土壤中多環(huán)芳烴測定的質(zhì)量控制指標(biāo)研究

彭 華 申進(jìn)朝 王 琪 陳 純 趙新娜 劉 丹 吳立業(yè)（河南省環(huán)境監(jiān)測中心河南鄭州450004）

土壤中多環(huán)芳烴測定的質(zhì)量控制指標(biāo)研究

彭 華 申進(jìn)朝 王 琪 陳 純 趙新娜 劉 丹 吳立業(yè)
（河南省環(huán)境監(jiān)測中心河南鄭州450004）

本文在全國多個(gè)實(shí)驗(yàn)室大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對土壤中15種多環(huán)芳烴測定的精密度控制指標(biāo)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差控制限值為12.4%～28.0%，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對偏差控制限值為17.1%～40.3%。

土壤；多環(huán)芳烴；精密度；控制指標(biāo)

多環(huán)芳烴是煤、石油、木材、煙草、有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的半揮發(fā)性碳?xì)浠衔?是重要的環(huán)境和食品污染物，具有致癌、致畸和致突變的特殊性質(zhì)，也是我國優(yōu)先控制的環(huán)境污染物之一。在我國的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法體系中，土壤中多環(huán)芳烴的測定仍是空白，相關(guān)的精密度控制指標(biāo)尚未建立。國際上，僅EPA8270D1提供了以自動索氏提取法提取土壤中多環(huán)芳烴的精密度控制指標(biāo)。本文通過對精密度控制措施和大量監(jiān)測結(jié)果的系統(tǒng)性研究，提出了土壤中多環(huán)芳烴測定的精密度控制指標(biāo)，旨在為環(huán)境監(jiān)測人員提供工作參考數(shù)據(jù)，為開展質(zhì)量控制工作提供評價(jià)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 監(jiān)測方法和監(jiān)測內(nèi)容

在全國范圍內(nèi)選取能夠開展土壤中多環(huán)芳烴測定的實(shí)驗(yàn)室,分別根據(jù)自身儀器裝備條件對土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測定。前處理方法及儀器分析方法統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 前處理及儀器分析方法統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 The statistical results of pretreatment and analysis technologies

1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

在本文研究中，為了保證研究結(jié)果在全國的普適性，暫不考慮監(jiān)測方法之間的差異，即從整體上忽略提取方法、凈化方法和分析測試方法的差異，以單一實(shí)驗(yàn)室為統(tǒng)計(jì)單元，采取如下兩個(gè)步驟對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：（1）人工篩查：對明顯不符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定或明顯離群的監(jiān)測數(shù)據(jù)給予人工剔除。（2）采用檢出水平值1%，即99%置信度，以Grubbs檢驗(yàn)對多家實(shí)驗(yàn)室的測定結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。

本文討論的質(zhì)控指標(biāo)為精密度，包括室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（Within-laboratory relative standard deviation, RSD）、室內(nèi)平行樣相對偏差（Within-laboratory relative deviation,RD）、室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（Interlaboratory relative standard deviation，RSD’）。各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)樣品6次平行測定的結(jié)果計(jì)算RSD、以6次平行測定結(jié)果的最大值和最小值作為平行雙樣計(jì)算RD、實(shí)驗(yàn)室間以各實(shí)驗(yàn)室6次平行測定的平均值計(jì)算RSD’。

2 結(jié)果與討論

49個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別對含15種多環(huán)芳烴的土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行6次平行測定，人工篩查后數(shù)據(jù)采用量見表2。

表2 人工篩查后測定數(shù)據(jù)采用量Table 2 The data number after artificial check

2.1 室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

數(shù)據(jù)分析表明，現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)尚不能判定測定精密度與實(shí)驗(yàn)室級別之間的必然聯(lián)系。15種多環(huán)芳烴的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。由表3可以看出，15種多環(huán)芳烴測定結(jié)果的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值分別從6.57%～12.8%不等。其中，蒽最大，為12.8%，熒蒽最小，為6.57%。若控制比例選擇90%，即統(tǒng)計(jì)結(jié)果可代表90%的實(shí)驗(yàn)室的測試水平，可以發(fā)現(xiàn)，15種多環(huán)芳烴的測定的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差控制限值分別為12.4%～28.0%不等。其中，萘最小，為12.4%，蒽最大，為28.0%。

表3 室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 The statistical result of w ithin-laboratory relative standard deviation(RSD)

2.2 室內(nèi)相對偏差

15種多環(huán)芳烴的室內(nèi)相對偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。由表4可以看出，15種多環(huán)芳烴測定結(jié)果的室內(nèi)相對偏差平均值分別從8.66%～18.5%不等。其中，蒽最大，為18.5%，熒蒽最小，為8.66%。若控制比例選擇90%，即統(tǒng)計(jì)結(jié)果可代表90%的實(shí)驗(yàn)室的測試水平，可以發(fā)現(xiàn)，15種多環(huán)芳烴測定的室內(nèi)相對偏差控制限值分別為17.1%～40.3%不等。其中，萘最小，為17.1%，蒽最大，為40.3%。

表4 室內(nèi)相對偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 4 The statistical result of w ithin-laboratory relative deviation(RD)

2.3 室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

15種多環(huán)芳烴的室內(nèi)相對偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。由表5可以看出，15種多環(huán)芳烴測定結(jié)果的室間相對偏差分別從11.7%～56.6%不等。其中，苊烯最大，為56.6%，苯并（b）熒蒽最小，為11.7%。通過實(shí)驗(yàn)室間比對，可以發(fā)現(xiàn)，各實(shí)驗(yàn)室間的測定結(jié)果差異較為顯著，這與監(jiān)測方法不統(tǒng)一有關(guān)，各實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)水平也存在一定差異。因此，在當(dāng)前的監(jiān)測技術(shù)水平基礎(chǔ)上，如果監(jiān)測方法不統(tǒng)一，土壤中多環(huán)芳烴的測定不具備開展實(shí)驗(yàn)室間比對的條件，也不便將室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差作為質(zhì)控指標(biāo)。

表5 室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 5 The statistical result of interlaboratory relative standard deviation(RSD’)

2.4 與EPA質(zhì)控指標(biāo)的比較

目前，國內(nèi)外尚無關(guān)于土壤中16種多環(huán)芳烴測定的RD和RSD’控制指標(biāo)，僅EPA8270D提供了以自動索氏提取法提取土壤中15種多環(huán)芳烴的RSD控制指標(biāo)。將本文研究的標(biāo)準(zhǔn)樣品RSD結(jié)果與EPA8270D中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，見表6。

表6 土壤中15種多環(huán)芳烴測試的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差建議限值與EPA8270D指標(biāo)對比Table 6 RSD contrast of 15 polycyclic aromatic hydrocarbon in soilw ith EPA8270D

由表6可以看出，與EPA質(zhì)控指標(biāo)比較，當(dāng)前國內(nèi)土壤中15種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)樣品測定的RSD建議控制限值遠(yuǎn)高于EPA控制指標(biāo)（萘除外）。這與目前我國土壤中多環(huán)芳烴的測定水平和方法尚未標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)，也與本研究中沒有單獨(dú)分析萃取、凈化和分析測試方法的差異有關(guān)。

結(jié)語

參與研究的全國22個(gè)省的49個(gè)實(shí)驗(yàn)室，尚有十余個(gè)實(shí)驗(yàn)室不能報(bào)出有效數(shù)據(jù)，說明當(dāng)前國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室間監(jiān)測能力差異顯著。15種多環(huán)芳烴測定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，測定結(jié)果的室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差控制限值分別為12.4%～28.0%不等，室內(nèi)相對偏差控制限值分別為17.1%～40.3%不等。

本研究得出的結(jié)論將為下一步工作的開展奠定一定的基礎(chǔ)。隨著我國土壤環(huán)境監(jiān)測相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善和中國環(huán)境監(jiān)測整體技術(shù)水平的提高，土壤中多環(huán)芳烴的監(jiān)測技術(shù)將逐步規(guī)范、統(tǒng)一，在條件允許的情況下，可逐步嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)樣品測定精密度質(zhì)控指標(biāo)，以使土壤環(huán)境監(jiān)測更加科學(xué)，促進(jìn)我國土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

[1]EPA Method 8270D,Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS)[S]。2007

彭華（1967-），女，漢，籍貫：河南省信陽市，高級工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。