質控圖在紡織品鄰苯二甲酸酯含量測定中的應用

張城玉+韓健健

摘要

為檢驗紡織品中鄰苯二甲酸酯含量測定系統的質量控制狀態，本研究基于質控圖方法，采用鄰苯二甲酸二甲酯標準溶液測定數據，對其受控情況進行驗證。Anderson Darling統計檢驗結果：As2*=0.401<1且AMR2*=0.392<1，試驗表明檢測數據可靠；平均值-標準偏差質控圖方法的驗證結果顯示，該測試系統處于質量受控狀態。

關鍵詞：紡織品；鄰苯二甲酸酯含量；質控圖；AD統計檢驗

1 引言

鄰苯二甲酸酯作為一種重點污染物，其對人體的危害表現在干擾人體內分泌，致使人體肢體畸形、內分泌失調、生殖系統病變、乳腺癌發病率升高等方面[1]。因此，生態紡織品將鄰苯二甲酸酯含量納入檢測控制范圍，使其成為生態紡織品標準體系要求檢測的一個非常重要的指標。鄰苯二甲酸酯含量的精確測量，是評定生態紡織品質量的重要依據，在保障消費者健康方面具有重大意義。

保證試驗系統處于質量受控狀態是鄰苯二甲酸酯含量精確測定的前提。質量控制圖因其能形象直觀地反映出系統是否處于質量受控狀態，在質檢過程中得到廣泛應用。質控圖又稱休哈特質控圖，采用圖形記錄的形式來判斷測量過程是否處于統計控制狀態。它能判斷并提供測量過程中是否存在異常因素，并查明產生異常的原因，以便采取措施使測量過程重新處于統計控制狀態。根據控制對象的數據性質，即按所用的統計控制量來分類，常用的質控圖有平均值-標準偏差質控圖（x-s）與平均值-極差質控圖（x-R）。質控圖通常均成對使用，x圖主要用于判斷測量過程中是否受到不受控的系統效應的影響。s圖和R圖主要用于判斷是否受到不受控的隨機效應的影響。因s圖比R圖具有更高的檢出率[2]，本研究采用x-s圖對試驗系統質量受控狀態進行驗證。

2 試驗部分

試驗原理：國內紡織品中鄰苯二甲酸酯含量的測量，現行通用標準為：GB/T 20388—2006 《紡織品 鄰苯二甲酸酯的測定》。該標準規定了采用氣相色譜-質量選擇檢測器（GC-MSD）測定紡織品中13種鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量的方法，即試樣經三氯甲烷超聲提取，用GC-MSD測定，采用選擇離子檢測進行確證，外標法定量。

為確保本試驗系統處于質量受控狀態，本研究采用鄰苯二甲酸二甲酯標準溶液，利用x-s質控圖方法，對試驗系統質控狀態進行確認。

2.1 Anderson Darling（AD）統計量檢驗

每天配制10個鄰苯二甲酸二甲酯含量接近30mg/L的標準溶液，并分別采用GC-MSD進行獨立重復測量，并以此10個標準溶液鄰苯二甲酸二甲酯含量的測量結果為一個子組。在期間精密度條件下將上述試驗重復進行若干天，收集無離群數據，獲得25個子組。分別求每個子組的平均值xi。按公式（1）計算AD的檢驗量：

（1）

式中：

A2*——AD統計量，標準差法表示為As2*，移動極差法表示為AMR2*；

Pi——正態概率值；

n2——子組個數。

2.2 x-s質控圖

采用1.2中獲得的25個子組的數據，分別求出每個子組的標準偏差si，以及25個子組的平均值x和平均標準偏差s。依據以下公式：

分別求出x圖的中心線CL1、控制上線UCL1和控制下線LCL1，并以xi隨時間的變化作x圖。

依據以下公式：求出s圖的中心線CL2，控制上線UCL2和控制下線LCL2，并以si隨時間的變化做s圖。

3 結果與討論

3.1 AD統計量檢驗

AD統計檢驗能代替傳統的假設檢驗，用于度量數據服從特定概率分布的程度。AD的As2*檢測值可驗證質控數據是否符合正態分布，A2*MR檢測值可驗證質控數據是否有獨立性。因此，本研究采用AD統計的檢驗量As2*和A2*MR，對質控數據進行檢驗，判斷質控數據是否可用。

3.1.1 試驗結果

表1左起第二列數據分別為每個子組數據的平均值，通過Excel統計相關算法，及升序和降序等標準化處理，分別得到基于標準差和基于移動極差標準差的相關數據，最終可計算出As2*=0.401， A2*MR=0.392。

3.1.2 分析與討論

對于AD統計檢驗量，只有當AS2*<1且 A2*MR <1時，表明質控數據是符合正態分布和有獨立性的，即試驗數據是可用的。以上AD統計檢驗結果顯示，AS2*和A2*MR均小于1，表明可采用以上數據建立質量質控圖。

3.2 x-s質控圖

3.2.1 試驗結果

對期間精密度條件下獲得的25個子組數據進行處理，結果見表2。

由表2可計算出25個子組的平均值x=29.9，標準偏差的平均值s=0.89。由控制線的系數表可知：獨立重復測量次數n2=10時，A3=0.975，根據公式（2）、公式（3）和公式（4），可分別求出x圖的中心線CL1=x=29.9、控制上線UCL1=30.8，以及控制下線LCL1=29.0。將控制上線和控制下線的區域等分為6個部分，以xi隨時間的變化作圖x（見圖1）。

由控制線的系數表可知：n2=10時，B4=1.716，B3=0.284。根據公式（5）、公式（6）和公式（7），可分別求出標準偏差質控圖中心線CL2=0.89、控制上線 UCL2=1.53，以及控制下線LCL2=0.25，并以si隨時間的變化作s圖（見圖2）。

3.2.2 分析與討論

ISO 8258：1991和GB/T 4091—2001總結的常見的測量過程異常的8種分布模式：①測量點出現在A區之外；②連續9個測量點出現在中心線同一側；③連續6個測量點呈現單調遞增或單調遞減；④連續14個測量點呈現上下交替排列；⑤連續3個測量點中有2點出現在中心線同一側A區中；⑥連續5個測量點中有4個出現在中心線同一側的B區或者A區中；⑦連續15個測量點出現在中心線兩側的C區中；⑧連續8個測量點出現在中心線兩側并且全部不在C區中，在圖1和圖2中均未出現。表明x圖未出現異常情況，即試驗系統處于質量受控狀態。

4 結論

本研究采用x-s圖，形象直觀地對紡織品中鄰苯二甲酸酯含量測定試驗系統質量受控狀態進行了檢驗。結果顯示，本試驗系統處于質量受控狀態。研究發現，在檢驗過程中，采用日常質控數據繪制質控圖，可及時準確地反映測量系統質控狀態，有利于檢測實驗室出具公正而準確的檢測報告。本研究采用的方法，可推廣應用到紡織檢測實驗室其他相關檢測項目的質量控制過程中，值得相關工作者進一步研究和完善。

參考文獻

[1]陳如， 蔣曉琪， 王建平. 鄰苯二甲酸酯及其生態毒性[J].印染助劑， 2010（09）：52-56.

[2]涂祺慧，晏上明.Excel數據處理及繪制控制圖法在計量標準穩定性考核中的運用[J].現代測量與實驗室管理， 2011（04）：30-32.