質(zhì)量控制圖在土壤鎳含量測定中的應(yīng)用

黃肖鳳，蘇瑞花，黃 雪，吳學(xué)貴，王一晨

(海南威爾檢測技術(shù)有限公司，海南 澄邁 571924)

質(zhì)量控制是用現(xiàn)代科學(xué)管理技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計方法來控制分析實驗室的質(zhì)量，把分析誤差控制在允許限度內(nèi)，保證分析結(jié)果有一定的精密度和正確度，使分析數(shù)據(jù)在給定的置信水平內(nèi)有把握能達(dá)到所要求的質(zhì)量。在檢測過程中，分析物檢測值的波動是不可避免的，它是人、機、料、法、環(huán)、測等基本因素的波動綜合影響所致。在GB/T 27025-2008《檢測和校準(zhǔn)實驗室認(rèn)可準(zhǔn)則》5.9.2中明確要求“應(yīng)分析質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)將要超出預(yù)先確定的判據(jù)時，應(yīng)采取有計劃的措施來糾正出現(xiàn)的問題，并防止報告錯誤的結(jié)果”[1]，實驗室質(zhì)量控制方式一般采用實驗室間質(zhì)量控制和實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制。實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制是最簡單易行的一種方式，能夠及時反應(yīng)實驗室內(nèi)部檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，是質(zhì)量控制的基礎(chǔ)和核心。而質(zhì)量控制圖是內(nèi)部質(zhì)量控制的關(guān)鍵質(zhì)控手段，它是對分析過程實施質(zhì)量控制的一種重要、有效、簡單的工具，規(guī)范地制作質(zhì)量控制圖可以及時判斷分析過程的異常情況[2]。

質(zhì)量控制圖的原理建立基于概率統(tǒng)計的3σ原則，過程波動具有統(tǒng)計規(guī)律性。隨機誤差具有一定的分布規(guī)律，當(dāng)過程受控時沒有系統(tǒng)誤差，根據(jù)中心極限原理，這些誤差的總和，即總體質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，大多數(shù)值集中在以為中心位置，越往邊緣個體數(shù)越少。在正態(tài)分布±3σ范圍內(nèi)，即樣品特征值出現(xiàn)在此范圍的概率為99.73%，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)±3σ范圍以外，根據(jù)小概率事件實際不可能發(fā)生原理，即認(rèn)為已出現(xiàn)失控，如果分析測試過程是處于受控狀態(tài)，則認(rèn)為樣品特征值一定落于正負(fù)3σ范圍內(nèi)。GB/T 4091-2001給出了8個判異準(zhǔn)則[3-4]，見表1。

本文以土壤中的鎳含量測定為例子，介紹質(zhì)量控制圖在實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制中的應(yīng)用。

表1 可查明原因的檢測

1 實 驗

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀 器

ICE 3500原子吸收光譜儀，熱電(上海)儀器有限公司；AB204-S電子天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；DS24-45F電熱板，天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司；Milli-QA10超純水機，密理博(上海)貿(mào)易有限公司。

1.1.2 試 劑

硝酸(65%)，德國的默克密理博品牌；鹽酸(優(yōu)級純)，廣州牌化學(xué)試劑；高氯酸(優(yōu)級純)，科密歐試劑；氫氟酸(優(yōu)級純)，科密歐試劑；純水由Milli-QA10制備；鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL)，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；

鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液(10 μg/mL)：取鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL)0.25 mL于25 mL容量瓶中，用0.5%硝酸定容至標(biāo)線，搖勻，置存于聚乙烯中；

土壤質(zhì)控樣(編號GBW07407，標(biāo)準(zhǔn)值：(276±15)mg/kg)，地球物理地球化學(xué)勘查研究所。

1.2 儀器分析條件

表2 火焰原子吸收分光光度法測定鎳的儀器條件

1.3 實驗步驟[5]

1.3.1 電熱板消解法

稱取適量試樣于50 mL聚四氟乙烯坩堝中，用水潤濕后加入10 mL鹽酸，于電熱板上100 ℃加熱，使樣品初步分解，待消解液蒸發(fā)至約3 mL時，加入9 mL硝酸，加蓋加熱至無明顯顆粒，加入6 mL氫氟酸，開蓋，于120 ℃加熱飛硅30 min，稍冷，加入1 mL高氯酸，于150 ℃加熱冒白煙，加熱時經(jīng)常搖動坩堝。若坩堝璧上有黑色物質(zhì)，加入1 mL高氯酸加蓋繼續(xù)加熱至黑色碳化物消失，再開蓋，加熱趕酸至內(nèi)容物呈不流動的液珠狀。加入6 mL硝酸溶液(1+99)，溫?zé)崛芙饪扇苄詺堅?，全部轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用硝酸溶液(1+99)定容至標(biāo)線，搖勻，保存在聚乙烯瓶中，靜置，取上清液上機測定。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別取0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、2.50 mL鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液于25 mL容量瓶用0.5%硝酸溶液稀釋到標(biāo)線。

最終土壤中的鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

式中：W——土壤中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg

C1——試樣中元素的質(zhì)量濃度，mg/L

C0——空白試樣中元素的質(zhì)量濃度，mg/L

M——土壤樣品的稱樣量，g

2 結(jié)果與討論

2.1 空白試樣

在每一批的分析過程中處理兩個空白試樣，測得的空白試樣值為0。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

每次分析時都繪制新的鎳標(biāo)準(zhǔn)曲線，其相關(guān)系數(shù)≥0.999，滿足檢測要求。

2.3 土壤鎳的檢測結(jié)果

22次測量的質(zhì)控樣品GBW07407土壤鎳的檢測結(jié)果見表3。

表3 土壤鎳的檢測結(jié)果(n=22)

已知GBW07407質(zhì)控樣品的鎳值為(276±15)mg/kg，由表3可得測的22組數(shù)據(jù)中鎳的總算數(shù)平均值CL為277 mg/kg，準(zhǔn)確度符合要求。

2.4 質(zhì)控圖的繪制[6]

圖1 土壤質(zhì)控樣質(zhì)量控制圖

從圖1可以看出，土壤質(zhì)控樣品GBW07407鎳的測定結(jié)果質(zhì)量控制圖符合表1判異準(zhǔn)則要求，22組數(shù)據(jù)的檢測值全部落在控制線以內(nèi)。但第20組的數(shù)據(jù)位于上警告線之上，表明這次的檢測過程存在失控的傾向，需進行全過程分析，查明原因，采取預(yù)防措施，避免檢測過程失控，但這次的檢測結(jié)果可以保留。

22組數(shù)據(jù)整體表明檢測過程中隨機誤差較小，檢測數(shù)據(jù)在合理的范圍內(nèi)波動，質(zhì)量控制圖可靠，整個過程處于受控狀態(tài)，因此可采用此質(zhì)量質(zhì)控圖對土壤中鎳含量的測定過程進行質(zhì)量監(jiān)控。

3 結(jié) 論

為了加強實驗室日常的檢測質(zhì)量控制，提高檢測工作的準(zhǔn)確性，通過繪制質(zhì)量控制圖對檢測數(shù)據(jù)進行趨勢分析是一種較直接的方法。通過質(zhì)量控制圖可以發(fā)現(xiàn)一段時間內(nèi)檢測過程是否在質(zhì)量控制范圍內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)失控傾向或失控情況，根據(jù)實驗所涉及的人、機、料、法、環(huán)、測等各要素展開分析，及時查明原因，采取相應(yīng)的糾正措施，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，有效提高實驗室質(zhì)量管理水平和分析能力。