应用标准物质 实现质量保证
标准物质是已确定其中一种或几种特性量值,用于校准测量器具,评价测量方法或确定材料特性量值的物质,是依法管理的计量器具。标准物质是现代化学计量学研究中的一个重要分支,也是量值传递与溯源的重要手段。当前,化学分析测量工作已成为最广泛、最频繁的测量。据统计,在美国一天约进行2.5亿次的化学测量。因此,对于标准物质的研究与应用,日益受到世界各国专家、计量机构以及有关国际学术组织的重视。标准物质的研究与应用的国际合作,其深远意义在化学计量领域如同1875年统一计量单位,世界各国签订“米制公约”一样重要。标准物质具有如下特点:(1)保存或复现的量值只与物质的性质有关,与物质的数量和形状无关;(2)种类多、量限宽,仅化学成分量标准物质就数以千计,其量限范围跨越12个数量级;(3)实用性强,具有良好的均匀性、稳定性,便于估计实际测量条件下的不确定度;(4)适用广泛,既可用于校准检定测量仪器,评价测量方法的准确度,也可用于测量过程中的质量评价以及实验室的计量认证与测量仲裁等;(5)具有良好的复现性,可以批量制备和复制。
根据标准物质的定值方法、量值准确度等可确定标准物质的等级,我国将标准物质分为国家一级和二级标准物质。标准物质已广泛应用于不同场合,服务于不同目的。概括起来,可归纳为五种主要类型:(1)作校准标准;(2)作评价标准;(3)作工作标准;(4)作仲裁标准;(5)作质量保证标准。
一、标准物质的作用
标准物质广泛地用于需要对物质的成分或特性进行测量的一切工作中,或校准仪器、或评价测量方法,其目的在于保证测量过程和测量结果的准确一致。无论是冶金、化工等基础工业领域,还是新材料、新能源等高新技术领域以及环境保护、医疗卫生、贸易结算等国民经济的重要领域都需要相应的标准物质来保证测量数据的准确可靠。其作用主要表现在以下几个方面:
1.保存和传递特性量值,建立测量溯源性
标准物质是特性量值准确、均匀性和稳定性良好的计量标准,具有在时间上保持特性量值,在空间上传递量值的功能。通过使用标准物质,可以使实际测量结果获得量值溯源性。
2.保证测量结果的一致性、可比性
通过校准测量仪器,评价测量过程,由标准物质将测量结果溯源到国际单位制(SI),保证测量结果的一致性、可比性,从而达到量值统一。随着科学技术的发展,化学测量已经从经典的、单一组分、简单基体测量,逐渐演化为以现代分析仪器为主的、多组分、痕量、复杂基体测量,标准物质的应用变得越来越重要。例如:半导体材料,其纯度非常高,有的甚至可达到99.9999999%以上,而要准确测定这种超纯物质中的痕量杂质,只能依赖于痕量成分分析标准物质。同时,痕量成分分析标准物质的发展又促进了灵敏、准确、快速的痕量分析测试方法的发展。
3.研究与评价测量方法
标准物质可作为特性量值已知的物质,用于研究和评价测量这些成分或特性的方法。从而判断该方法的准确度和重复性,并通过验证和改进测量方法的准确度,评价检测方法在特定场合的适应性,促进了校准方法和测试技术的发展。
4.建立测量系统的质量保证
在生产过程中,从工业原料的检验、工艺流程的控制、产品质量的评价、新产品的试制到三废的处理和利用等,都需要各种相应的标准物质保证其检测结果的可靠性。建立质量保证体系,使生产过程处于良好的质量控制状态,有效地提高产品质量。
在环境监测网络中,必须使用标准物质进行质量控制,实现质量保证,这是确保监测数据准确、可靠,具有可比性的最好方法。如:水利部门目前已经建立起初具规模的水环境、水资源监测评价体系。水环境监测站(点)2600个,覆盖了全国主要江河湖库;由部中心、7个流域机构和30个省级的水环境监测中心的250多个监测分析室,组成了一个全国性系统完整的监测网络。由于广泛使用相关的各类的标准物质,提供了准确可靠的监测数据,使得整个监测网络在全国水资源评价、水资源保护规划、水利工程环境影响评价、城市供水、水资源开发利用和管理以及其它与水有关的国民经济建设和科学研究中发挥了重要的作用。
另外,标准物质在产品标准制定验证与实施方面,在产品检验和认证机构的质量控制和评价方面,在实验室认可工作方面都发挥着重要作用。
二、标准物质的使用
正确使用标准物质是保证测量量值准确可靠的重要条件。在标准物质使用时,应注意以下几点:
1.标准物质使用者应从国家质量技术监督局发布的“标准物质目录”中选择与预期应用测量量值水平相适应的标准物质。一般所选标准物质的准确度应比被测仪器或检测方法的准确度高3~5倍。在普通工作场合可以选用二级标准物质,对实验室认证、方法评价、产品监督检验与仲裁等应选择一级标准物质。
2.所选标准物质的基体组成应与被测样品的基体组成一致或尽可能接近。所测量成分的含量也应尽可能相同或接近。同时还要注意标准物质的形态,是固体、液体还是气体,是测试片还是粉末,是方的还是圆的等。
3.使用者在使用标准物质前应全面、仔细地阅读标准物质证书,详细了解该标准物质的制备、性质、量值、用途、定值测量方法、定值日期以及最小取样量。这样可避免误用,保证测量结果的准确可靠。
4.在实际操作中,标准物质与被测样品应使用同一台仪器、同一种方法,并在同样的环境条件中进行测量,以保证测量结果的一致性,避免系统误差。
5.在标准物质使用后,应严格按照标准物质证书中规定的保管、贮存要求操作。不得随意处置,以免造成该标准物质的变质和量值的改变。
6.所选的标准物质稳定性和数量应满足整个实验计划的需要。已超过稳定期的标准物质不能使用。