質(zhì)量控制圖在土壤重金屬的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定中的作用分析

趙坤 莢辰飛

摘? ?要：文章以質(zhì)控圖為研究對象，研究其在土壤樣品中的具體作用。實驗流程為：處理土壤樣品、分析測試土壤成分、搭建質(zhì)量控制圖。實驗分析方式為：檢驗空白值、檢驗土壤測定結(jié)果。實驗結(jié)果為：質(zhì)控圖是用于常規(guī)檢測的有效方式，能夠反映出測試對象的波動變化;當(dāng)質(zhì)控圖與空白值兩者結(jié)合時，具有動態(tài)控制試驗環(huán)節(jié)的能力;借助等離子發(fā)射光譜法，實現(xiàn)對質(zhì)控圖應(yīng)用性能的分析，發(fā)現(xiàn)其對試驗儀器、運維狀態(tài)、環(huán)境調(diào)控、用具清洗等均有良好質(zhì)控作用。

關(guān)鍵詞：土壤;質(zhì)量控制圖;空白值

質(zhì)控圖來源于統(tǒng)計檢驗原理、高等數(shù)學(xué)概率論，是在兩者的數(shù)學(xué)邏輯理論基礎(chǔ)上繪制而成的圖形，此圖實現(xiàn)了直觀判斷試驗對象的質(zhì)量，并且較為客觀、持續(xù)地反映著試驗結(jié)果的變化狀態(tài)，逐漸發(fā)展成為常規(guī)性質(zhì)檢控制方式。把質(zhì)控圖與空白值兩者相結(jié)合，實現(xiàn)了對檢出限的測定并加強了動態(tài)控制檢測條件的控制能力。此種結(jié)合技術(shù)，有助于增強分析測試能力，保證實驗結(jié)果的精準性。

1? ? 材料確定與方法簡述

1.1? 處理土壤樣品

處理土壤樣品流程：利用奧地利生產(chǎn)的安東帕微波消解儀，以遵循微波消解處理理念。消解試劑為：硝酸（HNO3）、鹽酸（HCl）、氫氟酸（HF）、高氯酸（HClO4），此組合對土壤具有全分解能力，在土壤礦物晶格消解完成時，在樣品待測元素中添加試液。

1.2? 分析測試

分析測試的流程：采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（美國珀金海爾默，PE8000），其射頻功率在1 250 W，等離子氣體的流量速率為15 L/min，分析測試產(chǎn)生的輔助氣流速率為0.5 L/min，相對應(yīng)的載氣流量速度為1.0 L/min。

1.3? 質(zhì)量控制圖的繪制流程

1.3.1? 搭建質(zhì)量控制圖

選用GSS-2土壤標準樣品作為標志樣品，其中GSS-2土壤的選擇是取決于其與寧夏土壤具有高度相似性，分別表現(xiàn)在土壤組成元素、基體組織等。在樣品抽取期間，實現(xiàn)對GSS-2土壤標志樣品開展兩次平行分析，每次檢測取一個單品，并且測定2次全序存在的空白值，保持兩者相對偏差數(shù)值小于50%。累積確定n>20對的平行雙樣測試數(shù)據(jù)，計算每組雙樣的總均值（x）、標準差數(shù)值（S），將測定數(shù)設(shè)為橫向坐標，將測定數(shù)設(shè)為豎向坐標，以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展其相應(yīng)位置所在連續(xù)點的測繪，得出質(zhì)控圖。

全部平均數(shù)x作為中線，x與S的加減關(guān)系代表的是上、下輔助限（測定結(jié)果在此范圍為良好），x與2S的加減關(guān)系代表的是上下警告限（測定結(jié)果超過這個范圍，應(yīng)保持警惕），x與3S的加減關(guān)系代表的是上控限（測定結(jié)果超出這個范圍，表示的是失控狀態(tài)）。

如發(fā)現(xiàn)原測定數(shù)據(jù)已然超出了上下控制限者，應(yīng)將其進行剔除處理，使剔除后的總數(shù)達到n不小于20，并重新進行各參數(shù)的測定與計算，完成質(zhì)量控制圖的繪制。若所建質(zhì)控圖落在x與S的加減關(guān)系范圍內(nèi)，其應(yīng)約在總數(shù)中的占比為0.68，若此數(shù)值小于0.5，則此圖不準確;若連續(xù)7點集中在中心線一個方向，則表明已獲得的數(shù)據(jù)處于失去控制狀態(tài)，需要重繪質(zhì)控圖。

1.3.2? 質(zhì)量控制圖的應(yīng)用方式

在對每批次土壤樣品精準分析期間，將兩個GSS-2標準樣品以平行方式，分別帶入同批樣品中，并對其開展消解與測定兩個程序，繼而將測定數(shù)據(jù)以帶入方式，繪制標準樣品的質(zhì)控圖，并且實現(xiàn)在空白值質(zhì)控圖中，逐一添加空白測定值，實現(xiàn)逐一檢驗流程。若標準試樣測定結(jié)果在上下控制限區(qū)域，則表明同批土樣數(shù)據(jù)具有精準性[1]。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? 檢驗空白值

利用質(zhì)控圖開展質(zhì)量分析與控制時，以土壤中的銅為實例，對其他重金屬元素開展全面質(zhì)控，并對其實施質(zhì)控應(yīng)用?？罩禂?shù)值大小與分析方法的適用能力、測試環(huán)境條件作用、測試條件、人員操作能力等因素具有關(guān)聯(lián)性，尤其是對微量樣品測定結(jié)果具有較大影響，分別表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的精準性、流程的檢出限。檢測極限取決于空白值的標準差。將標準偏差定義為樣品檢測限的3倍空白值。

根據(jù)空白樣本量的全序測定結(jié)果，參數(shù)值設(shè)定在X=0.001 2，S=0.000 5，以此獲取質(zhì)控圖的相關(guān)數(shù)據(jù)。將質(zhì)量控制圖的上控限、上警限、上輔助限、平均線逐一繪制，獲得質(zhì)控圖，空白值質(zhì)量控制圖不存在下控制限與下警戒限兩個項目。由于測定的空白試驗值呈現(xiàn)穩(wěn)步下降狀態(tài)，但空白試驗值達到中心線位置時，試驗水平呈現(xiàn)上升趨勢，可適當(dāng)逐步用較小的試驗值取代原來的空白實驗值，對各統(tǒng)計量實現(xiàn)重新計算，并再次繪圖（見圖1）[2]。

圖1中的點數(shù)排列的25批空白樣品測定結(jié)果。如圖2所示，第4批樣品的空白部分高出了上部控制范圍。通過化驗，此為使用純硝酸消化土樣所致，改為最佳級別后空白值顯著減少。

2.2? 實驗結(jié)果分析

質(zhì)控圖是在高等數(shù)學(xué)概率論和統(tǒng)計檢驗的基礎(chǔ)上建立的一種圖形，此圖一方面有助于直觀地判斷分析質(zhì)量的變化趨勢，另一方面實現(xiàn)了較為客觀、持續(xù)性地反映分析試驗結(jié)果的變化狀態(tài)。在實現(xiàn)質(zhì)控圖與空白值檢驗方式兩者相結(jié)合的過程中，一方面實現(xiàn)了檢出限的成功檢驗，另一方面達成了實時控制檢測多種條件，具有良好的應(yīng)用效能。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜實現(xiàn)土壤重金屬元素分析期間，基質(zhì)控制應(yīng)重點在于試劑驗收流程、測試儀器運行狀態(tài)、設(shè)備操作檢定、設(shè)備性能分析、設(shè)備故障問題、環(huán)境條件適應(yīng)性、測試器具的清潔問題[3]。

根據(jù)已繪制完成的質(zhì)控圖，將后續(xù)分析結(jié)果持續(xù)代入質(zhì)控圖中，并且檢查每批次的分析質(zhì)量，待一個周期數(shù)據(jù)收集完成后，重新匯總數(shù)據(jù)、分析其中存在的相互關(guān)系，觀察內(nèi)在的x與S，2S，3S之間的關(guān)系，并且獲得全新的質(zhì)控圖。推廣應(yīng)用質(zhì)控圖有助于增強實驗室分析測試能力，為質(zhì)量管理提供助力，全方位保證實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量。由此發(fā)現(xiàn)，質(zhì)控圖具有良好的試驗對象控制能力，并且在與空白值合作應(yīng)用時，有助于全方位動態(tài)監(jiān)控試驗條件，有助于試驗的良好運行與發(fā)展，具有廣泛的應(yīng)用價值。

3? ? 結(jié)語

（1）質(zhì)控圖是用于常規(guī)質(zhì)檢的有效措施，以此反映測試結(jié)果的波動狀態(tài)。

（2）當(dāng)質(zhì)控圖與空白值兩者技術(shù)結(jié)合時，其具備控制試驗條件的能力。

（3）借助等離子發(fā)射光譜法，分析質(zhì)控圖應(yīng)用性能，分析發(fā)現(xiàn)其對試驗儀器、運維能力、環(huán)境控制、器具清洗等均有良好質(zhì)控作用。

[參考文獻]

[1]李妹霞，方蘭葉，陳建成.基于休哈特質(zhì)量控制圖安全預(yù)警系統(tǒng)管理和常規(guī)護理安全不良事件管理的優(yōu)劣差異[J].醫(yī)學(xué)理論與實踐，2020（3）：510-512.

[2]田洪雷，劉攀，李景濱.7系鋁合金8種元素分析質(zhì)量控制圖的建立與應(yīng)用[J].中國測試，2020（1）：56-63.

[3]趙東陽.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定巖石中銻的研究及其測量不確定度的評定[D].長春：吉林大學(xué)，2017.