化學計量與環境、資源、健康和可持續發展研究

艾賢嵩

（甘肅省計量研究院，甘肅 蘭州 730070）

就目前來說，化學計量已經是國際貿易技術壁壘中最重要的組成部分。化學計量的有效性已成為國際貿易爭端的中心，因此，化學計量的國際一致性已作為國際關注的中心納入國際計量組織的工作。現階段，據報道得出，化學測量占所有測量的50%以上。這在一定意義上也可以說明，化學測量涉及生命、健康、安全、環境、資源和可持續發展，其規模在傳統計量學的10 個領域中都是無與倫比的。化學措施的有效性需要國際上的一致性，這種一致性是建立在可追溯性的基礎上的，并得到每個國家建立良好和健全的化學計量系統的支持。協調測量值或化學測量值的可追溯性存在問題，在發展化學計量技術之前，還有許多工作要做。下面進行詳細闡述。

1 化學計量相關內容闡述

化學計量，指在化學領域所使用的儀器儀表的計量。涉及許多物理量、單位和符號。這些是化學成分、化學變化、數量和能量之間的關系以及它們的計算。化學計量的出發點是原子主義、質量和能量守恒定律以及一些基本的化學定律。

2 化學計量是農業標準化和農業可持續發展的基礎

由于缺乏對土壤組成和土壤質量變化的了解，使有針對性的科學施肥成為不可能，并可能造成一個惡性循環，導致盲目施用的產量暫時增加，從而導致土壤生產能力的下降。因為施肥和農藥的合理應用,才為普及農業標準化基地和精準農業做出了貢獻。沒有可靠的化學計量學，就不可能實現農業的真正標準化和農業生產的真正量化。由于農用化學品的盲目使用，化肥和殺蟲劑的過度使用已達到極限，嚴重影響可持續發展。為了保持高產，土地的集約利用和農用化學品的大量使用已成為我國農業發展的典型模式。我國目前擁有世界上不到10%的可耕地，而氮肥的使用占世界消費量的30%，是世界單位面積平均水平的三倍。施肥后，50%的廢水從排水溝排入氣態大氣或水環境，每年損失1000 多萬噸氮，造成相當大的破壞。事實上，蔬菜只消耗了10%～20%的氮肥，在靠近城市水源的蔬菜密集生產地區，過量的化肥和殺蟲劑尤其重要。過度消費的化肥和農藥,在全國各地產生了嚴重影響生態環境：積累化肥和農藥,在廣大農村地區的飲水來源，尤其是在水井、健康帶來潛在的風險有大批農民至少13個省份。

第二個后果是河流和湖泊的富營養化，我國近50%的湖泊嚴重富營養化，缺氧導致大量魚類和其他水生動物的數量和種類減少。例如，在過去幾年里，每年夏天，溫暖的海水和雨水都會導致輸送化肥的支流被雨水沖走農田，流入太湖。由于嚴重的富營養化，湖水迅速變綠，散發出令人窒息的氣味。

第三個后果是土壤的物理、化學和生物性質的退化。一項可靠的數據顯示，我國大約有2000 萬公頃的可耕地受到不同程度的污染。第四個后果是農產品價格的不合理上漲。農業用地以外損失1000 多萬噸氮肥，直接經濟損失300 多億美元，農藥浪費損失150 多億美元。改善農民收入的困難增加了。

3 化學計量是環境監測的基礎

由于在農業生產過程中過度使用化肥和殺蟲劑是水體、土壤、生物和大氣三維污染的主要原因，“三維農業污染”比平面“農業污染”更具破壞性。“農業立體污染”監測是綜合污染防治的前提，化學計量學是正確監測和評價環境污染的技術基礎。城市機動車尾氣污染占城市空氣污染的50% ～80%，最高可達90%。空氣污染的監測和控制與人類健康密切相關。例如，北京婦幼保健中心最近對3000 多名幼兒進行的一項調查顯示，在2 ～6 歲的兒童中，超過30%的兒童血液中鉛含量過高。過量的鉛會影響兒童的心理發育。化學計量學顯然是環境監測的主要技術手段。

4 化學計量的量值未得到統一，使社會資源大量浪費

現階段，由于化學計量的量值在國際上未能得到統一的標準規定，從而導致我國出口產品的拒絕通關率屢創新高，這在一定程度上也增加了社會資源的浪費率，從而不利于可持續發展的目標得以實現。國家對化學分析和測量的相互承認程度低，導致許多重復的測量和浪費社區資源。所使用的儀器,例如醫院和一個自成體系的不同,國家標準物質的化學計量不同醫院的患者中的生物指標和實驗室檢測結果。甚至不同醫院的患者來說,重復測量,導致個別醫療資源的浪費和經濟損失。針對這一現象，我國經濟發展較好的地區的醫院首先推行化驗和某些檢查之間相互認可的工作模式，這一模式也已經正式投入試運行。這樣一來，不但可以保證醫院可利用資源得到最優化的利用與配置，也可以為患者減少不必要的經濟損失，更好地保障患者的利益，最終促進社會的和諧進步。

5 化學計量與國民健康水平息息相關

化學測量的結果嚴重影響著醫生的正確診斷，其測量結果與真實情況之間的差異給醫生的判斷帶來了不確定性。除此之外，化學計量的正偏差也會在一定程度上不可避免地導致過度處理。藥物濫用不僅影響患者的肝臟和腎臟，而且浪費國家的藥物資源，同時引起耐藥性和不良反應。目前，呼吸系統疾病、傳染性腹瀉、麻疹、艾滋病和結核病占全球感染死亡人數的85%以上，病原體對某些抗生素的耐藥性接近100%。國際數據顯示，全球住院患者藥物不良反應的發生率為10%～20%，藥物引起的肝損傷約占住院患者的10%；在50 歲時，住院患者的比例可能超過40%，其中5%具有致殘、致畸、致命和長期后果。3.6%～25%的醫院死亡是由藥物引起的，這表明藥物濫用和過量的嚴重危害。相反，化學措施的消極偏差可能會阻止真正需要的患者得到他們應得的治療，并推遲治療和康復。營養不良、缺鐵缺碘等微量元素阻礙兒童生長，降低兒童智商，使兒童生病，每年造成直接經濟損失300 多億元。這與我國化學測量的擴散和立體測量基礎的不足直接相關。

如今，糧食安全已成為政府和民眾最關注的問題，其熱點問題也給予特別重視,在食品中的有害物質,特別是研制或獲取標準樣品的分析并進行復測微量更多國際差異存在許多差距，這對從根本上保護人類健康也是極為不利的。就目前來說，我國食品中添加的添加劑已達22 種，其對我們身邊的健康有著極為重要的影響，若是添加過度，就會導致人體受到嚴重的損害，甚至危及生命。除此之外，檢測方法的繁多以及檢測劑的昂貴，也在一定程度上加重了化學計量檢測的困難性與實施性。

6 國外化學計量工作的新動態

關于化學測量和分析的結果，需要充分的可比性和國際可追溯性。因此，BIPM 非常重視化學計量學，并于2000 年成立了化學系。工作方案應側重于三個領域，氣體的分析研究、分析、技能等方面的有機化學和標準的統一措施。首先，通過建立一個專門機構來建立一個氧氣濃度測量基礎，測量研究的重點是確保可比性和氣態混合物氣體標準的溯源，進行比較和臭氧濃度測量的校準；國際比較和一氧化氮氣體標準研制的高精度方法來調整氣體標準；主要研究一個新的氫含量測量方法空氣。最初的方案側重于編制所需的樣品測量系統，參考實驗室、臨床化學和醫學，特別是對于處理、類固醇激素的藥物管制。美國國家標準和技術研究院成立化學分析部的主要目的是分析化學領域開展研究化學、生物化學、化學工程措施和參考物質，與經濟發展和以人為本密切相關。化學重點措施和標準是加強美國工業在世界市場上的競爭力、提供化學用于評估措施的質量和改善公共衛生、安全和環境質量、化學措施以保證公正性、并且積極研究與健康有關的參考物質，如膽固醇等。

7 結語

總而言之，由于經濟全球化的發展，越來越多的國際貿易爭端涉及化學措施的有效性。建立健全的化學計量體系，制定統一的中長期計劃，由計量控制技術機構負責實施。目前有一部分質量控制體系和技術,特別是在計量研究院中缺乏專業人員,以及儀器設備通常過于落后,其能力和水平也遠不及發展的所需。因此，加強化學計量的管理和投入，加快我國化學計量體系的完善，是現階段最重要的工作之一。我們應該重視化學計量工作對我們生活所帶來的影響，積極將其與我們的日常生活、工作和學習相聯系，促進四者之間的協調發展。