【摘要】本文從標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、儀器不確定度、計量檢測標(biāo)準(zhǔn)、工作人員能力水平以及化學(xué)儀器性能等方面分析了化學(xué)分析儀器計量檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)對策，以不斷提升我國化學(xué)計量檢測水平，確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)；分析儀器；計量檢測

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.059

Factors and Control Strategies for Inaccurate Measurement Results of Chemical Analysis Instruments

ZHANG Jie

（Fengfeng MiningArea Market Supervision andAdministration Bureau， Handan 056200， China）

Abstract： This article analyzes the reasons for the inaccurate results of chemical analysis instrument calibration and testing from the aspects of standard substances， instrument uncertainty， metrological testing standards， staff competence， and the performance of chemical instruments. It also proposes corresponding improvement measures to continuously improve the level of chemical metrological testing in our country and ensure accurate and reliable test results.

Keywords： chemistry； analytical instruments； metrological testing

目前，化學(xué)分析儀器被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)檢測工作中，如醫(yī)學(xué)檢驗、科學(xué)研究以及食品檢驗等。其檢測結(jié)果直接關(guān)系到研發(fā)成果的安全性、可靠性。儀器設(shè)備質(zhì)量、計量標(biāo)準(zhǔn)及其技術(shù)等因素都能對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，因而，若想確?；瘜W(xué)計量檢測的有效性，必須從多方面分析各項影響因素，然后對其有針對性地進(jìn)行改進(jìn)。

1化學(xué)分析儀器種類劃分

1.1水質(zhì)分析儀器

水質(zhì)分析儀器用于檢測水中的有害物質(zhì)以及各種關(guān)鍵的物理和化學(xué)參數(shù)，以實現(xiàn)全面評估水質(zhì)狀況。這些儀器可分為多種類型，并適用于不同場合，如工業(yè)廢水處理、河流污染監(jiān)測，以及實驗室樣品分析等。通常針對飲用水和部分市政廢水的檢測，常用的分析儀器有氨氮分析儀器、有機(jī)碳分析儀器、溶解氧測定儀器、總磷分析儀器和化學(xué)需氧量測定儀器。此外，這些儀器還能測定高錳酸鹽指數(shù)和其他多種物質(zhì)的含量。

1.2電化學(xué)儀器

一般情況下，電化學(xué)儀器涉及多種定量關(guān)系，需要確定各種特定類型溶液的電化學(xué)參數(shù)。這些參數(shù)的測定不僅涉及電導(dǎo)率、電位和電流，還涉及其他多個層次的變量。實際上，不同類型的電化學(xué)參數(shù)需要使用不同的測量儀器來進(jìn)行測量。具體來說，電化學(xué)儀器通常包括離子計量儀、pH計、電位滴定儀和電導(dǎo)率儀等。

2化學(xué)分析儀器計量檢測結(jié)果不準(zhǔn)確因素

2.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用與制備中產(chǎn)生的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是一種已經(jīng)確定了具有一個或多個足夠均勻的特性值的物質(zhì)或材料。測量過程中，需使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為參考來量化數(shù)值。如果在制備標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)過程中存在誤差或不合理情況，同樣會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。在具體制備過程中，如果計算樣品的數(shù)值出現(xiàn)偏差，將會增加化學(xué)計量的不確定度，并對隨后的測量結(jié)果造成影響。例如，當(dāng)使用實驗室pH計時，除在使用前校準(zhǔn)儀器外，還應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)溶液驗證pH值，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2儀器不確定度較大

化學(xué)計量會使用各種分析測試設(shè)備，這類儀器辨識和校準(zhǔn)會直接影響化學(xué)計量的不確定性。以測量溶液pH值的實驗為例，實驗中使用的溫度計、pH計和玻璃量器等都是引入測量不確定性的因素，從而增加測量結(jié)果的不確定性。

如果儀器未得到妥善保管或未進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，其準(zhǔn)確性將下降。在實際應(yīng)用中，儀器測量準(zhǔn)確度不可避免地會發(fā)生變化。對于使用電子式pH計的實驗，應(yīng)提前將設(shè)備送至計量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，待校準(zhǔn)完成并確認(rèn)合格后方可使用。但部分計量管理中心或機(jī)構(gòu)未嚴(yán)格校準(zhǔn)儀器，這將導(dǎo)致實驗中的測量不確定性增大，直接影響計量結(jié)果。

2.3計量檢測標(biāo)準(zhǔn)過時

隨著科技的迅猛發(fā)展，計量檢測方法和化學(xué)檢測儀器已經(jīng)得到了顯著的改進(jìn)和發(fā)展。但是，現(xiàn)有的很多計量檢測標(biāo)準(zhǔn)已不足以滿足當(dāng)前的技術(shù)和應(yīng)用需求，無法與現(xiàn)代的檢測方法和理念對接。這導(dǎo)致即便使用最新的化學(xué)檢測儀器，計量檢測人員仍要按照傳統(tǒng)的計量檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，無法充分發(fā)揮新的化學(xué)檢測儀器的優(yōu)點。

此外，計量檢測人員在使用某些新型化學(xué)檢測儀器進(jìn)行計量檢測時，由于缺乏相應(yīng)的計量檢測標(biāo)準(zhǔn)，無法準(zhǔn)確評估計量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。這給計量檢測的精確性和可靠性帶來了挑戰(zhàn)。

2.4工作人員能力水平較低

為保證計量檢測工作的可靠性和準(zhǔn)確性，在部分領(lǐng)域需要具有高水平專業(yè)技能和理論知識的人員來執(zhí)行檢測任務(wù)。特別是在食品、藥品、生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的計量檢測中，隨著化學(xué)檢測難度和復(fù)雜性的增加，對從事計量檢測工作人員的專業(yè)知識和技能要求也越來越高。但從我國目前計量檢測工作人員的組成情況來看，大多數(shù)人只具備基本的化學(xué)檢測儀器使用操作和故障分析等能力，無法很好地完成那些要求更高、更精細(xì)、更準(zhǔn)確的檢測任務(wù)。

2.5化學(xué)檢測儀器使用性能不佳

在現(xiàn)代科技推動下，化學(xué)檢測儀器快速發(fā)展，為實際檢測工作提供了巨大的助力。但在進(jìn)行計量檢測時，化學(xué)檢測設(shè)備使用性能不佳的問題時有發(fā)生。評估設(shè)備性能的指標(biāo)是檢出限，即儀器能夠檢測到某種化學(xué)物質(zhì)的最低含量范圍。當(dāng)檢出限無法達(dá)到計量檢測標(biāo)準(zhǔn)時，說明該設(shè)備無法滿足工作需求，使用性能不佳。目前，許多檢測單位仍采用傳統(tǒng)的工作方式，未使用新型化學(xué)檢測設(shè)備，而是使用成本低、檢出限低的舊設(shè)備。

3化學(xué)分析儀器計量檢測結(jié)果不準(zhǔn)確控制策略

3.1合理選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

為確保計量量值的可靠性和準(zhǔn)確性，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇和制備至關(guān)重要。在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇和使用過程中，需要嚴(yán)格遵循確保分析測量可靠性的原則，還要充分考慮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)供應(yīng)量、可獲得性和相關(guān)費用等因素。

首先，應(yīng)考慮所期望的分析結(jié)果的不確定度水平，并選擇與分析結(jié)果不確定度水平相符的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。這樣可以確保測量結(jié)果不會受到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度的限制。同時，根據(jù)檢定或校準(zhǔn)規(guī)范，選擇適用于預(yù)期測量水平的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，確保其適應(yīng)性。這樣可以保證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在所需測量范圍內(nèi)具有良好的可追溯性和準(zhǔn)確性。其次，要確保所選標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的基體組成與被測樣品大致相似，盡量保持測量成分含量的一致性。此外，還要關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的形態(tài)，以確保與實際樣品的測量條件相匹配。為避免系統(tǒng)誤差，應(yīng)在相同的環(huán)境條件下，使用相同的方法和儀器來測量被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，保證測量結(jié)果的一致性。在使用過程中，根據(jù)規(guī)定的存儲條件妥善保存標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并及時使用，以確保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在有效期內(nèi)可用。最后，在選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時，要綜合考慮化學(xué)和物理適用性、供應(yīng)情況和成本等因素。若分析結(jié)果的不確定度較大，可以傾向于選擇不確定度較大的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以節(jié)省分析成本。綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇和使用應(yīng)遵循一系列原則，以確保計量量值的可靠性和準(zhǔn)確性。

3.2嚴(yán)格控制儀器設(shè)備

為保證測量的準(zhǔn)確性，選擇適用于所需精度的儀器至關(guān)重要。儀器準(zhǔn)確度等級、分辨力和狀態(tài)都會對化學(xué)計量結(jié)果的不確定度產(chǎn)生影響，因而儀器選擇的重要性不容忽視。

當(dāng)儀器準(zhǔn)確度下降時，工作人員要定期校準(zhǔn)、檢定或及時更換檢驗儀器，以確保測量的準(zhǔn)確性，并降低因儀器使用時間過長導(dǎo)致的準(zhǔn)確度下降的風(fēng)險。同時，遵循校準(zhǔn)規(guī)范對儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)也非常重要。只有嚴(yán)格按照規(guī)范對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，才能確保測量結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。由于部分儀器經(jīng)常被使用，因而需要根據(jù)使用情況進(jìn)行自檢和更換，以確保應(yīng)用精確度。自檢是及時發(fā)現(xiàn)和糾正問題的重要手段，而更換儀器則是在儀器老化或無法滿足精確度要求時的必要選擇?？傊?，儀器的選擇、校準(zhǔn)和維護(hù)是保證測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。通過合理的儀器管理，可以有效降低測量誤差，提高實驗結(jié)果的可靠性和可比性。

3.3更新計量檢測標(biāo)準(zhǔn)

我國目前已發(fā)布超過130條計量檢測標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)無法趕上化學(xué)學(xué)科技術(shù)迅猛發(fā)展的步伐，也無法應(yīng)對日益復(fù)雜和困難的化學(xué)檢測分析問題。為了解決這一問題，我國目前根據(jù)已出現(xiàn)的問題進(jìn)行相應(yīng)的更新和改進(jìn)來完善計量檢測標(biāo)準(zhǔn)。但隨著科技的進(jìn)步，這種制定標(biāo)準(zhǔn)的方法已經(jīng)無法跟上時代的步伐。通過前瞻性分析可解決這類問題。前瞻性分析可預(yù)判化學(xué)分析專業(yè)今后的發(fā)展方向，對潛在問題進(jìn)行評估整合，提前制定規(guī)劃。當(dāng)市場出現(xiàn)新的化學(xué)檢測計量問題時，可及時制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展需求。

3.4提高檢測人員綜合專業(yè)水平

隨著化學(xué)檢測儀器的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，計量檢測變得越來越復(fù)雜，而一些檢測人員專業(yè)知識和技能水平相對較低，無法滿足現(xiàn)代計量檢測要求。因此，須提升檢測人員綜合專業(yè)水平。首先，要推動人才流動。公司可以聘請高學(xué)歷的教師，其具備豐富的理論知識，可以參與一線工作。通過這種方式，可以幫助檢測人員更好地應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。其次，相關(guān)部門、協(xié)會應(yīng)組織專題講座和培訓(xùn)活動，解決計量檢測人員面臨的主要問題。這些講座和培訓(xùn)可以使檢測人員更好地掌握化學(xué)檢測儀器的使用方法，從而持續(xù)提升綜合專業(yè)水平。

3.5改善化學(xué)檢測儀器使用性能

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，化學(xué)檢測設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。但在我國的計量檢測中，化學(xué)檢測儀器性能不盡如人意的問題較為突出。原因在于檢測單位工作方式僵化，未能充分發(fā)揮新型化學(xué)檢測設(shè)備的優(yōu)勢，許多檢測單位習(xí)慣使用低成本的設(shè)備。為滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的檢出限要求，檢測單位應(yīng)推廣新設(shè)備、新技術(shù)，并提高整體水平和能力。

為確?；瘜W(xué)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，檢測單位需要改變工作方式。首先，應(yīng)鼓勵使用新型化學(xué)檢測設(shè)備，充分發(fā)揮其優(yōu)勢。其次，應(yīng)加強(qiáng)對新設(shè)備、新技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高整體水平。最后，應(yīng)加強(qiáng)與國際化學(xué)檢測領(lǐng)域的交流與合作。通過與國際先進(jìn)檢測單位合作，學(xué)習(xí)先進(jìn)檢測方法和技術(shù)，提升化學(xué)檢測水平?？傊瑸榻鉀Q化學(xué)檢測設(shè)備性能不佳的問題，檢測單位需要改變工作方式，推廣新設(shè)備、新技術(shù)，并加強(qiáng)與國際化學(xué)檢測領(lǐng)域的交流與合作，提高整體水平和確?；瘜W(xué)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.6提高化學(xué)檢測儀器的靈敏度

在計量檢測過程中，化學(xué)檢測儀器存在靈敏度不足的問題，可采取以下措施進(jìn)行改進(jìn)：

1）選擇先進(jìn)工藝設(shè)備。在選擇化學(xué)計量檢測儀器時，應(yīng)盡量采用先進(jìn)的工藝設(shè)備。先進(jìn)工藝設(shè)備可以確保儀器的制造過程符合標(biāo)準(zhǔn)要求，提高儀器的性能和靈敏度。

2）選擇適合需求的儀器。對于要求嚴(yán)格的檢測項目，應(yīng)選擇單一功能的檢測儀器以確保結(jié)果準(zhǔn)確；而對于要求不高的項目，則可以采用通用型儀器來降低計量檢測成本。

通過以上改進(jìn)措施，我們可以進(jìn)一步提高計量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊桂芹，張靜靜，許浩.化學(xué)分析儀器在環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測方面的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2023（7）：79-81.

[2]李毓超.醫(yī)療設(shè)備計量檢測中的問題及改進(jìn)措施研究[J].中國設(shè)備工程，2023（15）：184-186.

[3]中華醫(yī)學(xué)會檢驗醫(yī)學(xué)分會臨床微生物學(xué)組，中華醫(yī)學(xué)會微生物學(xué)與免疫學(xué)分會臨床微生物學(xué)組，中國醫(yī)療保健國際交流促進(jìn)會臨床微生物與感染分會.宏基因組高通量測序技術(shù)應(yīng)用于感染性疾病病原檢測中國專家共識[J].中華檢驗醫(yī)學(xué)雜志，2021，44（2）：107-120.

[4]范宇，劉麗娟.關(guān)于加強(qiáng)計量器具型式評價工作的思考[J].中國檢驗檢測，2022，30（5）：8-10.

[5]王猛，王爽.化學(xué)檢測儀器計量檢測問題分析及對策探究[J].云南化工，2021，48（6）：154-156.

【作者簡介】

張杰，女，1977年出生，工程師，學(xué)士，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)計量質(zhì)量。

（編輯：李加鵬）