基于化學分析儀器計量檢測問題研究

摘要：文章基于化學分析儀器計量檢測進行了深度分析，肯定了化學分析儀器在計量檢測中的重要價值;指出了當前我國化學分析儀器檢測領域存在的問題，分析了制約化學分析儀器檢測的主要因素;總結了能夠保證化學分析儀器計量檢測精度的主要應對策略，包括儀器故障應對策略、儀器應用被誤導時應該如何應對、儀器的性能問題以及儀器的靈敏度問題等。

關鍵詞：化學分析儀器;化學分析;化學計量;化學檢測

中圖分類號：0657;F203

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）08-0037-04

Research on the Measurement and Detection Problems Based onChemical Analysis Instruments

LIU Zhuan-li

（Baoji VocationaI&Technical College，Baoji Shaanxi 721013.China ）

Abstract ： Based on the in-depth analysis of the measurement and detection of chemical analysis instruments.thispaper affirms the important value of the chemical analysis instruments in the measurement and detection，points outthe existing problems in the field of the current chemical analysis instruments detection in China，analyzes the mainfactors restricting the detection of chemical analysis instruments.and summarizes the main countermeasures to en-sure the measurement and detection accuracy of chemical analysis instruments，including instrument failure re-sponse strategies，how to deal with the problem when the application of the instrument is misled，the performance ofthe instrument and the sensitivity of the instrumentetc.

Key words ： chemical analysis instrument;chemical analysis;stoichiometry;chemical detection

隨著現代科學的不斷進步，化學分析儀器已經被廣泛應用于人類生活和生產的諸多領域，如食品藥品監督管理、醫學檢驗以及環境監測和治理等。利用化學分析儀器進行計量和檢測已經逐漸從單純的測量和監管工作發展成為一種與人類健康、全球環境改善以及經濟發展等息息相關的重要科學，從食品安全監管中分析農藥等殘留物的成分組成到檢測某種新型食品、藥品的主要化學成分;從汽車尾氣的含硫量到對外星球稀有礦物質的成分分析;從白然環境水質檢測到全球環境變暖過程中的大氣污染物濃度測量，化學分析儀器的普及程度以及應用廣泛程度越來越高，與人類生活的結合程度也越來越密切[1]。某一國家或地區化學分析儀器的精密程度和檢測準確性已經成為衡量該國家或地區科技發展水品以及工業化水平的重要參照標準。

1概述

利用各類型儀器進行化學計量，是我國現代化工領域進行計量分析工作的重要組成部分[2]。化學計量體系以及化學分析儀器的主要分類如圖1所示。

2化學分析儀器計量檢定/校準標準與管理

衡量一臺化學分析儀器進行計量檢測時所獲取的結果是否精準，主要取決于3方面如圖2所示。

2.1檢定/校準依據

儀器的計量檢定/校準是決定化學分析儀器測得數據是否精準的最基礎因素[3]。我國當前已經根據化學計量檢測發展現狀，建立起相關的量值傳遞和溯源體系。根據國家有關部門制定的相關標準，在對廠家所生產的化學分析儀器進行質量檢測時，需要根據所生產儀器所在國家相關體系中的分類情況進行差異性檢測。對于已有對應計量檢定規程或規范需要進行強制檢定的儀器，應交由國家法定計量檢定機構進行針對性專業檢定，經該部門檢定合格以后方可投入生產計量;對于尚未確定計量檢定規程或規范的化學分析儀器，應該盡量根據國際的、國家的或者地區性質的相關公開發布標準進行校準;對于非強制性檢定的化學分析儀器，應該交由具有相應資質的技術部門進行檢定或校準，經該部門檢定合格以后方可使用。

2.2標準物質

標準物質在化學分析領域中的定義是：一種足夠均勻并且通常情況下性能極為穩定的特定特性的物質;標準物質的特性能夠達到化學分析儀器計量檢測過程中某一特定檢查所需的基本功能[4]。標準物質是化學分析計量檢測領域進行量值傳遞的最基礎手段，同時也是國家相關部門進行化學分析計量檢測工作的法定依據。對化學分析儀器的測量精度進行檢測時必須嚴守以下5點。①必須選擇經國務院計量行政部門批準的標準物質，使之可溯源到SI單位;②檢測時所選定的標準物質必須在有效期內，防止因為標準物質的性質改變影響檢測結果;③標準物質的存放要按照嚴格的標準進行，確保檢測時標準物質的性質未發生破壞;④標準溶液等的配置方法需要嚴格按照配比說明進行，以防測量結果出現較大誤差;⑤利用標準物質對化學分析儀器測量進度進行檢測時，需要對環境檢測、標準溶液配置以及標準物質的適用情況等進行準確記錄。

2.3后續管理

當某一型號化學分析儀器在相關部門完成基本檢定并頒發證書以后，企業或生產廠家應及時核對所得證書中的有關儀器檢測數據，在充分確認證書參數與白身產品之間的切合程度以后，需要在參數標準下確保儀器的正常使用[5]。對于無法滿足證書中相關標準或參數要求的情況下，需要對生產出的化學分析儀器進行調試和維修，及時修正其加工參數確保同一型號產品都能夠滿足證書中的相關要求。

3化學分析儀器計量檢測中的問題及制約因素

3.1存在問題

現代化學學科的發展，促使化學分析儀器逐漸延伸出越來越多的種類和型號，給化學分析儀器進行計量檢測工作帶來了許多新的問題。

3.1.1計量檢測標準嚴重滯后

進入21世紀后，現代科技發展速度極快，新的理念和化學分析儀器等的更新速度也越來越快，現代計量檢測標準難以緊跟技術前沿[6]。在此背景下，一方面往往容易導致部分已經更新換代之后的化學分析儀器仍然需要沿用原有的、落后的計量檢測標準，導致儀器的檢測功能無法充分發揮;另一方面部分新的化學分析儀器在進行計量檢測時會出現沒有計量檢測標準的現象，導致無法針對其檢測結果進行溯源。

3.1.2標準物質研發覆蓋性不足

盡管全球范圍內的多個國家已經對化學分析中所需標準物質的研究投入了越來越多的人力、物力，然而標準物質的研制速度仍然存在覆蓋性不足等問題，對于完全覆蓋飛速發展的化學儀器種類等仍存在較大難度。尤其隨著現代工業的發展、環境的持續惡化以及部分新興領域對化學檢測工作的依賴，全球范圍內標準物質研發覆蓋性不足已經成為阻礙化學分析儀器計量檢測以及部分行業快速發展的重要原因[7-8]。

3.1.3人員高精度檢測能力不足

對食品藥品、環境問題以及金屬礦藏等進行化學分析，需要計量檢測人員具備專業性極高的知識、技術和能力。化學檢測問題復雜程度的提升，對從事化學分析儀器計量檢測等的工作人員專業能力發起了挑戰。尤其對于我國而言，有相當比例的從業人員只初步具備了對部分化學分析儀器構成、檢測方法以及故障分析的能力，而對于更深層次的行業要求，如進行更加精、準、細的計量檢測工作等則往往無法滿足。

3.2制約因素

在具體的化學分析儀器計量檢測工作中，檢測結果的精準程度、檢測效率等的制約因素主要包括儀器故障、儀器應用被誤導、儀器性能以及儀器的靈敏度等[9]，如圖3所示。

4化學分析儀器計量檢測優化策略

針對化學分析儀器計量檢測工作中的具體問題，本文認為應該從以下6個方面進行針對性優化，如圖5所示。

4.1計量檢測標準優化

目前我國共發布化學類計量檢測規程/規范共計約有130余項[10]，仍無法充分滿足日新月異的化學科學發展以及化學分析檢測問題復雜程度的提升。前瞻性分析，能夠避免國家相關部門在進行標準制定時往往需要根據社會上已經存在或已經存在一段時間的化學計量檢測問題進行標準制定的這一問題，能夠根據化學專業的發展方向進行提前分析并總結有可能出現的問題，從而進行提前規劃。一旦市場上真實發生了相關化學計量檢測問題，才能夠及時推出相關標準，從而適應科技、社會等的飛速發展。

4.2從業人員優化

針對我國部分從事化學分析儀器計量檢測工作人員能力較低，無法適應時代發展和行業需求等問題，一方面國家及企業等應該積極促成人才市場流動，企業可以通過聘用具有更先進知識的高校教師等參與一線生產;另一方面政府及相關行業商會等應該積極針對本領域從業人員開展各種類型的講座和培訓工作等，從而全面提升從業人員職業素養。

4.3儀器故障優化

針對化學分析儀器的故障進行優化，可以從2方面人手：①定期維修，計量檢測部門的實際操作人員需要在供應商的指導下定期對儀器進行檢修，從而充分掌握化學分析儀器的工作狀態，一旦發現儀器的某些功能或檢測精度出現問題，應立即進行修理或聯系供應商提供售后;②環境維護，化學分析儀器工作壽命以及檢測精度受環境的影響較大，因而計量檢測部門除需要對儀器本身進行定期維護外，對儀器所處的自然環境等也需要進行維護，對環境的溫度、濕度等進行充分調節保證化學分析儀器獲得最佳工作狀態。

4.4儀器應用被誤導優化

在徹底排查儀器機械故障的基礎上如果仍無法獲得較高的檢測結果，則應充分考慮該化學分析儀器是否出現了應用被誤導問題。設備維護人員應該針對不同的化學分析儀器進行針對性清潔和維護，如針對大部分儀器可以使用肥皂、洗衣液等進行清潔，而小部分儀器如玻璃儀器等則需要使用具有強酸氧化效應的清潔劑進行清理，才能保證化學分析儀器在工作過程中不出現誤導性因素。

4.5儀器性能優化

化學分析儀器的發展速度日新月異，各種高精度儀器層出不窮，造成我國部分行業出現化學檢測儀器性能不佳等問題的主要原因并不在于技術，而在于檢測部門的意識。有關檢測部門通常更傾向于選擇低成本、低精度的化學分析檢測儀器，從主觀上并不重視化學分析儀器是否能夠獲得行業認可的檢出限。因而，在今后的化學分析儀器計量檢測工作中，應與時俱進，確保儀器或設備的選擇能夠滿足國標檢出限要求。

4.6靈敏度優化

化學分析儀器進行計量檢測過程中出現靈敏度問題，主要是由于檢測設備的加工和制造工藝不合格導致。因此選擇先進工藝設備是提升化學計量檢測工作最直接、最省力的辦法。此外，對于相同檢測儀器、相同檢測條件下的不同檢測結果，應通過加強操作人員培訓，提升人工操作水平來優化。最后，對于檢測精度要求較高的項目，應盡量選擇采用單功能儀器作為計量檢測的主要儀器;對于檢測精度要求較低的項目才可以考慮使用多功能儀器。

5結語

綜上所述，文章針對化學分析儀器計量檢測的問題、制約因素等進行了總結性分析，提出了針對這些問題和制約因素的優化策略。利用化學分析儀器進行食品、藥品、醫學、環境等的檢驗或監測，是在科技不斷發展進步、自然環境逐漸惡化的背景下，保障人民健康和社會可持續發展的關鍵。該化學分析儀器計量檢測研究課題，已經成為當前保障計量檢工作質量、避免檢測出現問題等領域的熱門研究話題。

參考文獻

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收稿日期：2020-02-16

作者簡介：劉轉利（1977-），女，陜西渭南人，碩士學位，講師，研究方向：化學教育。