能力验证在环境监测实验室中的应用

马 玲

(石家庄市环境监测中心，河北石家庄 050022)

能力验证在环境监测实验室中的应用

马 玲

(石家庄市环境监测中心，河北石家庄 050022)

阐述了能力验证在环境监测实验室中所起的作用，并通过实例分析证明了能力验证是环境监测实验室内部质控措施的有力补充，并且推动了环境监测实验室整体工作水平的提高。

能力验证；环境监测实验室；应用实例

能力验证就是由若干实验室按照规定的实验方法对同一不知浓度的样品进行检测，最终按取中位值的统计方法计算各实验室结果的偏离情况，从而给出结果满意、结果有问题、结果不满意的3种结论。一般情况下参加能力验证活动的实验室数量越多，中位值的统计越准确。能力验证活动的范围可以以一个地区的形式开展、也可以在全国或全球范围内进行[1]。

1 能力验证在环境监测实验室中所起的作用

1.1能力验证是证明环境监测实验室检测能力的有效途径

由于能力验证检测样品真值的不可知性，决定了各参加实验室检测能力的真实体现，目前是国际上公认的公平、客观评价实验室检测能力的方法。国家环境监测总站、认监委、中国合格评定国家认可委员会(以下简称CNAS)等机构都将能力验证作为实验室日常管理和评价的有效途径[2]。按照CNAS能力验证的要求，获得实验室认可的环境监测实验室要在一个认可周期内参加本实验室全部领域的能力验证活动，同时要满足一年参加一次水领域能力验证，二年参加一次土壤领域的能力验证，以此来证明取得认可资质的环境监测实验室检测能力的持续有效性[3-4]。国家环境监测总站及认监部门也每年不定时地举办各种领域的能力验证活动。环境监测实验室通过参加各部门的能力验证活动并取得满意结果向社会及各级主管部门证明了其检测能力的持续有效和水平等级，证明了本实验室检测数据的准确性和可靠性，同时提高了环境监测部门的自信心，增强了客户的信任度。

1.2能力验证是环境监测实验室进行自我评定的有效手段

能力验证还可以作为环境监测实验室的一种外部质量控制措施，不仅是内部质量控制措施的重要补充和完善，还可以帮助实验室进行自我评定，确保实验室质量管理体系维持较高水平的有效运行，并适时进行持续改进，推动了环境监测实验室更好地为社会和环境管理部门服务的良好发展态势。环境监测实验室通过能力验证的满意结果进行自我能力的肯定，还可以通过不满意结果或有问题结果来分析和查找原因，识别人员、设备、试剂、监测方法、检测环境等各种因素带来的误差，并通过采取积极有效的纠正措施，使检测人员的综合技术水平得到提高，缩小了和其他实验室的差距，全面促进环境监测实验室检测能力的持续改进，保证监测数据的精准性和真实可靠性。

2 能力验证结果的统计和评价方法

能力验证计划统计分析采用稳健(Robust)技术处理，即采用稳健统计的中位值为指定值，标准化四分位距(NIQR)为变动性度量值(目标标准偏差)。参加实验室结果的Z值按下式计算：

Z=(x-X)/σ。

式中：x为实验室测试结果；X为指定值；σ为变动性度量值(目标标准偏差)。

能力验证计划以Z比分数评价参加实验室的结果，即：∣Z∣≤2为满意结果；2<∣Z∣<3为有问题结果；∣Z∣≥3为不满意结果(离群值)。为了清晰地表示各实验室参加能力验证计划的结果，将Z比分数值按大小顺序排列作柱状图，每个柱条标有该参加实验室的代码。从该柱状图上，每个参加实验室很容易将其结果与其他参加实验室进行比较，了解其结果在本次计划中所处的水平[5]。

3 能力验证不满意结果的实例分析

下面以某环境监测实验室近几年参加的能力验证活动为例来说明能力验证作为外部质量控制措施对环境监测实验室内部质控措施进行了有力的补充[6]。

3.1水中锰的测定

接到考核盲样后，实验室严格按照内部质量控制程序进行了检测，同时测定的已知浓度的标准样品结果在不确定度的允许范围内，然而最终统计的考核结果∣Z∣=3.33，判定为不满意[5]。实验室积极查找原因，将可能影响检测结果的因素逐一排除，最终在绘制的标准曲线上发现了问题。检测时实验室配制的标准系列及检测样品浓度与仪器响应值对应关系见图1。

图1 标准系列及检测样品浓度与响应值对应关系Fig.1 Correspondence between the concentration of the standard series and testing samples with absorbance

由图1可以看出，由于本次考核样品浓度偏低，致使仪器响应值落在标准曲线的第一点和第二点之间曲线线性范围边缘地带，造成结果不确定因素增加，出现不可预测的结果偏差。发生该问题是因为环境监测实验室大多进行浓度偏高的污染源样品检测，对浓度偏低的样品处理经验不足。该实验室针对这次情况积极采取了纠正措施，开展了低浓度样品检测的培训，对低浓度标准样品采取扩充配制2～3个低浓度曲线点的办法来延长曲线的线性范围，以保证低浓度样品的仪器响应值落在标准曲线线性范围的中间位置，减少不确定因素的干扰。后经该实验室内部低浓度标样考核合格和CNAS的测量审核取得满意结果，验证了纠正措施的有效性，同时确认了该环境监测实验室在低浓度样品的测定技术上有了长足的进步和能力的提升[7]。

3.2废气中氮氧化物的测定

本次考核分为2个批次的样品，分别为低浓度NOx和高浓度NOx，该实验室在严格的内部质控程序下采用定电位电解法进行测定，最终统计检测结果∣Z∣=2.56，判定为结果有问题。实验室根据2个浓度结果数值偏低的共性确定检测过程存在系统误差。通过排查，最终确定出现问题的原因是检测仪器传感器配备不足。NOx定电位电解监测方法中指出废气中NO2的浓度含量很低，不超过NOx含量的5%(体积分数)，一般用NO的浓度来折算NOx浓度即可[8]。所以使用配备O2传感器、SO2传感器和NO传感器的TESTO335烟气分析仪完全可以满足日常环境监测的要求。但是使用该仪器测定本次考核标气中的NOx浓度却会因为NO2数据的缺失，给考核结果带来误差。原因明确后该实验室补充安装了NO2传感器和标气，加强了NO2和NOx标气测定的理论学习和实践操作，弥补了工作上出现的不足，并通过内部多次测定不同浓度NOx标气取得合格结果验证了该实验室在NOx测定技术上有了明显进步，整体工作能力有了显著提高。

3.3水中汞的测定

本次盲样考核采用原子吸收法来测定水中的汞，本方法最低检出质量浓度是0.000 05 mg/L，盲样的测定范围是0.002～0.02 mg/L，最终统计结果∣Z∣=2.35，判定为结果有问题。按照检测方法要求，水中汞的质量浓度应按下式进行计算：

ρ(汞)=V1C/V2。

式中：C为从校准曲线上查得相应测定元素的浓度(μg/L)；V1为测量时水样的体积(mL)；V2为预处理时移取水样的体积(mL)。

通过对检测过程的反复排查，发现参与计算的V2数值不精准。方法中要求移取一定量水样V2，加入12 mL HCL和8 mL硫脲，最后用纯水定容至100 mL(V1)进行测定[9]。实验室人员考虑本次样品浓度较低，直接用样品定容至100 mL，求得V2(100 mL-12 mL-8 mL=80 mL),并代入公式参与计算。这个过程的变化将V2本该是量出式容器移取的体积演变成量入式计算体积，理论上可行但没有经过验证存在不确定的误差，另外如果容量瓶没有彻底干燥，将会引入更多的误差，这些误差会对低浓度样品结果造成较大的影响[10]，导致数据结果产生问题。通过对本次有问题结果的排查，及时发现了实验室人员工作上的疏漏，并通过积极采取纠正措施最终取得了提高人员理论和操作技术水平的效果。

4 结 语

能力验证作为一项客观公正的活动，成为了积极有效的，带动区域性、行业性实验室整体提高的有效途径，被国内外越来越多的实验室及实验室管理机构认可并采纳。积极参加能力验证活动是对实验室自身检测水平的一种挑战，是实验室检测水平不断完善，不断更新的一个过程。

/

[1] 王福成，韩永明.能力验证对提高实验室检测有何作用[J].监督与选择，2004(4)：2-3.

WANG Fucheng, HAN Yongming. Effect of proficiency testing on improving laboratory testing capability [J]. Supervision & Choice, 2004(4):2-3.

[2] ISO/IEC 17025：2005，Accreditation Criteria for the Competence of Testing and Calibration Laboratories[S].

[3] CNAS—RL02，能力验证规则[S].

CNAS—RL02，Rules for Proficiency Testing[S].

[4] CNAS—AL07，能力验证领域和频次表[S].

CNAS—AL07，Proficiency Testing Area and Fequency[S].

[5] 邢晓茹.IERM T12-01水中铁、锰检测能力验证计划结果报告[R].北京：环境保护部标准样品研究所，2012.

XING Xiaoru. IERM T12-01 Result Report of Verification Plan of Testing Capability of Iron and Manganese in Water [R]. Beijing: Standard Sample Institute of Ministry of Environmental Protection,2012.

[6] 蔡亦军.通过能力验证确保实验室质量控制体系有效运行[J].首都公共卫生，2011,5(3)：140-141.

CAI Yijun. Guarantee effective operation of system control system in laboratory by proficiency testing [J]. Capital Journal of Public Health, 2011,5(3)：140-141.

[7] 陈 勇，宋俊周，孙温华，等. 河北省大型科学仪器共享工作发展问题研究[J].河北工业科技，2013，30(2)：130-132.

CHEN Yong，SONG Junzhou, SUN Wenhua, et al. Research on common sharing of large-scale scientific instruments in Hebei province[J]. Hebei Journal of Industrial Science and Techology, 2013，30(2)：130-132.

[8] 国家环境保护总局.空气和废气监测析方法 [M]. 第4版.北京：中国环境科学出版社，2009.

State Environmental Protection Administration. Determination Methods for Examination of Air and Wastegas [M]. 4th ed.Beijing: China Environmental Science Press, 2009.

[9] 国家环境保护总局.水和废水监测析方法 [M]. 第4版.北京：中国环境科学出版社，2002.

State Environmental Protection Administration. Determination Methods for Examination of Water and Wastewater [M]. 4th ed.Beijing: China Environmental Science Press, 2002.

[10] 倪育才.实用测量不确定度评定[M].北京：中国计量出版社，2005.

NI Yucai. Evaluation of Uncertainty of Practical Measuring [M].Beijing: China Metrology Press, 2005.

Application of proficiency testing in the environmental monitoring laboratories

MA Ling

(Shijiazhuang Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang Hebei 050022, China)

The roles of the proficiency testing in the environmental monitoring laboratories were expounded. By some examples it was demonstrated that the proficiency testing was a strong complement to the internal quality control of the environmental monitoring laboratoried, and it pushed forward the improvement of the overall level of the environmental monitoring laboratories.

proficiency testing; environmental monitoring laboratories; application examples

1008-1534(2013)06-0463-03

X830.5

A

10.7535/hbgykj.2013yx0614

2013-06-03;

2013-06-26

责任编辑：王海云

马 玲(1974-)，女，河北石家庄人，高级工程师，主要从事环境监测及质量管理方面的研究。

E-mail:maling903@sina.com