环境监测标准物质管理应用研究

李 晔 张丽杰 黄文鹏 徐有权

（吉林省生态环境监测中心 吉林长春 130062）

引言

在ISO GUIDE 30 中标准物质的定义是具有一种或多种足够均匀和很好的确定了特性，用于校准测量装置，评价测量方法或给材料赋值的一种物质。这种物质包括纯的或者混合的气体、液体和固体。在环境质量监测体系中，标准物质作为根本技术保证被广泛应用于分析、校准、质控、评价等工作中，使分析过程得到有效控制，为全国环境监测网络提供可靠的监测数据。可以说，监测数据的准确性、溯源性、和量值统一是环境监测工作的生命线[1]。在实验室实际分析测试中，常常出现使用的标准物质与被测物质的浓度、基质、包含物质种类和数量、性状等方面的要求不符，可能导致测得的数据偏差较大或者造成仪器损伤，这与标准物质自身的选用有很大的关系。

1 标准物质的选用

标准物质的范围和水平的适用是实验室实验过程分析使用的前提。不同标准物质所适用的领域和方法是有所差异的[3]，因此，在选用标准物质时首先需要考虑标准物质的用途和目的，即需要选择满足工作要求和实验室分析实际条件的标准物质，并且根据要求明确标准物质名称、性状、级别以及仪器和方法能够适用的条件，充分考虑规格、数量、定值范围、成份、基体等信息，在采购标准物质时还需选择具有有证标准物质生产资质的供应商。

标准物质的数量采购应考虑实验使用量计划和预留储备量，在选择标准物质的时候需注意所选标准物质是否在实验计划使用时间及预留储存使用前过期，避免用不完长期积压库存导致过期浪费或者存量不足，如果标准物质有效期限较短，则需适当减少储备量。有证标准物质过期后的性状可能发生改变，影响实验结果的准确性，不建议继续使用。有些供货商在标准物质快要过期前提供免费更换新定值标准物质的服务，在采购前可进行咨询。

1.1 标准物质用途限定

实验室分析结果一般是靠标准物质来溯源，因此在选用标准物质时应尽量选择准确度和品质稳定的标准物质，考虑能溯源至SI 测量单位，确保量值溯源的传递。在标准物质中首选有证标准物质（certified reference material）[4]，即附有权威机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性的一种或多种特性量值的标准物质。在我国，有证标准物质必须经过国家计量行政主管部门的审批，是作为计量器进行法制管理的[5]。因此，值得注意的是，并不是任意一个实验室生产的附有证书的标准物质都可以称为有证标准物质。只有有证标准物质提供的标准值才能用于为其他物质赋值、校准及准确度的确认，而开展质控活动、精密度确认中要求不是很高的情况下可以使用其他标准物质。

1.2 标准物质浓度与基体

选用标准物质应充分了解待测物质的特性和浓度范围，标准物质的特性要适应于分析过程的预期浓度水平[6]。选择与待测物质浓度接近的标准物质，可以减少在分析过程中稀释或混合的次数，从而降低分析结果中的不确定度，提高分析结果的准确性，使实验结果更为可靠。而用途不同对标准物质的不确定度的要求也不尽相同，因此，实验分析需根据待测物质预期浓度选用符合要求的不确定度其范围合适的标准物质进行使用。另外，标准物质的基体类型可能会影响标准物质在稀释时的溶解性或者产生本底杂质的干扰，造成分析时仪器灵敏度的差异影响。在一些测量方法中（如原子发射光谱、原子吸收光谱和电化学方法等）[6]，基体效应是系统误差的主要来源之一，标准物质的基体选择尽量接近被测物质，以尽量减少基体对被测物质的干扰，提高实验结果的准确性。

1.3 标准物质名称和组分

选用标准物质时提供的名称要准确。例如水中的铬，区分总铬、六价铬，需作确认。不同研制单位对同种标准物质名称的描述不尽相同，这种情况会在有机标准物质中出现的比较多，例如西维因（carbaryl)，别称甲萘威、N-甲氨基甲酸-1-萘酯、（1-萘基）-N-甲基氨基甲酸酯、胺甲萘等，不同厂家可能选取的中文名称不同，在选用时可提供标准物质的CAS 登录号（Chemical Abstracts Service，CAS 登录号是生物化学物质唯一的数字识别码），避免化学物质有多种名称出现指代不明，出现错选、误选。而有些相似名称描述的也并非是一种标准物质,例如COD，CODMn，CODCr，以高锰酸钾做氧化剂测定出的COD 称为CODMn（耗氧量），也作高锰酸盐指数；以重铬酸钾作氧化剂测定出的COD 称为CODCr，即重铬酸钾指数，如果证书名称处未标记是“Mn”还是“Cr”，一般是指CODCr，实际选用时需仔细阅读标准物质证书。标准物质组分需确认单标还是混标，混标则还需确认所需组分的种类和数量。环境监测分析中常见于无机阴离子、阳离子，有机物中的多环芳烃、多氯联苯、石油烃、挥发性有机物等，此类名称多为数多种物质的混合物，选用混标或者单标均需根据实验所需物质作组分确认。

1.4 标准物质的最小取样量

如果标准物质证书中有最小取样量的规定，则测量方法要求的取样量不应小于标准物质证书中的最小取样量，当取样量小于最小取样量时，标准物质的均匀性会随取样量变化而改变，标准物质的特性量值等参数可能失效，而且有引入误差的风险[7]。所以，在取样量不小于标准物质中规定的最小取样量时，证书中的特性量值才是适用的。

1.5 标准物质稀释倍数

标准物质的标准值并不都是直接开瓶测得的数据，有些标准物质需要经过稀释得到标准值，一般标准物质所附证书对稀释方法有详细说明。同时，同种物质因为浓度不同，即使同一个厂家生产的同一标准物质稀释倍数也不一定相同，以浊度为例，有些浊度标准物质可以开瓶直接测得标准值，有些则需要经过一定的稀释得到标准值，如果忽略稀释过程，直接测定不仅测得结果差异很大，而且可能会对仪器造成损伤。因此，在使用标准物质时需要仔细阅读标准物质所附证书的使用说明。

2 标准物质的验收

2.1 标准物质验收核查

验收标准物质时，首先要根据供货商出库单逐一核对实际到货标准物质的名称、编号、数量、批号、浓度、基体、有效日期等信息是否与采购单相符。其次，检查标准物质外包装是否完好，标签内容是否清晰、完整，安瓿瓶是否有破损。另外，为了确保标准物质的物理和化学稳定性，要查看标准物质研制单位提供的有效日期，一般根据稳定性的研究数据设定，以保证标准物质量值和不确定度，或许标准物质到期后的一段时间仍然未改变特性，但稳定性已不能被保证，因此标准物质必须在有效日期内使用，避免由于标准物质失效带来的风险。如果接收标准物质所剩有效期限较短，最好联系供货商退换，如物质本身保质期短，则按需采购，即用即买，不留库存。除此之外，需查看标准物质所附证书规定的保存条件和运输条件，低温储存的标准物质运输是否配置保温箱和冰袋，未配置冰袋不能满足运输储存温度条件的应及时与供货商联系退换。

2.2 标准物质登记入库

标准物质验收检查无误则可根据受控程序登记入库。入库按照标准物质类别或名称等信息（可以按照实验室标准物质管理者工作习惯或规定选择一种分类形式）分类，分配标准物质位置信息和编号、加贴标签，标准物质位置信息可按照层、行、列进行编码，例如第二层第三行第一列位置信息编码为231，可明确精准定位标准物质位置。标准物质保存库各区应有明确标识，与标准物质电子登记信息位置信息一一对应，按次取用，取用登记内容至少体现名称、编号、批号、有效日期、标准值、不确定度、取用日期和用量，取用人签字，用量、余量随标准物质实际流通数量在电子登记信息表中实时变更。

2.3 标准物质期间核查

标准物质入库后需定期核查标准物质是否保证其溯源性，通常标准物质可以通过密封包装的状态检查、外观及物理性状检查、有效期检查、储存条件的检查、与其他标准物质比对、不同测试方法或者仪器比对、机构间的比对等方法对标准物质进行核查，对标准物质质量发生改变的状况及时掌握和控制，对异常状况进行及时处理。期间核查需形成详细的核查记录和报告，对核查方法、依据、结果等方面的情况进行说明，使期间核查过程可溯源。

3 标准物质及证书的保存

3.1 标准物质保存

标准物质的保存条件与其稳定性密切相关，一般标准物质保存条件有冷冻、冷藏、常温、避光等要求，并非所有标准物质都适合低温储存，有些标准物质在低温储存下可能会导致吸附、缩聚等现象[7]，会破坏标准物质的稳定性，因此，需严格按照证书中储存要求并且根据标准物质物理化学及安全特性分类分区进行存放保管。管理者验收批量到达的标准物质时，低温储存的标准物质要优先验收登记入库，防止因环境温度高于储存温度要求影响标准物质的稳定性。如果标准物质之间存在互相沾污或者可能发生反应的情况则需要分开存放，避免标准物质之间产生交叉污染的情况。腐蚀品、放射性物质、易燃易爆保存区域则根据标准物质属性单独设置防护区域存放，贵重或者危险标准物质管理中注意双人双锁。入库单据需妥善保存，登记验收入库时间，方便后期核查。

3.2 标准物质证书管理

每个标准物质和证书都有唯一标识，以区分于其他标准物质，具体可以以标准物质编号和批号组合作为标准物质的唯一标识，验收时即可根据唯一标识核对每种标准物质标签上的编号和批次号与所附证书是否相匹配，确保所有验收标准物质都有与之匹配的证书，如果所附证书与标准物质不匹配或者漏发证书，则需第一时间与供应商联系更换或补发标准物质证书。注意检查标准物质证书中名称、编号、批号、定制日期、有效期限、预期用途、使用指南（包括保存条件、使用方法、错误操作等详细信息）、以及标准值和不确定度、危险品标志等信息是否完整。当上述信息存在问题时应及时与供货商联系退换。

证书管理需专人管理，证书入库时可利用标准物质类别及名称编号建档，与标准物质电子登记信息序号、纸质证书序号、标准物质在库位置信息一一对应，取用标准物质时能同步查询到证书位置，尤其当库存标准物质较多时，编号建档可提升管理效率。当标准物质库存变动时，实时更新在库证书数量位置和电子登记信息，实现动态管理。定期通过电子登记信息有效期限筛选过期标准物质，及时剔除过期或者用完的标准物质证书，并将剔除证书按入库日期留存建档。库存变动情况应按日期登记留痕，如标准物质入库数量较多，也可为标准物质证书建立电子档案，扫描复印编号，可在计算机中随时调用，进一步提升工作效率。

结语

标准物质的科学规范的管理和控制是其特性量值稳定性、准确性和均匀性的重要保障，也是实验室质量控制的重要内容，确保标准物质品质、提高实验室标准物质管理水平也是实验室质量管理体系中的重要一环。对于分析实验来说标准物质前期管理中选用、验收和保存三个环节十分重要。而进一步提高标准物质的有效性、实验结果的准确性，还需要统一细化的规范管理，包括规范标准物质各类台账记录、期间核查、管理人员的培训等，使环境监测数据能够更好的服务于国民经济建设和科研。