黃小佳，許園園，盧 秋，鄧敏軍

(廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站，廣西南寧 530028)

廣西環(huán)境檢測實驗室土壤重金屬檢測能力驗證*

黃小佳，許園園**，盧 秋，鄧敏軍

(廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站，廣西南寧 530028)

【目的】了解廣西環(huán)境檢測實驗室檢測土壤中重金屬砷(As)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)的能力?！痉椒ā坎捎梅指钏綄悠愤M行檢測,并利用四分位穩(wěn)健統(tǒng)計方法對廣西33個實驗室的檢測能力進行評價?！窘Y(jié)果】32家實驗室完成汞、鉛、鎘、砷4個項目的檢測，1家實驗室完成鉛、鎘2個項目的檢測。砷的檢測滿意率81.3%，鉛的檢測滿意率75.8%，鎘的檢測滿意率66.7%，汞的檢測滿意率71.9%。32家完成4個檢測項目的實驗室中有18家檢測結(jié)果滿意，滿意率56.25%?！窘Y(jié)論】廣西環(huán)境檢測檢測實驗室具備較好的土壤重金屬檢測能力。

能力驗證 重金屬 檢測能力

0 引言

【研究意義】隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，土壤重金屬污染日益嚴重[1-3]。土壤中的重金屬不能被降解，易通過食物鏈在植物、動物、人體內(nèi)累積，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康有嚴重威脅[4-5]。因此，如何準(zhǔn)確分析土壤重金屬含量，為管理者和決策者提供參考依據(jù)，已成為環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)的首要任務(wù)。【前人研究進展】環(huán)境檢測實驗室能力驗證的目的是為了確定其是否具備檢測能力，確保實驗室維持較高的檢測水平，是判斷和監(jiān)控實驗室檢測能力的重要手段[6-8]，如生活飲用水中鐵、錳檢測能力驗證[9]、飲料中銅檢測能力驗證[10]、藥品中水分檢測能力驗證[11]等?！颈狙芯壳腥朦c】廣西環(huán)境檢測實驗室對土壤中重金屬砷(As)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)的檢測的能力驗證未見有過報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】了解廣西環(huán)境檢測實驗室對土壤中As、Pb、Cd、Hg的檢測能力，采用分割水平樣品設(shè)計和四分位穩(wěn)健統(tǒng)計對廣西33個實驗室的檢測能力進行評價。

1 材料與方法

1.1 實驗室選擇及樣品發(fā)放

廣西共有35個實驗室參加本次能力驗證。為了保證能力驗證公正客觀，也為了保護實驗室的權(quán)益，對每個實驗室均賦予一個代碼1～35，統(tǒng)計分析結(jié)果均以代碼給出。

能力驗證采用分割水平樣品設(shè)計，向每個實驗室發(fā)放2種檢測樣品各1瓶。檢測樣品采用玻璃瓶分裝，由國家地質(zhì)實驗測試中心配制，均勻性良好，并從技術(shù)上確認各實驗室的檢測濃樣之間不存在顯著性差異。

1.2 重金屬檢測方法選擇

目前已發(fā)布的土壤重金屬檢測方法主要有分光光度法、原子吸收分光光度法(AAS)、冷原子吸收法(CV-AAS)、原子熒光法(AFS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)等。本次能力驗證不限定檢測方法，各實驗室按照日常檢測程序進行檢測。

1.3 統(tǒng)計分析及評價方法

能力驗證采用分割水平樣品檢測、四分位穩(wěn)健統(tǒng)計技術(shù)[12-13]。主要統(tǒng)計參數(shù)：實驗室結(jié)果數(shù)量(N)、中位值(M)、標(biāo)準(zhǔn)四分位間距(NIQR)、上四分位值(Q3)、下四分位值(Q1)、穩(wěn)健變異系數(shù)(Robust CV)、最小值(Min)、最大值(Max)、極差(Range)、標(biāo)準(zhǔn)化和(S)、標(biāo)準(zhǔn)化差(D)。計算公式：ZBi=[Si-中位值(S)]/IQR(S)×0.7413； ZWi=[Si-中位值(D)]/[IQR(D)×0.7413]。

利用Z比分數(shù)對實驗室的能力進行判定，判定的標(biāo)準(zhǔn)分為3種情況：(1)|Z|≤2表示結(jié)果滿意；(2)2<|Z|<3表示結(jié)果有問題(結(jié)果可疑)；

(3)|Z|≥3表示結(jié)果不滿意(結(jié)果離群值)。

2 能力驗證結(jié)果

35個報名實驗室有33個實驗室按時提交結(jié)果，其中32家實驗室完成汞、鉛、鎘、砷4個項目，1家實驗室完成鉛、鎘2個項目。從檢測結(jié)果分布看，整體數(shù)據(jù)近似于正態(tài)分布。

2.1 主要穩(wěn)健統(tǒng)計參數(shù)

表1結(jié)果顯示， Pb的a樣中位值與配制值一致，其余被測組分的a、b樣的中位值與配制值的相對偏差范圍為0.4%～1.6%，說明本次能力驗證所得中位值與配制值基本一致。

表2結(jié)果顯示，各樣品穩(wěn)健變異系數(shù)介于3.18%～9.88%，可見參加本次比對的實驗室數(shù)據(jù)分散程度小，集中度較高，也表明這些項目檢測水平的差距較小，整體分析水平較高。

表1 分析結(jié)果中位值與樣品配制值的相對偏差

Table 1 Analyzed the relative deviation between the position value and the sample preparation value in test results

檢測項目Testitems檢測結(jié)果Testresults中位值Median配制值Preparingvalue相對偏差Relativedeviation(%)As樣品aSamplea11.711.80.4樣品bSampleb15.415.81.3Pb樣品aSamplea28.028.00.0樣品bSampleb39.040.01.3Cd樣品aSamplea0.1500.1551.6樣品bSampleb0.1050.1060.5Hg樣品aSamplea0.05720.0580.7樣品bSampleb0.07350.0751.0

2.2 實驗室總體能力

表3結(jié)果顯示，32個完成4個檢測項目的實驗室中有18個實驗室檢測結(jié)果滿意，滿意率56.2%，表明廣西環(huán)境檢測實驗室具備較強的土壤檢測能力。

從表4可以看出：(1)4個項目實驗室間Z比分數(shù)(ZB)滿意率為66.7%～90.6%，實驗室內(nèi)Z比分數(shù)(ZW)滿意率為84.4%～90.9%。(2)4個項目實驗室間Z比分數(shù)(ZB) 滿意率排序為As>Pb>Hg>Cd，實驗室內(nèi)Z比分數(shù)(ZW) 滿意率排序為Pb>As>Cd>Hg。表明，各參加能力驗證的實驗室檢測As、Pb的能力較強，檢測Hg的能力一般，檢測Cd的能力較差，有待提高。

表2 主要穩(wěn)健統(tǒng)計參數(shù)

Table 2 The main parameters of robust statistics

檢測項目Testitems結(jié)果數(shù)Number中位值Med標(biāo)準(zhǔn)化IQRNormIQR穩(wěn)健變異系數(shù)RobustCV(%)最小值Min最大值Max極差RangeAs樣品aSamplea3211.70.544.5911.013.62.60樣品bSampleb3215.40.593.8511.917.75.80標(biāo)準(zhǔn)化和Normsum3219.10.794.1216.722.15.44標(biāo)準(zhǔn)化差Normdifference322.760.186.650.1413.1823.041Pb樣品aSamplea3328.00.893.185.2236.631.4樣品bSampleb3339.01.934.945.0343.838.8標(biāo)準(zhǔn)化和Normsum3348.21.523.157.2553.446.1標(biāo)準(zhǔn)化差Normdifference338.061.5218.90.13410.210.0Cd樣品aSamplea330.1500.0159.880.001.251.25樣品bSampleb330.1050.0044.240.0000.8300.830標(biāo)準(zhǔn)化和Normsum330.1820.0126.610.0001.4711.471標(biāo)準(zhǔn)化差Normdifference330.0300.00929.30.0000.2970.297Hg樣品aSamplea320.05720.00386.580.01800.6920.674樣品bSampleb320.07350.00557.460.02000.5730.553標(biāo)準(zhǔn)化和Normsum320.09210.00384.170.02700.8940.868標(biāo)準(zhǔn)化差Normdifference320.01200.003327.40.00060.08410.0836

表3 實驗室的總體能力狀況統(tǒng)計

Table 3 Participating laboratories general statistical survey

檢測項目Testitems上報結(jié)果數(shù)Reportednumber滿意結(jié)果Satisfactoryresults有問題結(jié)果Questionableresults不滿意結(jié)果Dissatisfactoryresults結(jié)果數(shù)Number滿意率Satisfactionrate(%)結(jié)果數(shù)Number可疑率Questionablerate(%)結(jié)果數(shù)Number不滿意率Dissatisfactoryrate(%)As322681.3412.526.3Pb332575.813.0721.2Cd332266.713.01030.3Hg322371.939.4618.8全部四項Allfour321856.2////

表4 各項目檢測結(jié)果匯總

Table 4 Summary of test results for each item

Z比分數(shù)ZscoreAsPbCdHg結(jié)果數(shù)Number比例Proportion(%)結(jié)果數(shù)Number比例Proportion(%)結(jié)果數(shù)Number比例Proportion(%)結(jié)果數(shù)Number比例Proportion(%)|ZB|≤22990.62678.82266.72578.12<|ZB|<313.113.013.013.1|ZB|≥326.3618.21030.3618.8|ZW|≤22887.53090.92884.82784.42<|ZW|<339.400.013.026.3|ZW|≥313.139.1412.139.4

2.3 檢測方法分析

從表5結(jié)果可以看出，參加能力驗證的實驗室所用檢測方法主要有原子吸收分光光度法(AAS)、化學(xué)法、原子熒光法(AFS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、冷原子吸收法(CV-AAS)等。其中采用AAS檢測Pb和Cd的實驗室均為29家，占比87.9%；采用AFS法檢測As和Hg的實驗室分別為29家和27家，占比分別為90.6%和84.4%?？梢钥闯觯珹AS法檢測Pb和Cd，AFS法檢測As和Hg等經(jīng)典檢測方法仍然被絕大多數(shù)實驗室采用，且檢測結(jié)果滿意率較高。其中有6家實驗室用CV-AAS法檢測Hg，滿意率為100%，可見，用CV-AAS法檢測Hg能夠滿足日常工作的要求。

表5 檢測方法統(tǒng)計

Table 5 Statistical test methods

結(jié)果評價EvaluationofresultsAsPbCdHgAFS化學(xué)法ChemicalmethodICPMSAASICPMSAASICPMSAFSCVAASICPMS滿意Satisfactory23212231931760有問題Problematic4004010201不滿意Dissatisfactory2003191600

3 結(jié)論

砷的能力驗證結(jié)果表明，原子熒光法為廣西實驗室采用最多的檢測方法，且準(zhǔn)確度和精密度較高[14]?；瘜W(xué)法雖然操作過程較為復(fù)雜，但能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度，也是一種經(jīng)典方法。鉛和鎘的能力驗證結(jié)果表明，原子吸收法在廣西實驗室占主導(dǎo)地位，ICP-MS法盡管在檢測過程準(zhǔn)確度和精密度較高[15-16]，但該方法對實驗人員素質(zhì)要求也高，因此，需提高實驗室人員檢測水平。同時，鎘的結(jié)果滿意率在四個項目中最低，在今后的工作中，需進一步提高儀器設(shè)備、人員素質(zhì)。汞的能力驗證結(jié)果表明，原子熒光法作為經(jīng)典方法依然被大部分實驗室使用，而冷原子吸收法[17-18]測定準(zhǔn)確度較高，且儀器操作相對比ICP-MS相對簡單，已被越來越多實驗室使用。

總之，本次能力驗證較全面的展現(xiàn)了廣西環(huán)境檢測實驗室土壤重金屬的檢測能力，大部分實驗室已具備較好的土壤重金屬檢測能力。

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(責(zé)任編輯：尹 闖)

Guangxi Environmental Laboratorial Proficiency Testing for Heavy Metals in Soil

HUANG Xiaojia,XU Yuanyuan,LU Qiu,DENG Minjun

(Guangxi Zhuang Autonomous Region Environmental Monitoring Center,Nanning,Guangxi,530028,China)

【Objective】To understand Guangxi environmental laboratorial capabilities of testing heavy metals such as Arsenic,Lead,Cadmium and Mercury.【Methods】With split level sample design and robust statistics,33 laboratories’ testing capabilities were evaluated.【Results】32 laboratories had completed the testing for Mercury,Lead,Cadmium and Arsenic,and 1 laoratory had completed the testing for Lead and Cadmium.The satisfaction rates of heavy metals testing were:81.3% for Arsenic,75.8% for Lead,66.7% for Cadmium and 71.9% for Mercury.18 of 32 laboratories which completed 4 testing items were evaluated as satisfaction,and the satisfaction rate was 56.25%.【Conclusion】Guangxi environmental testing laboratories had decent capabilities of testing heavy metals.

proficiency test,heavy metals,detection capability

http://www.cnki.net/kcms/detail/45.1075.N.20160826.1048.002.html

2016-04-15

黃小佳(1981-)，男，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測研究工作。

*環(huán)保公益性行業(yè)科研專項項目(201309050)和自治區(qū)特聘專家崗位項目(10-108-27H)資助。

S153

A

1002-7378(2016)04-0294-05

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版時間:2016-08-26 【DOI】10.13657/j.cnki.gxkxyxb.20160826.001

**通信作者:許園園(1985-)，女，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測與質(zhì)量控制研究,E-mail:81690246@qq.com。