煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在煤炭實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用及管理

周龍萍

(山西焦煤質(zhì)量管理與監(jiān)督服務(wù)中心，山西 太原 030021)

為了保證煤炭檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，不僅需要使用煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)及人員的檢測(cè)分析能力，還需使用煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于煤質(zhì)分析儀器的標(biāo)定或校準(zhǔn)、儀器設(shè)備性能評(píng)價(jià)、試驗(yàn)方法研究和確認(rèn)、測(cè)試質(zhì)量監(jiān)控等[1].做好標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用與管理，是煤炭實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量控制的基本要求。

1 煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定義及作用

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特點(diǎn)是樣品高度均勻、量值穩(wěn)定準(zhǔn)確。

有證煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定義是：附有證書的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其一種或多種特性值用建立了溯源性的程序確定，使之可溯源到準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)的用于表示該特性值的計(jì)量單位，而且每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值都附有給定置信水平的不確定度[2-4].

有證煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于儀器性能檢驗(yàn)和儀器校準(zhǔn)、方法確認(rèn)和分析測(cè)量不確定度評(píng)定、實(shí)驗(yàn)室和分析人員能力檢驗(yàn)及內(nèi)部質(zhì)量控制。

2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分級(jí)

我國(guó)將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分為一級(jí)與二級(jí)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度具有國(guó)內(nèi)最高水平，均勻性良好，在不確定度范圍內(nèi)，并且穩(wěn)定性在一年以上，代號(hào)以“GBW”字頭表示；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度和均勻性未達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的水平，穩(wěn)定性在半年以上，代號(hào)以“GBW(E)”字頭表示。

國(guó)家煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心公布的國(guó)家一級(jí)煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有：煤物理特性和化學(xué)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤的哈氏可磨性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤中砷和磷成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤中氟成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤灰成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤灰熔融性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煙煤黏結(jié)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煙煤膠質(zhì)層指數(shù)(Y值)分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、煤的自然傾向性吸氧量分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[1].

3 煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的正確使用

1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)選擇化學(xué)成分或特性量值盡可能地與被測(cè)樣品相同或相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。在一般工作場(chǎng)所可以選用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證、方法驗(yàn)證、產(chǎn)品評(píng)價(jià)與仲裁等應(yīng)選用一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

2)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)在證書的有效期內(nèi)使用，對(duì)于量值穩(wěn)定性好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)系列，證書中在有效期后面標(biāo)明了重新定值的時(shí)間間隔，該系列在超過(guò)有效期可以通過(guò)網(wǎng)址、電子郵件或發(fā)表的公開刊物等不同渠道獲取新的證書[5].有的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在開封后特性不穩(wěn)定，認(rèn)定值的有效期會(huì)發(fā)生變化，比如煙煤黏結(jié)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，證書上有效期均為1年，但開封后其認(rèn)定值標(biāo)號(hào)為GBW12020b和GBW12023b的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)只保證在3個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定在不確定度范圍內(nèi)；標(biāo)號(hào)為GBW12021b和GBW12022b的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)只能保證在1個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定在不確定度范圍內(nèi)。因此這類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)開封后要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)盡快使用。

3)取樣量要滿足規(guī)定的最小取樣量，小于最小取樣量會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)失去代表性。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)剩余樣品量不到原始總量的5%時(shí)應(yīng)停止使用，因?yàn)榇藭r(shí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)容易由于粒度離析引起偏倚[5].稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)前，應(yīng)充分混勻樣品，使稱取的樣品能夠代表整個(gè)包裝樣品的特性，否則，剩余的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不再對(duì)已定值的包裝批有代表性，使證書上給出的認(rèn)定值和不確定度不再有效[6].

4)盡可能減小煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的污染、氧化和水分變化。用于測(cè)定值換算為干基結(jié)果的空氣干燥基水分應(yīng)與各特性量值同時(shí)測(cè)定。如不能同時(shí)測(cè)定，應(yīng)在盡可能短、水分未發(fā)生顯著變化的期限內(nèi)測(cè)定，最多不超過(guò)5天[1].

5)當(dāng)煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行期間核查[5].核查的方法可以采用不同批號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比對(duì)，如測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定范圍內(nèi)，說(shuō)明該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有效。

總之，在使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)前一定要注意證書中給出的信息，避免不正確的使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，確保其包裝的嚴(yán)密性，并以恰當(dāng)?shù)姆绞絻?chǔ)存。某些情況下，有必要對(duì)剩余的部分重新包裝，否則，給出的特性值可能無(wú)效，導(dǎo)致有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)無(wú)法使用或不可靠[6].

4 煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

4.1 設(shè)備的校核及評(píng)價(jià)

儀器設(shè)備在第一次投入使用前或維修后應(yīng)利用煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)其進(jìn)行校核，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，以確認(rèn)儀器設(shè)備是否能滿足檢測(cè)要求。在日常工作中，應(yīng)定期使用煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器進(jìn)行期間核查。若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果異?；蛟O(shè)備明顯缺陷，應(yīng)立即停止使用該設(shè)備，直到設(shè)備經(jīng)過(guò)測(cè)試、校準(zhǔn)或檢修合格為止。

4.2 儀器標(biāo)定及校準(zhǔn)

在煤炭檢測(cè)中，一些儀器設(shè)備并不能直接測(cè)出需要的值，必須通過(guò)對(duì)儀器標(biāo)定得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算或校正得出最終結(jié)果。如全硫中的庫(kù)侖滴定法，需要用幾種不同硫含量的有證煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定，將標(biāo)定生成的校正系數(shù)輸入儀器中，再另選有證煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定后的驗(yàn)證，當(dāng)測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，說(shuō)明標(biāo)定有效。此時(shí)設(shè)備可以對(duì)煤中全硫進(jìn)行檢測(cè)。在使用哈氏可磨儀時(shí)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2565-2014的規(guī)定：每年至少用可磨性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)一次哈氏儀，當(dāng)儀器、設(shè)備(包括試驗(yàn)篩)更新或修理，或懷疑哈氏儀有問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)用該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)[1].校準(zhǔn)也是消除系統(tǒng)誤差的必要方法。

4.3 試驗(yàn)方法研究和確認(rèn)

設(shè)備廠方及科研機(jī)構(gòu)在研發(fā)完成新型儀器后，實(shí)驗(yàn)室會(huì)使用自行制定的方法檢測(cè)該設(shè)備及方法的可靠性，利用不同含量的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，如測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，則判斷儀器或方法可靠。

4.4 內(nèi)部質(zhì)量控制

在煤質(zhì)檢測(cè)中，常用有證煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量控制，并對(duì)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)失控情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取糾正措施，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的檢測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)于連續(xù)測(cè)試，如庫(kù)侖法測(cè)定煤中全硫含量，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢驗(yàn)應(yīng)以適當(dāng)?shù)拈g隔分布在整個(gè)試驗(yàn)階段；對(duì)于多個(gè)樣品同時(shí)測(cè)定，如煤灰成分測(cè)定及艾士卡法測(cè)定煤中全硫時(shí)，煤標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)與被檢樣品同批進(jìn)行[5].在一些準(zhǔn)確度要求高的分析中，特別是仲裁檢驗(yàn)，選用標(biāo)準(zhǔn)值與被檢樣品值相近的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被檢樣品同批測(cè)定或前后測(cè)定。如標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差在不確定范圍內(nèi)，表明測(cè)試過(guò)程處于質(zhì)量控制中，可保證測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、公正性和權(quán)威性[7].

4.5 實(shí)驗(yàn)室和分析人員能力檢驗(yàn)

煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的符合程度可以用來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)和分析人員的檢驗(yàn)?zāi)芰Αy(cè)定值在證書給出的不確定范圍內(nèi)，判定測(cè)試系統(tǒng)或分析人員檢測(cè)水平達(dá)到要求。在煤質(zhì)化驗(yàn)人員技能競(jìng)賽實(shí)際操作中，也常用煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)評(píng)判競(jìng)賽人員的檢驗(yàn)水平，測(cè)定值越接近標(biāo)準(zhǔn)值，判定競(jìng)賽人員檢測(cè)水平越高。

5 煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用管理

1)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量管理程序，按程序規(guī)定進(jìn)行煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用，煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中的各種應(yīng)用記錄及評(píng)價(jià)等資料，按管理規(guī)定保存。

2)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)專人對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行管理，并建立臺(tái)賬，及時(shí)補(bǔ)充更新。人員經(jīng)批準(zhǔn)后方可領(lǐng)用。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)專柜分類存放，存放在陰涼干燥處，以防止氧化變質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理人員要及時(shí)了解標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效期，對(duì)失效的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書要及時(shí)更新。最新的證書應(yīng)發(fā)放到領(lǐng)用人員手中，保證使用最新有效的標(biāo)準(zhǔn)值。

3)在選擇和采購(gòu)煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用的目的、要求以及測(cè)量范圍合理選擇，使煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)能夠滿足實(shí)驗(yàn)室日常檢測(cè)工作及測(cè)試質(zhì)量監(jiān)控等要求。

6 結(jié) 語(yǔ)

在煤炭檢驗(yàn)中，煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)鏈有效溯源的依據(jù)，是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過(guò)程質(zhì)量控制的工具。檢測(cè)數(shù)據(jù)及記錄應(yīng)及時(shí)、完整、規(guī)范，分析人員可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度，標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測(cè)應(yīng)平行雙樣檢測(cè)，這樣可以減少隨機(jī)誤差和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，對(duì)存在系統(tǒng)誤差要尋求改進(jìn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測(cè)值的準(zhǔn)確度對(duì)同批測(cè)定的樣品的精密度進(jìn)行評(píng)估，這是保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，規(guī)范煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的管理，是提升實(shí)驗(yàn)室管理水平和提高檢測(cè)能力的重要保障。因此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立相應(yīng)的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量保證管理程序，在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制、儀器標(biāo)定校核、測(cè)試方法、人員考核等方面都應(yīng)有計(jì)劃地進(jìn)行開展，規(guī)范所有的檢驗(yàn)記錄，并按規(guī)定進(jìn)行分析，確保煤炭檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。