環境監測標準物質管理應用研究

李 曄 張麗杰 黃文鵬 徐有權

（吉林省生態環境監測中心 吉林長春 130062）

引言

在ISO GUIDE 30 中標準物質的定義是具有一種或多種足夠均勻和很好的確定了特性，用于校準測量裝置，評價測量方法或給材料賦值的一種物質。這種物質包括純的或者混合的氣體、液體和固體。在環境質量監測體系中，標準物質作為根本技術保證被廣泛應用于分析、校準、質控、評價等工作中，使分析過程得到有效控制，為全國環境監測網絡提供可靠的監測數據。可以說，監測數據的準確性、溯源性、和量值統一是環境監測工作的生命線[1]。在實驗室實際分析測試中，常常出現使用的標準物質與被測物質的濃度、基質、包含物質種類和數量、性狀等方面的要求不符，可能導致測得的數據偏差較大或者造成儀器損傷，這與標準物質自身的選用有很大的關系。

1 標準物質的選用

標準物質的范圍和水平的適用是實驗室實驗過程分析使用的前提。不同標準物質所適用的領域和方法是有所差異的[3]，因此，在選用標準物質時首先需要考慮標準物質的用途和目的，即需要選擇滿足工作要求和實驗室分析實際條件的標準物質，并且根據要求明確標準物質名稱、性狀、級別以及儀器和方法能夠適用的條件，充分考慮規格、數量、定值范圍、成份、基體等信息，在采購標準物質時還需選擇具有有證標準物質生產資質的供應商。

標準物質的數量采購應考慮實驗使用量計劃和預留儲備量，在選擇標準物質的時候需注意所選標準物質是否在實驗計劃使用時間及預留儲存使用前過期，避免用不完長期積壓庫存導致過期浪費或者存量不足，如果標準物質有效期限較短，則需適當減少儲備量。有證標準物質過期后的性狀可能發生改變，影響實驗結果的準確性，不建議繼續使用。有些供貨商在標準物質快要過期前提供免費更換新定值標準物質的服務，在采購前可進行咨詢。

1.1 標準物質用途限定

實驗室分析結果一般是靠標準物質來溯源，因此在選用標準物質時應盡量選擇準確度和品質穩定的標準物質，考慮能溯源至SI 測量單位，確保量值溯源的傳遞。在標準物質中首選有證標準物質（certified reference material）[4]，即附有權威機構發布的文件，提供使用有效程序獲得的具有不確定度和溯源性的一種或多種特性量值的標準物質。在我國，有證標準物質必須經過國家計量行政主管部門的審批，是作為計量器進行法制管理的[5]。因此，值得注意的是，并不是任意一個實驗室生產的附有證書的標準物質都可以稱為有證標準物質。只有有證標準物質提供的標準值才能用于為其他物質賦值、校準及準確度的確認，而開展質控活動、精密度確認中要求不是很高的情況下可以使用其他標準物質。

1.2 標準物質濃度與基體

選用標準物質應充分了解待測物質的特性和濃度范圍，標準物質的特性要適應于分析過程的預期濃度水平[6]。選擇與待測物質濃度接近的標準物質，可以減少在分析過程中稀釋或混合的次數，從而降低分析結果中的不確定度，提高分析結果的準確性，使實驗結果更為可靠。而用途不同對標準物質的不確定度的要求也不盡相同，因此，實驗分析需根據待測物質預期濃度選用符合要求的不確定度其范圍合適的標準物質進行使用。另外，標準物質的基體類型可能會影響標準物質在稀釋時的溶解性或者產生本底雜質的干擾，造成分析時儀器靈敏度的差異影響。在一些測量方法中（如原子發射光譜、原子吸收光譜和電化學方法等）[6]，基體效應是系統誤差的主要來源之一，標準物質的基體選擇盡量接近被測物質，以盡量減少基體對被測物質的干擾，提高實驗結果的準確性。

1.3 標準物質名稱和組分

選用標準物質時提供的名稱要準確。例如水中的鉻，區分總鉻、六價鉻，需作確認。不同研制單位對同種標準物質名稱的描述不盡相同，這種情況會在有機標準物質中出現的比較多，例如西維因（carbaryl)，別稱甲萘威、N-甲氨基甲酸-1-萘酯、（1-萘基）-N-甲基氨基甲酸酯、胺甲萘等，不同廠家可能選取的中文名稱不同，在選用時可提供標準物質的CAS 登錄號（Chemical Abstracts Service，CAS 登錄號是生物化學物質唯一的數字識別碼），避免化學物質有多種名稱出現指代不明，出現錯選、誤選。而有些相似名稱描述的也并非是一種標準物質,例如COD，CODMn，CODCr，以高錳酸鉀做氧化劑測定出的COD 稱為CODMn（耗氧量），也作高錳酸鹽指數；以重鉻酸鉀作氧化劑測定出的COD 稱為CODCr，即重鉻酸鉀指數，如果證書名稱處未標記是“Mn”還是“Cr”，一般是指CODCr，實際選用時需仔細閱讀標準物質證書。標準物質組分需確認單標還是混標，混標則還需確認所需組分的種類和數量。環境監測分析中常見于無機陰離子、陽離子，有機物中的多環芳烴、多氯聯苯、石油烴、揮發性有機物等，此類名稱多為數多種物質的混合物，選用混標或者單標均需根據實驗所需物質作組分確認。

1.4 標準物質的最小取樣量

如果標準物質證書中有最小取樣量的規定，則測量方法要求的取樣量不應小于標準物質證書中的最小取樣量，當取樣量小于最小取樣量時，標準物質的均勻性會隨取樣量變化而改變，標準物質的特性量值等參數可能失效，而且有引入誤差的風險[7]。所以，在取樣量不小于標準物質中規定的最小取樣量時，證書中的特性量值才是適用的。

1.5 標準物質稀釋倍數

標準物質的標準值并不都是直接開瓶測得的數據，有些標準物質需要經過稀釋得到標準值，一般標準物質所附證書對稀釋方法有詳細說明。同時，同種物質因為濃度不同，即使同一個廠家生產的同一標準物質稀釋倍數也不一定相同，以濁度為例，有些濁度標準物質可以開瓶直接測得標準值，有些則需要經過一定的稀釋得到標準值，如果忽略稀釋過程，直接測定不僅測得結果差異很大，而且可能會對儀器造成損傷。因此，在使用標準物質時需要仔細閱讀標準物質所附證書的使用說明。

2 標準物質的驗收

2.1 標準物質驗收核查

驗收標準物質時，首先要根據供貨商出庫單逐一核對實際到貨標準物質的名稱、編號、數量、批號、濃度、基體、有效日期等信息是否與采購單相符。其次，檢查標準物質外包裝是否完好，標簽內容是否清晰、完整，安瓿瓶是否有破損。另外，為了確保標準物質的物理和化學穩定性，要查看標準物質研制單位提供的有效日期，一般根據穩定性的研究數據設定，以保證標準物質量值和不確定度，或許標準物質到期后的一段時間仍然未改變特性，但穩定性已不能被保證，因此標準物質必須在有效日期內使用，避免由于標準物質失效帶來的風險。如果接收標準物質所剩有效期限較短，最好聯系供貨商退換，如物質本身保質期短，則按需采購，即用即買，不留庫存。除此之外，需查看標準物質所附證書規定的保存條件和運輸條件，低溫儲存的標準物質運輸是否配置保溫箱和冰袋，未配置冰袋不能滿足運輸儲存溫度條件的應及時與供貨商聯系退換。

2.2 標準物質登記入庫

標準物質驗收檢查無誤則可根據受控程序登記入庫。入庫按照標準物質類別或名稱等信息（可以按照實驗室標準物質管理者工作習慣或規定選擇一種分類形式）分類，分配標準物質位置信息和編號、加貼標簽，標準物質位置信息可按照層、行、列進行編碼，例如第二層第三行第一列位置信息編碼為231，可明確精準定位標準物質位置。標準物質保存庫各區應有明確標識，與標準物質電子登記信息位置信息一一對應，按次取用，取用登記內容至少體現名稱、編號、批號、有效日期、標準值、不確定度、取用日期和用量，取用人簽字，用量、余量隨標準物質實際流通數量在電子登記信息表中實時變更。

2.3 標準物質期間核查

標準物質入庫后需定期核查標準物質是否保證其溯源性，通常標準物質可以通過密封包裝的狀態檢查、外觀及物理性狀檢查、有效期檢查、儲存條件的檢查、與其他標準物質比對、不同測試方法或者儀器比對、機構間的比對等方法對標準物質進行核查，對標準物質質量發生改變的狀況及時掌握和控制，對異常狀況進行及時處理。期間核查需形成詳細的核查記錄和報告，對核查方法、依據、結果等方面的情況進行說明，使期間核查過程可溯源。

3 標準物質及證書的保存

3.1 標準物質保存

標準物質的保存條件與其穩定性密切相關，一般標準物質保存條件有冷凍、冷藏、常溫、避光等要求，并非所有標準物質都適合低溫儲存，有些標準物質在低溫儲存下可能會導致吸附、縮聚等現象[7]，會破壞標準物質的穩定性，因此，需嚴格按照證書中儲存要求并且根據標準物質物理化學及安全特性分類分區進行存放保管。管理者驗收批量到達的標準物質時，低溫儲存的標準物質要優先驗收登記入庫，防止因環境溫度高于儲存溫度要求影響標準物質的穩定性。如果標準物質之間存在互相沾污或者可能發生反應的情況則需要分開存放，避免標準物質之間產生交叉污染的情況。腐蝕品、放射性物質、易燃易爆保存區域則根據標準物質屬性單獨設置防護區域存放，貴重或者危險標準物質管理中注意雙人雙鎖。入庫單據需妥善保存，登記驗收入庫時間，方便后期核查。

3.2 標準物質證書管理

每個標準物質和證書都有唯一標識，以區分于其他標準物質，具體可以以標準物質編號和批號組合作為標準物質的唯一標識，驗收時即可根據唯一標識核對每種標準物質標簽上的編號和批次號與所附證書是否相匹配，確保所有驗收標準物質都有與之匹配的證書，如果所附證書與標準物質不匹配或者漏發證書，則需第一時間與供應商聯系更換或補發標準物質證書。注意檢查標準物質證書中名稱、編號、批號、定制日期、有效期限、預期用途、使用指南（包括保存條件、使用方法、錯誤操作等詳細信息）、以及標準值和不確定度、危險品標志等信息是否完整。當上述信息存在問題時應及時與供貨商聯系退換。

證書管理需專人管理，證書入庫時可利用標準物質類別及名稱編號建檔，與標準物質電子登記信息序號、紙質證書序號、標準物質在庫位置信息一一對應，取用標準物質時能同步查詢到證書位置，尤其當庫存標準物質較多時，編號建檔可提升管理效率。當標準物質庫存變動時，實時更新在庫證書數量位置和電子登記信息，實現動態管理。定期通過電子登記信息有效期限篩選過期標準物質，及時剔除過期或者用完的標準物質證書，并將剔除證書按入庫日期留存建檔。庫存變動情況應按日期登記留痕，如標準物質入庫數量較多，也可為標準物質證書建立電子檔案，掃描復印編號，可在計算機中隨時調用，進一步提升工作效率。

結語

標準物質的科學規范的管理和控制是其特性量值穩定性、準確性和均勻性的重要保障，也是實驗室質量控制的重要內容，確保標準物質品質、提高實驗室標準物質管理水平也是實驗室質量管理體系中的重要一環。對于分析實驗來說標準物質前期管理中選用、驗收和保存三個環節十分重要。而進一步提高標準物質的有效性、實驗結果的準確性，還需要統一細化的規范管理，包括規范標準物質各類臺賬記錄、期間核查、管理人員的培訓等，使環境監測數據能夠更好的服務于國民經濟建設和科研。