淺析如何規(guī)范環(huán)境監(jiān)測站儀器設(shè)備期間核查的方法

李愛萍

（鯉城區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，福建 泉州 362000）

0 引言

儀器設(shè)備管理在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系運(yùn)行管理中占據(jù)重要位置。在環(huán)境監(jiān)測全過程中，對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性或穩(wěn)定性有影響的儀器設(shè)備，必須進(jìn)行量值溯源，包括檢定、校準(zhǔn)及兩次檢定或校準(zhǔn)之間的儀器設(shè)備期間核查，以上是有效的質(zhì)量控制方式和手段。儀器期間核查有助于判斷在兩次檢定或校準(zhǔn)期間儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，檢定和校準(zhǔn)的精準(zhǔn)度是否保持，儀器設(shè)備是否滿足檢驗(yàn)檢測的要求，因此，儀器期間核查對提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，對檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)的工作有相當(dāng)重要的意義。

1 儀器設(shè)備期間核查概述

1.1 期間核查的定義

《通用計(jì)量術(shù)語及定義》（JJF 1001—2011）對期間核查的定義是“根據(jù)規(guī)定程序，為了確定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其他測量儀器是否保持其原有狀態(tài)而進(jìn)行的操作。”而“期間”指的是在兩次檢定或校準(zhǔn)之間的時間，即一個檢定周期或校準(zhǔn)周期內(nèi)進(jìn)行。本文主要結(jié)合環(huán)境監(jiān)測工作的特點(diǎn)，對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站如何規(guī)范儀器設(shè)備期間核查的工作進(jìn)行探討[1]。

1.2 儀器設(shè)備期間核查的對象

《檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)通用要求》（RBT 214—2017）中提到：“當(dāng)需要利用期間核查以保持設(shè)備的可信度時，應(yīng)建立和保持相關(guān)的程序”[2]。因此，并非所有儀器設(shè)備都需要做期間核查，而應(yīng)考慮必要性，并結(jié)合監(jiān)測站的實(shí)際情況合理確定。通常有以下幾種設(shè)備需要進(jìn)行期間核查。

（1）對測量結(jié)果質(zhì)量有重要影響的設(shè)備，對準(zhǔn)確度要求較高的關(guān)鍵設(shè)備，如電子天平、原子吸收分光光度計(jì)、原子熒光分光光度計(jì)、離子色譜儀、氣相色譜儀等。

（2）不夠穩(wěn)定、易漂移、易老化的設(shè)備。

（3）使用頻繁的設(shè)備，如紫外可見光分光光度計(jì)。

（4）經(jīng)常攜帶到外場的設(shè)備，如大氣采樣器、便攜式儀器設(shè)備、噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀等。

（5）新購置的不熟悉測量性能的設(shè)備。

2 儀器設(shè)備期間核查與檢定和校準(zhǔn)的區(qū)別

儀器設(shè)備的檢定、校準(zhǔn)及期間核查都是為了確保儀器設(shè)備正常工作而進(jìn)行的活動。其中，檢定是查明和確認(rèn)測量儀器是否符合法定要求的活動，包括檢測、加標(biāo)記或出具檢定證書；校準(zhǔn)是為了確定測量標(biāo)準(zhǔn)的量值和測量儀器示值之間關(guān)系的活動。檢定、校準(zhǔn)和儀器設(shè)備期間核查的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 執(zhí)行的主體

儀器設(shè)備的檢定是列入國家強(qiáng)制檢定目錄的活動，且國家有檢定規(guī)程的儀器設(shè)備應(yīng)經(jīng)有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定實(shí)施，如計(jì)量院或有資質(zhì)的第三方計(jì)量檢定單位；未列入國家強(qiáng)制檢定目錄或尚無國家檢定規(guī)程的儀器設(shè)備可經(jīng)有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)或自校準(zhǔn)；而儀器設(shè)備期間核查是由檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)工作人員按儀器設(shè)備期間核查程序進(jìn)行，無須國家法定機(jī)構(gòu)的授權(quán)。

2.2 執(zhí)行的依據(jù)

儀器設(shè)備的檢定、校準(zhǔn)依據(jù)是有效的計(jì)量檢定規(guī)程或計(jì)量技術(shù)規(guī)范，如國家計(jì)量檢定規(guī)程、國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范及部門、地方計(jì)量檢定規(guī)程。而儀器設(shè)備期間核查的依據(jù)是各個檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)根據(jù)儀器設(shè)備特性指標(biāo)要求，分類編制的作業(yè)指導(dǎo)書，主要包括核查方法、核查內(nèi)容、結(jié)果處理和判斷以及不符合判定要求時的處理程序。

2.3 執(zhí)行的對象

儀器設(shè)備的檢定、校準(zhǔn)設(shè)備是國家計(jì)量法規(guī)定需強(qiáng)制檢定的設(shè)備及強(qiáng)制檢定以外的設(shè)備，而儀器設(shè)備期間核查對象由檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)自行確定。

2.4 執(zhí)行的周期頻率

儀器設(shè)備的檢定、校準(zhǔn)周期根據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程或計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范來確定，而儀器設(shè)備期間核查一般在兩次檢定或校準(zhǔn)間隔以內(nèi)，開展不少于一次的核查。

2.5 執(zhí)行結(jié)果的表述

儀器設(shè)備的檢定、校準(zhǔn)是對需檢定和校準(zhǔn)的設(shè)備在溫度、濕度等環(huán)境條件下的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容包括測量范圍、不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性，并由檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)出具檢定證書或校準(zhǔn)證書或報(bào)告。而儀器設(shè)備期間核查一般只對部分功能或技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行核查、記錄并給出核查結(jié)論。

3 儀器設(shè)備期間核查的方法

期間核查方法的選擇是整個儀器設(shè)備核查過程的核心內(nèi)容，必須對具體的儀器設(shè)備進(jìn)行分析，了解儀器設(shè)備的性能特征和分析原理以及可能影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的因素，方可編寫期間核查方法。需明確的是儀器設(shè)備的期間核查不等同于檢定周期內(nèi)的再次檢定，而是核查儀器設(shè)備部分技術(shù)指標(biāo)（穩(wěn)定性、靈敏度、重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)曲線線性等）是否保持符合儀器本身的檢測要求。儀器設(shè)備關(guān)鍵測量參數(shù)是期間核查的首要核查對象，例如，對紫外分光光度計(jì)的紫外光波段必須進(jìn)行核查。為了使核查具有針對性和有效性，核查點(diǎn)與實(shí)際工作的測量點(diǎn)應(yīng)盡可能接近，例如，環(huán)境監(jiān)測中酸雨的陰離子或陽離子濃度較低，應(yīng)使用較低濃度值進(jìn)行核查。核查也遵循方便性原則，例如，電子天平通常配有100 mg 的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，可直接用100 mg 的標(biāo)準(zhǔn)砝碼對電子天平進(jìn)行核查[3]。

3.1 比對法

3.1.1 儀器比對法

檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)往往有兩臺同類型的儀器設(shè)備，可以溯源到統(tǒng)一計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，且其中一臺儀器設(shè)備在檢定或校準(zhǔn)后能確定其狀態(tài)的可信度時，可利用比對測量結(jié)果的一致性，同時對兩臺儀器設(shè)備進(jìn)行期間核查。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室有多臺套同類且具有相同準(zhǔn)確度等級的儀器設(shè)備時，可采用同上方法，同時實(shí)現(xiàn)對多臺套儀器設(shè)備的期間核查。應(yīng)注意采用此方法核查時，除了儀器設(shè)備不同外，其他實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)完全保持一致。

3.1.2 方法比對法

當(dāng)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)對同一參數(shù)使用不同類型儀器設(shè)備進(jìn)行測定，可采用不同的檢測方法對儀器設(shè)備進(jìn)行核查。例如，用離子色譜儀和氟離子計(jì)對水中的氟化物進(jìn)行測定，使用了離子色譜法和電化學(xué)儀器法兩種不同類型的方法。

3.2 傳遞測量法

3.2.1 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)核查法

有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)核查法是檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)通用且有效的核查方法。該方法所用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括各種標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)儀器、標(biāo)準(zhǔn)氣體。所用的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量值能夠溯源并有效。

3.2.2 采用精度更高的儀器設(shè)備核查

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)具有更高等級精度的儀器設(shè)備時，則可簡便通過測量統(tǒng)一樣品的方式，對被核查儀器設(shè)備的性能進(jìn)行檢查。例如，使用十萬分之一精度的電子天平核查萬分之一精度的電子天平。

3.3 自帶標(biāo)樣核查法

當(dāng)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)的儀器設(shè)備自帶校準(zhǔn)設(shè)備，或自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，可直接開展核查。例如，電子天平自帶一個標(biāo)準(zhǔn)工作砝碼，部分新型大型分析儀器自帶核查系統(tǒng)和核查程序。

3.4 加標(biāo)回收法

當(dāng)需要判斷儀器設(shè)備準(zhǔn)確度時，可使用加標(biāo)回收法，分為空白加標(biāo)回收和樣品加標(biāo)回收。例如，水中硫化物的測定所使用的酸化-吹氣-吸收裝置，可用樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)來判斷吹氣-吸收效果導(dǎo)致的硫化物測定結(jié)果是否準(zhǔn)確。

4 儀器設(shè)備期間核查實(shí)例分析

UV-1800 紫外可見光分光光度在實(shí)驗(yàn)室中使用頻率高，對光波長要求很高，且因單色光帶寬、雜色光強(qiáng)度、信噪比和樣品室等均可能影響儀器的靈敏度和準(zhǔn)確度，必須定期進(jìn)行核查。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀選擇了有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法和儀器比對法，對紫外可見光分光光度計(jì)進(jìn)行期間核查。

4.1 外觀核查

在儀器方面，儀器面板的標(biāo)識應(yīng)清晰、完整，數(shù)字顯示應(yīng)清晰完整；儀器銘牌應(yīng)清晰完整標(biāo)明各項(xiàng)信息，應(yīng)有計(jì)量器具型式批準(zhǔn)標(biāo)志和編號；儀器外表應(yīng)光潔平整，緊固件無松動，而且通電后各功能鍵、顯示部分工作正常，預(yù)熱30 min 后應(yīng)能正常工作。在樣品室和吸收池方面，樣品室應(yīng)無漏光現(xiàn)象；吸收池?zé)o裂痕紋，透光面潔凈，無劃痕和斑點(diǎn)。在工作環(huán)境方面，工作環(huán)境避免高溫高濕，應(yīng)調(diào)節(jié)工作環(huán)境符合溫濕度的要求；盡量遠(yuǎn)離能發(fā)出磁場、電場、高頻波的儀器裝置；遠(yuǎn)離腐蝕性氣體；避免陽光直射及需要平穩(wěn)無振動的工作臺。

4.2 核查方法

4.2.1 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法

①使用有效期內(nèi)的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②實(shí)驗(yàn)結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書參考值不確定度范圍內(nèi)為合格。用相對誤差來表示。

式中：Xi——有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測量平均值；Xu——有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值。

③計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果平均標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），計(jì)算公式：

式中：RSD——相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；Ii——單次測量值；——測量平均值；n——測量次數(shù)。

結(jié)果判定：平均標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（%）≤5%，如表1所示。

表1 總磷標(biāo)準(zhǔn)樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果（一）

4.2.2 儀器比對法

在保證相同的測量條件下，由同一個實(shí)驗(yàn)人員，分別用兩臺分光光度計(jì)對同一樣品進(jìn)行7 次測量，通過計(jì)算出兩臺分光光度計(jì)的測量結(jié)果的算術(shù)平均值和不確定度來進(jìn)行判定。判定公式為：

式中：y1——第一臺分光光度計(jì)測量的算術(shù)平均值；y2——第二臺分光光度計(jì)測量的算術(shù)平均值；U1——第一臺分光光度計(jì)測量值的擴(kuò)展不確定度（k=2）；U2——第二臺分光光度計(jì)測量值的擴(kuò)展不確定度（k=2）。

注：擴(kuò)展不確定度通常用方差S2表示，如表2所示。

表2 總磷標(biāo)準(zhǔn)樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果（二）

5 儀器設(shè)備期間核查的結(jié)果處理

進(jìn)行儀器設(shè)備期間核查后必須對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和結(jié)果判定，當(dāng)核查結(jié)果符合判定要求，則表明該儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常；當(dāng)核查結(jié)果不符合判定要求時，應(yīng)立即停止使用該儀器設(shè)備并執(zhí)行不符合工作的處理程序，然后查找原因并制定相應(yīng)解決措施，直至經(jīng)證實(shí)的結(jié)果（重新核查或檢定、校準(zhǔn)）滿意后方可投入使用[4]。

6 結(jié)語

檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)在管理及運(yùn)行中，對風(fēng)險(xiǎn)的分析和評估是不可回避的問題，應(yīng)主動應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)管理，積極發(fā)現(xiàn)潛在不符合項(xiàng)，采取預(yù)防措施和改進(jìn)措施。而儀器設(shè)備期間核查可以降低因儀器設(shè)備不準(zhǔn)確性而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，也有助于實(shí)驗(yàn)室及時發(fā)現(xiàn)問題，并有效采取預(yù)防措施，從而有利于提高生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的可靠性[5]。