水文系統(tǒng)水環(huán)境實驗室檢測方法驗證工作的思考

夏春龍

(遼寧省撫順?biāo)木?，遼寧 撫順 113005)

水質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)是水環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)，水文系統(tǒng)水環(huán)境實驗室一般具有多場所特點，質(zhì)量管理體系的運行較單一實驗室復(fù)雜[1]，但采用的檢測方法(多采用國家標(biāo)準(zhǔn)、水利標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))較統(tǒng)一。隨著社會的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，檢測方法發(fā)布和更新頻繁，方法驗證工作越來越重要。方法驗證工作是實驗室開展工作的前提，是內(nèi)部審核重點關(guān)注的環(huán)節(jié)[2]，是實驗室運行質(zhì)量體系的一部分[3-4]，是RB/T214-2017《檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價 檢驗檢測機(jī)構(gòu)通用要求》明確規(guī)定的執(zhí)行內(nèi)容，同時是檢測實驗室取得資質(zhì)認(rèn)定的關(guān)鍵一環(huán)。本文就水文系統(tǒng)水環(huán)境實驗室如何開展方法驗證工作提供幾點思考。

1 檢測方法驗證概述

驗證(verification)是指提供客觀的證據(jù)，證明給定項目是否滿足規(guī)定要求[5]。這與方法確認(rèn)是有明顯區(qū)別的[6]。水文系統(tǒng)水環(huán)境實驗室方法驗證工作應(yīng)多場所同時開展，以便進(jìn)行統(tǒng)計分析和最后的評價，該項工作可歸屬于質(zhì)量控制的范疇[7]。方法驗證對象是標(biāo)準(zhǔn)方法，包括國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等已經(jīng)頒布的正式(含試行)方法。為了確保檢測方法應(yīng)用的合理性和適用性，方法驗證工作應(yīng)在實驗室初次使用標(biāo)準(zhǔn)方法前開展，對具體的技術(shù)參數(shù)和評價指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)分析驗證，保證方法能夠在具體的實驗室環(huán)境中使用。此外，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了修訂時，應(yīng)重新組織開展驗證工作。

2 檢測方法驗證程序

檢測方法的驗證圍繞著相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和實驗室自身條件進(jìn)行匹配性分析，主要針對人員能力、儀器設(shè)備、藥品器具、環(huán)境條件的匹配性分析，并通過試驗驗證方法參數(shù)，確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)分析方法是否可以在該實驗室得到有效落實，從而明確能力范圍，減少后續(xù)失誤和風(fēng)險。水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理的六個要素，人、機(jī)、料、法、環(huán)、測全部體現(xiàn)在驗證工作中。檢測方法驗證的一般程序如圖1所示。

圖1 檢測方法驗證的一般程序

3 檢測方法驗證內(nèi)容

3.1 人、機(jī)、料、法、環(huán)的驗證

(1)人員能力驗證。驗證工作負(fù)責(zé)人提前查閱資料，了解方法適用范圍，熟悉操作步驟和注意事項；實驗人員數(shù)量是否合適，人員應(yīng)具有基本采樣、實驗操作水平和相關(guān)理論知識，如涉及復(fù)雜儀器操作或者特殊的技能操作，應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，熟練掌握操作后才能參與驗證。

(2)儀器設(shè)備驗證。儀器設(shè)備應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求，如檢查分辨率、精密度、測量范圍等；無故障，有合格的檢定/校準(zhǔn)記錄。例如酶底物水質(zhì)中總大腸菌群、糞大腸菌群和大腸埃希氏菌的測定(HJ1001—2018)標(biāo)準(zhǔn)要求的恒溫培養(yǎng)箱，溫控要求必須達(dá)到37±1℃、44.5±0.5℃。

(3)藥品器具驗證。藥品包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試劑、基準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)溶液等，要確認(rèn)在使用有效期內(nèi)，試劑純度、級別符合要求，保證濃度未發(fā)生變化。例如揮發(fā)酚、氰化物等標(biāo)準(zhǔn)溶液揮發(fā)性強(qiáng)、有效期短，極其容易失效。實驗用水質(zhì)量滿足要求。器具主要包括所涉及的容器、量器，且定量器具必須經(jīng)過檢定。例如鉻天青S分光光度法(GB/T5750.6—2006)測鋁所用的具塞比色管必須經(jīng)過檢定。

(4)方法操作驗證。所用標(biāo)準(zhǔn)為受控標(biāo)準(zhǔn)，擬驗證的有效標(biāo)準(zhǔn)；且應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法編制作業(yè)指導(dǎo)書或操作規(guī)程并發(fā)放到實驗人員手中。

(5)環(huán)境條件驗證。檢查實驗室環(huán)境(如溫度、濕度、上下水、電、氣、通風(fēng)、安全設(shè)施等)是否符合標(biāo)準(zhǔn)方法的要求，是否正常運行。特別要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判定影響結(jié)果的環(huán)境條件是否已經(jīng)文件化并進(jìn)行了監(jiān)控。若相鄰區(qū)域內(nèi)的實驗可能互相影響，則必須采取有效可行的隔離方法將影響消除或降至最低，必要時，可配備專門針對環(huán)境條件監(jiān)測、控制和記錄相關(guān)設(shè)施[8]。

3.2 方法技術(shù)參數(shù)的驗證

3.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線驗證

標(biāo)準(zhǔn)曲線是待測物質(zhì)濃度與儀器信號值的定量反映關(guān)系。絕大多數(shù)水質(zhì)參數(shù)檢測都需要繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，無論是傳統(tǒng)手工法還是儀器法。標(biāo)準(zhǔn)曲線一般有5～6個點或者更多，包括1個零點或者空白濃度，曲線濃度范圍應(yīng)囊括目標(biāo)濃度點，同時應(yīng)滿足儀器測量量程的要求。標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和截距應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求，一般相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.999，部分檢測項目大于0.995即可。

3.2.2準(zhǔn)確度驗證

準(zhǔn)確度是指按照特定分析程序獲得的結(jié)果與樣品理論真值的一致程度，反映測量可靠程度。驗證工作一般采用測定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和加標(biāo)回收率2種方式。一般可測定2～3個不同濃度的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，平行測定最少6次，計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對偏差，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判定是否合格。選用加標(biāo)回收率方式進(jìn)行驗證，可以選擇真實水樣加標(biāo)，也可以選擇空白水樣加標(biāo)，一般進(jìn)行低、中、高3種不同的加標(biāo)量試驗，同時盡量考慮到樣品類型，加標(biāo)樣品也需要平行測定，計算回收率再進(jìn)行判定。

3.2.3精密度驗證

精密度是在使用特定分析程序的條件下，對同一樣品進(jìn)行重復(fù)分析得出測定值之間的一致程度，反映方法隨機(jī)誤差的大小。精密度驗證一般選擇低、中、高3個濃度的樣品，樣品可以是有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，也可以是實際水樣，每個樣品一般平行測定6次，計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對偏差，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判定是否合格。

3.2.4檢出限驗證

方法檢出限為用特定分析方法在給定的置信度內(nèi)可從樣品中定性檢出待測物的最低濃度值或最小量。檢出限可定量評估分析方法在低水平下的檢測能力。參照HJ 168—2010《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》，方法檢出限的一般確定方法采用空白試驗測定?？瞻讟悠钒凑辗治龅娜襟E進(jìn)行操作，測定其濃度含量，重復(fù)n次空白試驗(n≥7)，計算平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按照公式(1)計算方法檢出限。

MDL=t(n-1，0.99)×S

(1)

式中，n—平行測定次數(shù)；t—自由度(n-1)，置信度為99%的t分布；S—n次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

實驗室應(yīng)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)方法(如分光光度法、離子色譜法、滴定法等)選擇合適的檢出限計算方法。一般可進(jìn)行不同批次的實驗，進(jìn)行計算，其最高值應(yīng)小于等于標(biāo)準(zhǔn)給定的檢出限，才是驗證合格。

3.2.5空白試驗驗證

空白試驗是以實驗用水作為樣品，用分析樣品同樣的方法和步驟進(jìn)行分析的實驗過程，其結(jié)果可以反映試劑、實驗用水、環(huán)境等因素干擾的誤差。一般情況下，每批次的樣品都應(yīng)進(jìn)行空白實驗，結(jié)果應(yīng)扣除空白值，空白值過大或不穩(wěn)定時，應(yīng)及時排查原因[9]。部分標(biāo)準(zhǔn)對空白值有明確的要求，如測定總氮(堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，HJ 636—2012)的空白吸光度要求小于0.030?？瞻讓嶒炛祽?yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的特定要求，同時空白水樣中待測物質(zhì)的濃度應(yīng)低于檢出限，才滿足要求。

3.2.6采樣及真實水樣驗證

采樣過程的驗證應(yīng)以規(guī)范性為主要目標(biāo)，兼顧一些特定項目的要求，特別是加保存劑環(huán)節(jié)。采樣器具滿足要求，采樣過程規(guī)范操作，樣品保存和運輸過程完備，保證整個樣品的代表性。采集的真實樣品應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求的步驟進(jìn)行分析，并給出分析結(jié)果。

3.3 驗證報告

驗證報告是方法驗證過程的證明材料，需留檔備查。驗證報告應(yīng)認(rèn)真匯總并記錄人、機(jī)、料、法、環(huán)、測的全過程，所有過程經(jīng)過審核確認(rèn)滿足要求后，驗證人員和審核人員簽字，一般技術(shù)負(fù)責(zé)人最終審核。需要注意的是，方法驗證的全過程應(yīng)進(jìn)行有效的質(zhì)量監(jiān)督，對人員操作、儀器設(shè)備、方法細(xì)節(jié)等重點關(guān)注，經(jīng)實驗室驗證后通過的檢驗方法可以對外出具檢驗結(jié)果[10]。

4 結(jié)語

方法驗證屬于水環(huán)境實驗室質(zhì)量體系認(rèn)證工作范疇，涉及人、機(jī)、料、法、環(huán)、測的所有檢測過程。水文系統(tǒng)的多場所檢測地點均應(yīng)進(jìn)行驗證，每一步驗證均應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法和監(jiān)測技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，特別是技術(shù)參數(shù)的驗證過程，應(yīng)選擇適宜的、技術(shù)代表性強(qiáng)的參數(shù)，條件允許的情況下，盡可能全面的進(jìn)行驗證?，F(xiàn)在新儀器頻繁更新、新標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)布，需要充分考慮和評價新技術(shù)方法在水環(huán)境實驗室的適用性，只有完成驗證工作，才能合理評價實驗室相應(yīng)項目的檢測能力，才能開展正常檢測業(yè)務(wù)，確保檢測工作保質(zhì)保量完成。