期间核查的适用范围

并不是所有仪器设备都需要做期间核查的。在《检测和校准实验室能力认可准则》(CNAS-CL01:2018)中,对设备期间核查进行了说明,“当需要利用期间核查以保持对设备性能的信心时,应按程序进行核查”[3];在《检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求》(RB/T214-2017)中也提出,“当需要利用期间核查以保持设备的可信度时,应建立和保持相关的程序”[4]。因此,在确定期间核查设备范围的时候,应充分考虑其必要性,当需利用期间核查来保持设备的可信度时才进行期间核查操作,需结合实际情况合理确定。针对生态环境监测仪器设备可能存在的风险,可以从以下几方面来考虑是否需要开展期间核查:(1)校准周期较长、使用频繁、稳定性较差、使用年限较长的设备;(2)经常携带到现场使用或者脱离实验室管理控制的设备;(3)工作环境发生较大变化或者曾经在恶劣环境下使用过的设备;(4)测量过程中发现测量结果异常、测量数据可疑或者出现其他可疑情况的[5];(5)准确度要求较高、对测量结果有重要影响的关键设备;(6)历次校准结果波动较大或者临近最大允许误差的设备。

4常用的期间核查方法

对于同一台监测仪器设备,可以选择的期间核查方法有很多种,应当根据实验室的工作实际和仪器设备的具体特性,适当考虑时间成本、经济成本、操作便利等方面的因素,择优选择适合该仪器设备的期间核查方法。根据CNAS-CL01:2018和RB/T214-2017中对期间核查的说明,应当建立和保持期间核查的程序,利用作业指导书将仪器设备所选定的期间核查方法规定下来[6],并按照规定方法进行核查,做好核查记录。核查记录应包括仪器设备名称、编号,核查环境条件、选定的方法、核查数据记录、核查综合结论、核查人、核查日期等。通过对比该仪器长期的多次的核查结果,更能监控到仪器在此期间的性能状态波动情况。

4.1传递测量法

4.1.1采用更高精度的仪器设备核查

当实验室内具备精度更高级的仪器设备时,则可以简便地通过测量同一样品的方式,用其对被核查仪器的性能进行检查。但需保证高等级的仪器设备其测量不确定度不超过被核查仪器测量不确定度的三分之一。如使用0.1℃精度的水温计核查0.5℃精度的水温计;使用0.01mg/L精度的溶解氧测定仪核查0.1mg/L精度的溶解氧测定仪。

4.1.2采用标准物质核查

采用能溯源至SI的标准物质作为核查标准对仪器设备进行核查,可通过测量值是否在标准物质保证值的允差范围内,对仪器状态是否稳定进行判定,如采用有证标准样品的测试结果对离子计进行核查。也可以利用标准物质建立校准体系,对仪器设备进行校准,核查仪器的线性范围,如分光光度法试验前用标准溶液建立的校准曲线,pH计测定前通过校准溶液对仪器进行单点或多点校准。因标准物质的量值可信度高,标准物质核查法是目前生态环境监测实验室中使用较为广泛且较为可靠的期间核查方法。

4.2比对法

4.2.1仪器比对法

当实验室中有两台同类的仪器设备,可以溯源到相同的计量标准,且其中一台仪器在检定或校准后能确定其状态的可信度的,可以由同一核查人员采用同一核查标准对这两台仪器设备进行比对测试,对测量结果的一致性进行比对,同时对这两台仪器设备进行期间核查[7]。当实验室中有多台套同类且具有相同准确度等级的仪器设备,可以采用多台套仪器设备比对的方法,由同一核查人员采用同一核查标准对这些仪器设备进行比对测试,比较测量结果的一致性,同时实现对多台仪器设备的期间核查。值得注意的是,采此仪器比对法时,除了仪器设备不同,应该满足其他实验条件相同,如核查人员、核查标准、参数设定、核查日期、环境条件等实验条件应保持一致。

4.2.2方法比对法

当实验室中有测量同一参数的不用类型仪器设备,可以采用不用的检测方法对仪器设备进行核查。如使用原子吸收法和电感耦合等离子体发射光谱法分别对同一核查标准进行测量,通过比对测量结果的一致性来核查两种类型仪器的状态。

4.3留样再测法

一般来说,留样再测法选用状态稳定的样品作为核查标准。当仪器设备经检定或校准得到性能数据后,立即使用该仪器设备对核查标准进行测量,得到的测量值作为参考值,并注意保存好核查标准,保证其状态稳定、不作他用。在此基础上,隔一段时间后重复测定该核查标准,利用与参考值的比对结果来判定仪器状态是否稳定。如可以选用制备好的煤干燥基样品作为核查标准,对定硫仪进行期间核查。

4.4自带标样核查法

当实验室的仪器设备自带标准样块,有些甚至带有自动校准系统的,可以把设备自带的标准样块作为核查标准,按照仪器设备供应商提供的方法或自带的自动校准系统进行核查。如X射线荧光土壤测定仪可以利用仪器配套的土壤标准样片作为核查标准,使用仪器自带的自动校准系统对仪器进行核查和校准;GC-MS可以利用仪器自带的标准液作为核查标准,使用仪器自带的调谐程序对仪器进行调谐和核查。

4.5每次使用前校准核查

有些监测方法要求仪器设备在使用前需进行校准操作的,相当于每次使用前均开展了期间核查。如烟气监测仪在每次使用前均需对其流量和传感器进行校准、火焰原子吸收分光光度计在每次测量前需绘制校准曲线。此种情况,无需额外开展专门针对准确度的期间核查。

5期间核查结果异常的处理

当仪器设备的期间核查结果出现异常,或判定为不合格时,应立即查找其原因。如果是由于仪器设备状态异常导致的,应立即停止使用该仪器设备,并贴上明确标识,以防止他人在实验过程中误用。同时,应尽快对仪器设备进行检修,以尽快恢复其正常工作状态。对维修后仍不能满足生态环境监测要求的,建议降级或转作他用。另外,还应追溯由该仪器设备出具数据的准确性,尽可能减少和降低因仪器设备状态异常而产生的风险。若发现对测量结果有影响,应马上采取纠正措施或预防措施,必要时应追回已发出的监测报告。

6期间核查实例分析

6.1天平的期间核查实例

天平的期间核查可用标准物质核查法开展。以JJ500y型Ⅲ级电子天平的期间核查为例,采用通过计量检定的F1等级标准砝码组作为核查标准进行核查试验,可以按以下程序进行。(1)对天平的示值误差进行核查。在两次检定间隔以内,用标准砝码分别对已调零的天平在零载荷、两个中间载荷点以及满载共4个载荷点进行测量,分别得出天平每个载荷点加载后和卸载后的示值误差。若示值误差不超过相应载荷的最大允许误差,则判定该点的示值误差合格,否则应判定为不合格,详见表2。(2)进行重复性误差的核查。可选用一个中量程范围的测量点作为试验载荷,进行不少于3次的重复测试,得出重复性误差。若重复性误差不超过相应载荷的最大允许误差,则判定该点的重复性误差合格,否则应判定为不合格,详见表3。注意在核查操作中,每次测量与读数前都应保持在天平稳定后再进行。(3)天平的期间核查综合结论。只有当该次核查中所有载荷点的示值误差和重复性误差都合格时,才能综合判定该天平的期间核查结果为合格。根据表2与表3的核查结果显示,该天平的期间核查综合结论为:合格。

6.2气相色谱仪的期间核查实例

因为气相色谱仪每次分析时都会分析校准曲线,而校准曲线中已包含线性、基线噪声和灵敏度的核查,所以气相色谱仪的期间核查可以只针对仪器的定量重复性(精密度)来开展。下面以8890型气相色谱仪的FID检测器定量重复性核查为例,对该仪器的期间核查进行分析说明。(1)开机预热稳定后,设定仪器的工作条件,准备好核查用标准物质,详见表4。(2)仪器在设定的工作条件下,连续7次进样表4所示的标准溶液1uL进行定量重复性测试,得出7次正十六烷峰面积,并计算其相对标准偏差RSD,小于定量重复性要求3%则判定为合格,否则应判定为不合格。测试结果详见5。根据测试结果,本次核查的相对标准偏差RSD为0.6%,小于定量重复性要求的3%,定量重复性较好,期间核查结果为:合格。

7结语

期间核查的实施,是生态环境监测过程中对仪器设备控制的重要一环。实验室在开展期间核查时,应根据工作实际和仪器特性等因素确定核查范围与方法,并通过作业指导书规定下来,按时规范开展,以更好地判断仪器是否保持良好稳定的状态,保证监测数据的准确有效。

作者:李佩贤 陈鉴祥 单位:佛山市南海生态环境监测站