环境监测实验室方法验证的探讨
摘要
关键词
资质认定;方法验证;环境监测
正文
1概述
在《检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求(RB/T 214-2007)》(以下简称《通用要求》)中[1],4.5.14条款管理体系中方法的选择、验证和确认要素要求,检验检测机构应优先使用标准方法,并在使用前对方法进行验证。在使用非标准方法前,应进行方法确认。而《检验检测机构资质认定生态环境监测机构评审补充要求(国市监检测[2018]245号)》第十七条要求,生态环境监测机构对于方法验证或方法确认应做到:(一)初次使用标准方法前,应进行方法验证。包括对方法涉及的人员培训和技术能力、设施和环境条件、采样及分析仪器设备、试剂材料、标准物质、原始记录和监测报告格式、方法性能指标(如校准曲线、检出限、测定下限、准确度、精密度)等内容进行验证,并根据标准的适用范围,选取不少于一种实际样品进行测定。(二)使用非标准方法前,应进行方法确认。包括对方法的适用范围、干扰和消除、试剂和材料、仪器设备、方法性能指标(如:校准曲线、检出限、测定下限、准确度、精密度)等要素进行确认,并根据方法的适用范围,选取不少于一种实际样品进行测定。非标准方法应由不少于3名本领域高级职称及以上专家进行审定。生态环境监测机构应确保其人员培训和技术能力、设施和环境条件、采样及分析仪器设备、试剂材料、标准物质、原始记录和监测报告格式等符合非标准方法的要求;(三)方法验证或方法确认的过程及结果应形成报告,并附验证或确认全过程的原始记录,保证方法验证或确认过程可追溯。
根据《通用要求》和《补充要求》中对方法验证的要求,监测机构在初次使用标准方法前,应对其能否按照方法标准的技术操作步骤完成监测全过程进行验证。本文主要讨论生态环境监测机构选用标准方法时进行方法验证的过程及验证过程中的重点。
2方法验证流程
根据管理体系的要求,监测机构应及时确认所选用的方法是否有效,如果方法发生变化,应对新方法进行验证,确保使用的标准为最新有效版本。发现新标准后,监测机构应对新标准进行验证,验证实验室是否具备新方法的监测能力。方法验证首先要确认技术人员能力;其次确认实验室的仪器设备和试剂是否满足新方法的要求;如果不能满足要求,需要引进新设备时,对仪器设备进行验收、校准或检定,使其满足新标准方法的要求,验收完成后建立仪器设备档案,并将仪器设备的相关材料及检定、校准确认记录做好,及时存档。
实验室的人员、仪器设备满足条件后,需要确认环境条件是否满足新标准的要求,同时对新方法的原始记录表格和作业指导书进行编写或者修订,保证实验数据的可追溯性。
在所有准备工作完成后,对监测方法的检出限、准确度、精密度进行验证,同时对实际样品的采样、监测、输出数据和报告完成的能力进行验证。最终形成方法验证报告,以确保实验室具有出具数据的能力,按需要对相关方法向上级监管部门报送方法变更或扩项申请。
3 方法验证过程中的重点
3.1确认人员能力
在方法验证进行前,必须对监测人员能力进行确认。监测人员须取得上岗合格证,并在上岗前,技术负责人组织,以考评小组的形式,对上岗人员的经验、培训、教育、技能等进行确认,确认监测人员是否具备新方法的监测能力,并形成人员能力确认记录。
3.2 验证方法的检出限、准确度、精密度
方法验证的目的是证明监测机构有能力依据所选择的标准方法开展检测活动并能够得到满意的检测结果,以确保实验室可以按照方法开展检测。而验证方法的检出限、准确度、精密度是检查实验室能力并得到满意结果的直观证据。在《环境监测分析技术方法标准制定技术导则(HJ168-2020)》附录A 方法特性指标确定方法中,规定了方法检出限、精密度、准确度的测定方法。
方法检出限一般测定方法为:根据标准的全部分析步骤,重复空白实验7次或以上(根据仪器的性能尽可能增加重复测定次数),将平行测定的结果换算得出的样品浓度进行标准偏差S的计算,根据公式(A.1),计算出检出限,计算出的MDL应判断其合理性。例如,在对悬浮颗粒物的新标准方法HJ 1263-2022的检出限进行验证时,实验室对空白样品进行了7次平行测定,经过计算得出,实验室检出限为2μg/m³, 标准方法检出限为7μg/m³。 验证结果能够满足实验要求。
对方法精密度的验证,即验证测定数据呈偏态分布的方法(如微生物测定方法等),测定结果经对数转换后确定实验室内相对标准偏差或实验室间相对标准偏差。实验室方法验证主要计算实验室内相对标准偏差,确定实验室内95%置信区间。例如,测定悬浮颗粒物标准方法HJ 1263-2022精密度时,按照标准要求,将6台采样器放置在室外,使用6张称量好的空白滤膜,按照标准要求进行采样、称量,计算滤膜的增重、样品的平均值、标准偏差、相对标准偏差。6个样品的测定结果分别为134.3μg/m3、131.1μg/m3、129.0μg/m3、142.1μg/m3、136.9μg/m3、122.0μg/m3,计算平均值为132.6μg/m3、标准偏差为6.9μg/m3、相对标准偏差为5.2%,实验室内日均浓度在 300 μg/m3以内的相对标准偏差为0.8%~7.6%,满足标准要求。
在正确度验证上,同样采用测定数据呈偏态分布的方法(如微生物测定方法等),计算测定结果的相对误差或加标回收率来确认方法的准确度。例如,在水中硫化物测定选用亚甲基蓝分光光度法HJ1226-2021 时,对实验室硫化物测定准确度验证,制备硫化物含量为0.01mg/L、0.05mg/L、0.09mg/L的地下水加标样品, 使用“酸化-蒸馏-吸收”法,按照标准方法的分析步骤,每种浓度平行测定6个样品,分别计算不同浓度加标样品加标浓度的平均值和加标回收率(表1)。当取样体积为200m,使用30mm比色皿,加标浓度为0.01mg/L、0.05mg/L、0.09mg/L每种浓度平行测定6个样品,加标回收率分别为64.0%、78.0%、89.9%。标准方法加标回收率分别为63.2%-69.8%,75.7%-85.3%,87.2-94.8%,准确度满足实验要求。
3.3监测报告确认
方法验证中,实验室需对方法涉及到的所有监测项目的实际样品进行测定,并确保能检出;如果无法获得能检出的样品,应采用加标的方式模拟实际样品进行测定,并对样品监测全过程进行记录保存,同时完成监测报告。如果实际样品未检出,则难以判断采样或分析过程是否由问题,因此方法验证的实际样品测试应当时有样品检出的。而且,如果监测方法中包含多个监测因子时,应对所有的监测因子进行方法验证,才能证明具有该方法所有监测因子的监测能力。
表1 硫化物亚甲基蓝分光光度法准确度验证
平行样品编号 | 加标浓度 | ||||
地下水 | 0.01 | 0.05 | 0.09 | ||
测定浓度 (mg/L) | 1 | 0 | 0.0062 | 0.038 | 0.079 |
2 | 0 | 0.0054 | 0.037 | 0.083 | |
3 | 0 | 0.0069 | 0.037 | 0.084 | |
4 | 0 | 0.0080 | .0.045 | 0.073 | |
5 | 0 | 0.0064 | 0.043 | 0.087 | |
6 | 0 | 0.0058 | 0.035 | 0.075 | |
平均值(mg/L) | 0 | 0.0064 | 0.039 | 0.080 | |
加标量(mg/L) | __ | 0.01 | 0.05 | 0.09 | |
加标回收率(%) | __ | 64.0 | 78.0 | 88.9 |
3.4方法验证过程中的质量保证
3.4.1采样过程的确认和质量保证
采样过程是方法确认的重要环节。采样过程对监测结果影响很大,例如涉及环境空气和废气的监测项目,样品的采集方式存在差异,不同的采集方式,得到的结果差别很大,所以要对实际样品采集来验证是否具备相应的布点和采样能力,并确认记录信息的完整性[]。
采样环节一直是日常环境监测全过程质控管理过程中最为薄弱的。在采样过程中,应该严格相关标准规范进行,并应确定分析方法相匹配的样品保存方法,保证样品的时效性。目前,废气采样都是现场监测,除了采样设备校准检定必须定期完成外,还应确保相关辅助仪器设备的配备检定,如延期测定仪用于校准的标准气体,皂膜流量计、转子流量计等。同时,采样系统的气密性、现场气象条件等也应视为废气监测方法确认的重点。
3.4.2 实验室监测过程中的质量控制
方法验证过程中的实验室质量控制主要包括人员能力确认、仪器设备与方法的匹配、仪器设备的校准检定及确认、环境条件的符合性确认、原始记录信息完整性和可溯源性、作业指导书编写以及样品分析过程中采用的相关质控措施,如标准样品测定、加标回收率测定、平行样测定、全过程空白测定和空白测定、还有仪器比对分析、人员比对分析等质控手段,都是保证方法验证过程中的监测数据准确度的重要手段。
4小结
综上所述,生态环境监测要求对初次使用的标准方法进行方法验证,主要从方法标准开始,贯穿采样、分析、数据、报告的整个流程,严格按照方法规范执行,通过对人员能力、仪器设备适用、原始记录信息完整及方法检出限、精密度、准确度的验证,判断监测机构是否具有该方法的监测能力,并保留所有验证过程的记录及方法验证报告,确保新项目的有效开展,也确保监测数据的完整性、准确性,保证监测数据质量。
参考文献:
[1] 中国国家认证认可监督管理委员会.RB/T 214-2017 检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求[S].北京:中国标准出版社,2017.
[2]生态环境部.HJ168-2020 环境监测分析方法标准制定技术导则[S].北京:中国环境科学出版社,2020.
[3]生态环境部.HJ1226-2021 水质 硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法[S].北京:中国环境科学出版社,2021.
[4] 生态环境部.HJ1263-2022 环境空气 总悬浮颗粒物的测定重量法[S].北京:中国环境科学出版社,2022.
[5] 杨媛媛,范小俊,孙婧,任祖慧.环境监测实验室方法确认问题探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量,2019(09):51~53.
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